5. Экспериментально-расчетное обоснование проектного ресурса трубного пучка парогенератора пгв-1000мкп

5.1. Коррозионные процессы при эксплуатации теплообменных труб

В процессе эксплуатации ПГ на поверхности ТОТ имеет место образование коррозионных дефектов, представляющих собой , трещины различной глубины и коррозионные язвы, а также установлены основные зоны трубных пучков, подверженные коррозионной деградации.

По проведенным (результаты контроля методом вихревых токов трубных пучков ПГ различных блоков [22]) анализам динамики повреждений ТОТ ПГ в процессе эксплуатации [22] показано, что скорости роста зафиксированных дефектов в процессе эксплуатации ПГ очень малы и практически не зависят от глубины дефектов. Так же выявлен факт, что имели место неоднократные течи в ТОТ по сквозным дефектам в местах, где их наличие при ВТК не фиксировалось, что указывает на необходимость получения информации о влиянии условий и различных режимов эксплуатации ПГ (стоянки, гидравлических испытаний, пуска, работы на мощности, останова) на образование и развитие коррозионных дефектов.

По выполненному обзору [22] (применительно к материалу ТОТ) исследований по механизмам образования и развития коррозионных дефектов установлено, что данный процесс подчиняется известным представлениям об электрохимическом характере коррозионных процессов и происходит по механизму анодного растворения металла при локальном концентрировании на его поверхности активаторов коррозии (в основном, хлоридов) и наличии окислителя. При наличии меди на теплообменных поверхностях создаются условия для развития язвенной коррозии металла ТОТ.

Основными факторами, обеспечивающими реализацию электрохимических процессов на металле ТОТ зарождение и развитие коррозионных дефектов, является загрязнение теплообменной поверхности продуктами коррозии конденсатно-питательного тракта ПГ и накопление в них коррозионно-активных примесей. Важным сопутствующим фактором является водно-химический режим второго контура и связанное с ним содержание коррозионно-активных примесей в котловой воде ПГ.

В диссертационной работе кандидата технических наук В.С.Попадчука [23] сделан вывод о принципиальной невозможности полного исключения загрязнения ТОТ отложениями и образования на них дефектов в процессе эксплуатации ПГ, но в то же время сведение к минимуму процессов деградации трубчатки (при разработке и внедрении соответствующих мероприятий) является реально осуществимой задачей.

Обзор расчетных методов оценки и прогнозирования ресурса ТОТ [10] показал, что существующие методы, как правило, ориентированы на оценку времени до появления трещин и не позволяют достоверно оценить остаточный ресурс и возможность эксплуатации ТОТ с образовавшимся дефектом. Исключением является метод, разработанный в ФГУП ЦНИИ КП «Прометей» на основе стадийной модели деградации металла ТОТ, но данный метод нуждается в экспериментальном обосновании.

5.2Исследования коррозионных процессов на теплообменных трубах

В данном разделе приведены результаты исследований коррозионных процессов на ТОТ, полученные в процессе испытаний модели трубных пучков с различной компоновкой ТОТ («коридорной» и «шахматной») на стенде-имитаторе АЭС с ВВЭР разработанной ОКБ «Гидропресс» [23]. Тепло гидравлические параметры испытаний модели соответствовали соответствующим значениям для ПГ типа ПГВ-1000МКП.

Модель (рис.5.2.1) состоит из корпуса со съемной крышкой, трубных пучков, входной и выходной камер теплоносителя первого контура, торцевых камер трубных пучков, коллектора питательной воды.

Рис.5.2.1 – Схема экспериментальной модели трубных пучков

Трубный пучок с «шахматной» компоновкой ТОТ представляет собой пакет, состоящий из 23 труб диаметром 16 х 1,5 мм с шагами по вертикали и

горизонтали 19 мм и 23 мм соответственно.

Трубный пучок с «коридорной» компоновкой ТОТ представляет собой пакет, состоящий из 20 труб диаметром 16 х 1,5 мм с шагами по вертикали и горизонтали 22 мм и 24 мм соответственно.

Материал труб в модели –сталь 08Х18Н10Т.

В каждом трубном пучке установлены аналогичные штатным для ПГВ-1000М и ПГВ-1000МКП дистанцирующие элементы, расположенные на расстоянии 60, 360 и 796 мм от коллекторов входа-выхода теплоносителя первого контура. Торцевые камеры трубных пучков оснащены съемными крышками, что обеспечивало контроль ТОТ методом вихревых токов в процессе промежуточных ревизий модели.

Экспериментальный стенд позволяет проводить испытания теплообменных пучков модели в температурных условиях и при перепадах давления между первым и вторым контурами характерными для ПГВ-1000М и ПГВ-1000МКП, а также имитировать различные режимы эксплуатации ПГ (стояночный режим, гидравлические испытания на прочность и плотность, пуск, работа на мощности, останов).

В процессе испытаний на стенде возможна реализация различных показателей водно-химического режима в воде второго контура, определение и сравнение следующих показателей:

- химического состава воды второго контура (общего для обоих трубных пучков);

- характера распределения отложений на поверхности теплообменных труб;

- температуры воды второго контура вблизи стенок труб;

- химического состава отложений на теплообменных трубах.

Всего проведено десять различных по условиям этапов ускоренных

коррозионных испытаний, имитирующих режимы эксплуатации натурного ПГ, с наработкой модели в режиме генерации пара 4600 ч. Продолжительность режимов генерации пара на этапах с первого по десятый составляла 400, 420, 500, 500, 850, 730, 300, 300 и 600 ч, соответственно.

Х арактеристика этапов испытаний приведена в виде диаграммы на рис.5.2. 2.

Рис. 5.2.2.-Общая характеристика этапов испытаний модели трубных пучков.

На диаграмме указаны количество обнаруженных по результатам ВТК дефектов, удельное загрязнение ТОТ модели отложениями после каждого этапа, интервалы значений содержания хлоридов и значений рН в воде второго контура стенда на отдельных этапах.

В качестве факторов, ускоряющих коррозионные процессы и образование локальных повреждений, были приняты повышенные содержания примесей, образующих отложения на ТОТ (Fe2O3, Fe3O4, CuO, H2SiO3, Ca(OH)2, MgSO4), и хлоридов в воде второго контура стенда.

Этапы с первого по пятый, седьмой, девятый и десятый имитировали

стационарную работу ПГ в режимах генерации пара (рабочий режим), но отличались по ВХР.

В процессе десятого этапа проводились измерения электрохимического

потенциала среды второго контура с использованием специального датчика,

разработанного и изготовленного в ОАО «Головной институт «ВНИПИЭТ».

Испытания шестого этапа представляли собой режим стоянки влажной модели в корпусе при свободном доступе воздуха и проводился с целью оценки влияния такого режима (при наличии отложений с накопленными коррозионно-активными примесями на ТОТ, влаги в отложениях и свободного доступа кислорода из воздуха к трубчатке модели) на активизацию развития питтингов по механизму электрохимической коррозии под отложениями. Также проверена возможность развития под воздействием напряжений в стенках ТОТ точечных дефектов типа питтингов, которые не обнаруживаются при ВТК, в дефекты, идентифицируемых ВТК. Напряжения в стенках ТОТ при этом обусловлены штатной процедурой проведения гидравлических испытаний на прочность с давлением внутри ТОТ равном (250 ± 1) МПа.

Испытания восьмого этапа были проведены в циклических режимах «разогрев трубных пучков до температуры 100 °С при свободном доступе воздуха – охлаждение» и при перепаде давления между первым и вторым контурами порядка 4 МПа (имитация начальной стадии пуска ПГ при наличии кислорода в воде второго контура). Также в процессе этого этапа были проведены испытания и исследования по оценке эффективности процедуры «сухой консервации» ПГ типа ПГВ-1000М при наличии отложений продуктов коррозии на трубном пучке.

В процессе проведения всех этапов испытаний проводился периодический (после завершения отдельных этапов) контроль состояния ТОТ модели методами визуального осмотра и ВТК. Контролировалась также удельное загрязнение ТОТ модели после каждого этапа.

После окончания десятого этапа была произведена вырезка из модели образцов ТОТ (верхние и нижние ряды) для проведения исследований.

Визуальный осмотр модели в процессе промежуточных ревизий показал, что образование дефектов началось в процессе третьего этапа, и выражалось в появлении питтингов на отдельных участках ТОТ с отслаиванием отложений в местах их образования (рис.5.2.3).

а – первый этап; б – второй этап; в – третий этап; г – четвертый этап

Р ис.5.2.3 – Состояние поверхности ТОТ модели после первых четырех этапов.

а –пятый этап; б –седьмой этап; в –восьмой этап; г –десятый этап

Рис.5.2.4 –Состояние поверхности ТОТ модели после пятого, седьмого,

восьмого и десятого этапов.

После четвертого этапа интенсификации образования питтингов не наблюдалось, участки с питтингами, зафиксированные после предыдущего этапа были покрыты отложениями.

После окончания пятого этапа интенсификации образования питтингов визуально также не наблюдалось, а после седьмого этапа отмечено значительное увеличение количества питтингов (рис.5.2.4а). Еще более значительное увеличение количества питтингов обнаружено после проведения восьмого этапа , а после девятого и десятого этапов интенсификации процессов образования питтингов по сравнению с восьмым этапом при визуальном осмотре не зафиксировано (рис.5.2.4в и 5.2.4г), но новые питтинги имели место.

Первые индикации дефектов по результатам ВТК были зарегистрированы после четвертого этапа ресурсных испытаний (рис.5.2. 3).

В течение пятого и седьмого этапов развития зарегистрированных и образования новых дефектов не отмечалось, хотя модель на этих этапах испытывалась, в весьма жестких по содержанию коррозионно-активных примесей в воде второго контура режимах.

Испытания этапа восемь, привели к значительному увеличению количества индикаций по результатам ВТК (идентифицировано 28 новых дефектов).

После испытаний девятого этапа в результате ВТК зафиксировано одиннадцать новых дефектов (развития старых дефектов не отмечено), а после десятого этапа развития имеющихся дефектов и образования новых, идентифицируемых при ВТК, не зафиксировано.

Результаты контроля загрязнения ТОТ отложениями в процессе этапов испытаний приведены в таблице 5.2.1.

Таблица 5.2.1-Удельное загрязнение и содержание хлоридов в отложениях после отдельных этапов испытаний в режимах генерации пара

Как видно из таблицы 5.2.1, в процессе испытаний на первых четырех этапах, сопоставимых по ресурсу и по условиям движения среды первого контура(периодическое изменение направления движения среды от этапа к этапу),загрязненность отложениями ТОТ «шахматного» пучка превышает загрязненность ТОТ «коридорного» пучка на величину порядка 30 %.

Результаты оценки загрязненности ТОТ после пятого этапа сравнивать с

результатами предыдущих этапов некорректно, так как на этом этапе направление движения среды первого контура было аналогичным предыдущему этапу («коридорный» пучок работал при более высокой температуре), а ресурс этапа в режиме генерации пара почти вдвое превышал отдельные ресурсы предыдущих этапов.

Снижение загрязнения ТОТ на обоих трубных пучках после седьмого этапа связано с тем, что испытания этого этапа проводились после замены системы трубопроводов стенда на новую, не загрязненную продуктами коррозии, и часть поверхностного слоя отложений (не уплотнившихся) в процессе проведения испытаний была смыта. При этом, скорость увеличения загрязнения обоих трубных пучков модели на последующих этапах был примерно одинакова, несмотря на более высокую температуру эксплуатации «коридорного» трубного пучка.

Таким образом, экспериментально подтверждено, что применение трубного пучка с «коридорной» компоновкой ТОТ приводит к увеличению скорости циркуляции воды в нем и, соответственно, к снижению скорости роста отложений на ТОТ.

Как видно из результатов ревизий модели трубных пучков в процессе ресурсных ускоренных коррозионных испытаний имеет место «цикличность» образования как питтингов, так и трещин, но ни на одном из этапов испытаний не наблюдалось развития трещин, зафиксированных после предыдущего этапа.

Поскольку отдельные этапы испытаний отличались по условиям проведения, рассмотрим их с точки зрения прохождения возможных коррозионных процессов на ТОТ модели с учетом данных, приведенных на рис. 5.2.2 –5.2.4. При этом началом этапа испытаний считается проведение гидравлических испытаний перед началом вывода модели в режим генерации пара, окончанием –монтаж модели в корпус для проведения следующего этапа.

В процессе первого этапа условий для интенсивных коррозионных процессов на ТОТ реализовано не было и, после его завершения каких-либо повреждений на ТОТ не наблюдалось.

На втором этапе модель эксплуатировалась в режиме генерации пара (рабочий режим) при высоком содержании хлоридов, низком содержании кислорода и большую часть времени при высоком рН. После останова стенда, модель порядка 240 ч находилась в состоянии стоянки при свободном доступе воздуха к влажным трубным пучкам ,что согласно известным представлениям об электрохимическом характере коррозионных процессов, должно приводить к активизации электрохимических процессов под отложениями, с накопленными в процессе режима генерации пара хлоридами, и образованию на внешней поверхности ТОТ питтингов. Однако внешнего проявления коррозионных процессов при обследовании модели после извлечения из корпуса не наблюдалось. В связи с этим можно считать, что процесс образования питтингов в таких условиях является «скрытым».

На третьем этапе в рабочем режиме модель эксплуатировалась при высоком содержании хлоридов и большую часть времени при повышенном содержании кислорода и низком рН. При этом, в образовавшихся на втором этапе питтингах, в условиях кислой среды в воде второго контура и, соответственно, у поверхности металла ТОТ, происходило интенсивное кипение, накопление коррозионно-активных примесей и увеличение глубины питтингов с образованием продуктов коррозии (о чем свидетельствует отслаивание отложений в местах образования питтингов). После останова стенда модель, как и на втором этапе, находилась в режиме мокрой стоянки со свободным доступом воздуха (электрохимические процессы продолжались), а после ее извлечения из корпуса визуально было зафиксировано наличие питтингов.

На четвертом этапе при проведении гидравлических испытаний в части питтингов в условиях действия активной пластической деформации, наличия значительного количества окислителя в воде заполнения стенда (вода с кислородом на линии насыщения) и хлоридов в полости питтингов, произошло образование трещин по механизму анодного растворения. Эксплуатация модели в рабочем режиме была проведена большую часть времени при высоком содержании хлоридов, нейтральном и повышенном значениях рН и низком содержании кислорода. В этих условиях в питтингах, образовавшихся после третьего этапа, и у поверхности металла ТОТ электрохимические процессы были заторможены, произошла пассивация питтингов и закупорка трещин плотными продуктами коррозии (рисунки 5.2.3г, 5.2.5 и 5.2.6). После останова стенда модель находилась в составе стенда в режиме стоянки без доступа воздуха (стенд после останова был герметичным вплоть до извлечения модели из корпуса), что также не способствовало активизации электрохимических процессов. В процессе ревизии модели питтинговая коррозия визуально не наблюдалась, но при ВТК были зафиксированы первые дефекты типа трещин.

На пятом этапе при проведении гидравлических испытаний новые трещины, в связи с отсутствием «свежих» питтингов после четвертого этапа, не образовались.

Эксплуатация модели в рабочем режиме была проведена большую часть времени с высоким содержанием хлоридов и кислорода и низких значениях рН. При этом данный этап был самым продолжительным по времени рабочего режима. Однако, несмотря на такой продолжительный и жесткий по условиям эксплуатации этап, при отсутствии «свежих» питтингов после предыдущего этапа, признаков усиления деградации ТОТ в процессе, как визуального осмотра, так и по результатам ВТК обнаружено не было.

Следует отметить, что после останова стенда модель, как и после четвертого этапа, находилась в корпусе без доступа воздуха к трубным пучкам вплоть до демонтажа на ревизию.

По результатам первых пяти этапов испытаний можно заключить, что

образование питтингов происходит только в режимах стоянки при наличии влажных отложений с накопленными коррозионно-активными примесями в них и при свободном доступе воздуха к трубному пучку, а трещины образуются из части наиболее острых и глубоких питтингов в процессе проведения гидравлических испытаний. Для подтверждения данного заключения был проведен шестой этап.

Шестой этап, в процессе которого модель трубных пучков находились в течение 1000 ч в режиме стоянки с влажными отложениями со свободным доступом воздуха, привел к активизации электрохимических процессов под отложениями и образованию «свежих» питтингов. После проведения гидравлических испытаний на одной из ТОТ модели при проведении ВТК был зафиксирован новый дефект глубиной 20 % от толщины стенки.

При этом внешний вид трубного пучка модели оставался таким же, как и после окончания пятого этапа.

Седьмой этап был аналогичен третьему этапу как по предыстории (мокрой стоянкой являлся шестой этап), так и по условиям проведения рабочего режима, но отличался более чем в 1,5 раза по продолжительности, и на данном этапе модель после останова стенда находилась в корпусе без доступа воздуха вплоть до демонтажа на ревизию. При ревизии модели были зафиксированы такие же проявления питтинговой коррозии, как и на третьем этапе, но в большем объеме. Образования новых дефектов типа трещин и развития, ранее образовавшихся дефектов, по результатам ВТК не обнаружено.

Поскольку, как видно из результатов ревизий модели на предыдущих этапах, количество образовавшихся трещин существенно меньше количества имеющихся питтингов, можно сделать вывод, что возможность образования дефектов из питтингов на ТОТ была полностью исчерпана в процессе шестого этапа.

На восьмом этапе эксплуатация модели, проведенная в условиях имитации стадии пуска ПГ (разогрев модели до 100 ºС при свободном доступе воздуха через открытый смотровой люк, было проведено пять таких режимов), показала, что при наличии окислителя в воде второго контура произошла значительная активизация электрохимических процессов и интенсивное образование коррозионных дефектов по механизму анодного растворения при активной пластической деформации, обусловленной наличием перепада давления между первым и вторым контурами стенда (4,9 ±0,1 МПа).

При ревизии модели была обнаружена значительная питтинговая коррозия, а также по результатам ВТК зафиксировано 28 новых дефектов типа трещин.

Полученные результаты [23] хорошо согласуются с данными работы Andersen, в которой отмечена высокая склонность стали типа 304 (примерный аналог стали 08Х18Н10Т) к коррозионному растрескиванию процессе испытаний образцов в воде при температурах до 200 ºС, наличии хлоридов и массовой концентрации кислорода 0,2 мг/дм3 (условия, сходные по температуре испытаний для начальной стадии пуска горизонтальных ПГ).

Рис. 5.2.5-3D-изображение единичного питтинга с запассивированной поверхностью

а-питтинг; б-профиль питтинга

Рис. 5.2.6-Микрофотография дефекта на образце ТОТ

В испытаниях восьмого этапа хлориды в отложениях были накоплены в процессе длительного седьмого этапа испытаний (массовое содержание хлоридов в отложениях составляло от 0,14 до 0,20 %). При этом, как следует из литературных источников, концентрация хлоридов в питтингах может превышать их среднюю концентрацию в отложениях.

Также в процессе этапа модель находилась в режиме мокрой стоянки со

свободным доступом воздуха к трубному пучку, что также способствовало активизации электрохимических процессов и образованию «свежих» питтингов.

В то же время, даже в таких жестких условиях испытаний, развития ранее зафиксированных трещин не произошло.

На девятом этапе начальные условия были аналогичны четвертому этапу по предшествующему режиму мокрой стоянки и наличию значительной питтинговой коррозии. Рабочий режим также был сопоставим по продолжительности с четвертым этапом, и проводился, как и на четвертом этапе, при высоком рН, но без ввода в среду второго контура хлоридов. Также на этапе проводилась периодическая замена «на ходу» порядка половины воды во втором контуре стенда, что приводило к высокому содержанию кислорода во втором контуре в течение большей части этапа. Таким образом, в процессе проведения этапа в электрохимических реакциях анодного растворения металла в качестве активатора коррозии могли участвовать только те хлориды, которые были накоплены в отложениях и в полостях питтингов и трещин в процессе предыдущих этапов. При этом, очевидно, что, как и на предыдущих этапах, в«свежих» питтингах должно было происходить интенсивное кипение.

После останова стенда модель находилась в составе стенда без доступа воздуха вплоть до извлечения ее на ревизию, т.е. непосредственно в режиме стоянки условия для активизации электрохимических процессов на металле ТОТ отсутствовали.

В процессе ревизии модели усиления питтинговой коррозии, по сравнению с предыдущим этапом, визуально не обнаружено , но питтинги, аналогичные приведенным на рисунке 5.2.4(в), имели место. Также по результатам ВТК были зафиксированы 11 новых дефектов типа трещин, но развития ранее образовавшихся трещин, как и на предыдущих этапах не отмечено. Новые трещины образовались, наиболее вероятно, в процессе проведения процедуры гидравлических испытаний модели в условиях активного действия электрохимических процессов и «включенного» механизма анодного растворения в полостях «свежих» питтингов с накопленными хлоридами, образовавшихся на восьмом этапе во время его проведения и на мокрой стоянке со свободным доступом воздуха.

На десятом этапе условия рабочего режима были аналогичны седьмому этапу по пониженному значению рН, высокому содержанию хлоридов и низкому содержанию кислорода в процессе практически всего этапа, а также по времени эксплуатации модели в этом режиме. Также отсутствовала мокрая стоянка со свободным доступом воздуха на предыдущем этапе.

Таким образом, условия для образования и развития коррозионных дефектов в рабочем режиме практически отсутствовали, что подтвердилось при ревизии модели.

Внешних проявлений усиления питтинговой коррозии и развития ранее

зафиксированных трещин при ВТК модели не наблюдалось.

На отсутствие условий для образования дефектов при эксплуатации модели и, соответственно, ПГ в рабочем режиме указывают и измерения [23] окислительно-восстановительного потенциала в среде второго контура модели на этапе. В процессе измерений при эксплуатации стенда в рабочем режиме значимого изменения потенциалов при изменении ВХР во втором контуре стенда не отмечалось.

Так ввод примесей продуктов коррозии и снижение величины рН среды второго контура до величины 3,78 привело к увеличению разности потенциалов:

- для пары электродов «Pt –08Х18Н10Т» на 18,3 мВ;

- для пары электродов «Zr –08Х18Н10Т» на 10,0 мВ.

Аналогично, незначительное изменение разности потенциалов на обоих парах электродов наблюдалось и при вводе во второй контур стенда кислорода до концентрации 0,16 мг/дм3.

Вместе с тем, исследования образцов ТОТ [23] после завершения этапа показали, что на поверхности металла имеют место растравы металла и питтинги в них, которые были обнаружены только после удаления отложений (рис. 5.2.7). При этом металл ТОТ в области таких питтингов имел (после удаления отложений) соломенный цвет, что свидетельствует о весьма малой толщине оксидной пленки (менее 0,01 мкм).

Также в растравах были обнаружены так называемые «туннельные» питтинги, глубина которых составляла до 0,25 мм. Данные питтинги, согласно схеме приведенной В.Л. Богоявленским, могут быть начальной стадией образования трещины при группировании их в цепочку и наличии соответствующих напряжений, а для образования таких питтингов, как показали Dean, Beck, и Staehle необходима высокая концентрация хлоридов на поверхности металла. Так впервые такие питтинги были обнаружены ими на начальной стадии стандартных испытаний на склонность к коррозионному растрескиванию аустенитных хромоникелевых сталей в кипящем растворе MgCl2 и сделан вывод о достаточности нескольких минут для их образования.

Наличие высокой концентрации хлоридов, способствующее образованию «туннельных» питтингов было подтверждено при исследованиях образцов ТОТ с использованием рентгеноспектрального микроанализа. Так в отложениях на поверхности ТОТ содержалось (в процентах от их общей массы) 0,2 % хлора. А в питтингах содержание хлора достигало порядка 12% (рисунок 5.2.8).

растрав профиль растрава

Рис. 5.2.7-3D-изображение растрава с «тунельным» питтингом

Рис. 5.2.8-Изображения питтинга на образце ТОТ, полученные в режиме регистрации вторичных электронов (а) и в характеристическом излучении хлора (б)

Наиболее вероятным временем образования обнаруженных растравов и

питтингов, можно считать заключительную часть этапа. Тогда, при измерениях по оценке влияния значительного количества окислителя у поверхности металла ТОТ (в эксперименте –специально введенный кислород до концентрации 320 мг/дм3) и низкого рН = 3,9 ÷ 4,8 на окислительно-восстановительный потенциал стали 08Х18Н10Т, в процессе останова стенда были достигнуты значения потенциалов (в единицах стандартной водородной шкалы) от минус 150 до 0 мВ (рисунок 4.2.9), что хорошо согласуется с результатами, полученными в ЦНИИ КМ «Прометей» при исследованиях потенциалов образования питтингов на стали 08Х18Н10Т.

Рис.5.2. 9 – Изменение во времени значений потенциалов в единицах стандартной водородной шкалы на заключительной стадии десятого этапа

Проведенный анализ [23] результатов экспериментов на модели трубных пучков по оценке влияния режимов эксплуатации на образование коррозионных дефектов ,позволил разработать блок-схему, представленную на рис.5.2.10, на которой также отражены и мероприятия, способствующие минимизации коррозионных процессов на ТОТ в процессе эксплуатации ПГ.

Таким образом, по результатам ускоренных коррозионных испытаний и

исследований на модели трубных пучков и в соответствии с разработанной на основе анализа полученных результатов блок-схемой влияния режимов эксплуатации ПГ на образование и развитие дефектов на ТОТ показано, что:

- интенсивному образованию на трубчатке дефектов типа питтингов, как правило предшествует режим стоянки с влажными отложениями при свободном доступе воздуха. Питтинги образуются под отложениями продуктов коррозии и при обследованиях трубного пучка методами визуального наблюдения могут не выявляться;

- фиксации по результатам ВТК дефектов типа трещин в процессе эксплуатации ПГ предшествует образование питтингов на ТОТ перед очередным запуском. В дальнейшем, в результате предпусковых режимов гидравлических испытаний и в режиме выхода на мощность из части питтингов развиваются трещины (результаты ВТК непосредственно после шестого этапа), которые обнаруживаются в период следующего ППР (результаты ВТК после четвертого этапа). Интенсификации процесса образования трещин в процессе режима пуска ПГ способствует наличие окислителей в среде второго контура или на поверхности ТОТ (результаты ВТК после восьмого этапа). По наиболее глубоким трещинам возможно сквозное раскрытие и течь из первого во второй контур, на что указывают результаты эксплуатации натурных ПГ на ряде АЭС;

- в процессе эксплуатации ПГ в режиме генерации пара при отсутствии

нарушений норм ВХР основная масса дефектов пассивируются, забиваются плотными продуктами коррозии и далее не развиваются, на что указывают результаты ВТК модели после всех этапов испытаний модели в режиме генерации пара, металлографических исследований образцов ТОТ из модели, а также результаты ВТК трубных пучков ПГ на АЭС, показывающие многочисленные случаи отсутствия развития, ранее обнаруженных дефектов. В то же время, при наличии свежеобразовавшихся питтингов, часть их не пассивируется и является центрами интенсивного кипения и накопления хлоридов и других примесей до концентраций, значительно превышающих среднюю в отложениях, а также может в дальнейшем служить источником образования трещин;

- эксплуатация ПГ в режиме генерации пара в условиях нарушения ВХР

(например, при наличии присосов из КПТ) приводит к усилению накопления коррозионно-активных примесей в отложениях, а в процессе режима останова, как показали измерения электрохимических потенциалов –к активизации электрохимических процессов на поверхности металла ТОТ, достижению потенциалов пробоя пассивной пленки и образованию, при наличии окислителей, питтингов. При этом, местами пробоя и растворения пассивной пленки могут служить, что следует из результатов исследования ТОТ модели и одного из натурных ПГ, и риски от операции шлифовки поверхности труб при изготовлении;

- подтверждена и экспериментально обоснована безусловная необходимость выполнения для обеспечения проектного ресурса ПГ типа ПГВ-1000МКП мероприятий и конструкторских решений, направленных на обеспечение минимизации процессов образования коррозионных дефектов в процессе эксплуатации ПГ, как разработанных и предлагаемых к внедрению, так и уже внедренных на ряде АЭС и в проектах новых РУ:

- совершенствование ВХР для снижения поступления продуктов коррозии в ПГ и исключение медьсодержащих сплавов в оборудовании КПТ для минимизации поступления окислителей во второй контур;

- совершенствование методов отмывки ПГ от отложений и своевременное их проведение;

- совершенствование регламента проведения стояночных и пусковых режимов в части подавления электрохимических процессов у поверхности металла ТОТ;

- применение коридорной компоновки трубного пучка.