Приложение А (обязательное). Содержание аттестационного отчета по испытаниям нового материала

Приложение А
(обязательное)

Содержание аттестационного отчета по испытаниям нового материала

А.1 Аттестационный отчет должен содержать:

- общие положения;

- полученные данные исследований и значения характеристик, необходимые для проведения расчетов;

- анализ полученных данных исследований и заключение о пригодности исследованного нового материала к применению для изготовления оборудования и трубопроводов АЭУ;

- ссылки на документы по стандартизации на поставку нового материала, а также технологии сварки.

А.2 В разделе "Общие положения" аттестационного отчета должна быть представлена следующая информация.

А.2.1 Регистрационный номер и дата утверждения.

А.2.2 Общие сведения.

А.2.2.1 Для основного металла:

- назначение материала;

- данные о технологичности материала, включая свариваемость;

- химический состав (с указанием содержания вредных примесей);

- виды и способы получения (технологии) полуфабрикатов;

- сведения о термической обработке в состоянии поставки;

- максимальное расчетное значение температуры, до которой разрешается использовать материал, Т_mах;

- сведения о рабочих средах, в которых разрешается использовать материал;

- допускаемый флюенс нейтронов с указанием нижней границы энергии учитываемых нейтронов E (для перлитных сталей Е  0,5 МэВ, аустенитных хромоникелевых сталей - E  0,1 МэВ, для сплавов на основе циркония и для сплавов на основе алюминия - E  1 МэВ) F_max и температуры облучения, до которой обосновано использование материала (показатель определяется для изделий, подвергающихся радиационному воздействию);

- перечень документов по стандартизации на поставку полуфабрикатов;

- сертификатные данные на поставку полуфабрикатов, использованных при проведении аттестационных испытаний, подтверждающих их соответствие документам по стандартизации на поставку, номера плавок, поковок (проката);

- схема вырезки из полуфабрикатов образцов для проведения испытаний.

А.2.2.2 Для сварочных и наплавочных материалов и сварных соединений:

- сочетание сварочных (наплавочных) и основных материалов (по их маркам);

- перечень документов по стандартизации на поставку сварочных материалов;

- ссылки на технологическую документацию на сварку и наплавку (технологические инструкции и/или карты технологических процессов);

- химический состав наплавленного металла (металла шва) с указанием пределов содержания легирующих элементов и вредных примесей;

- необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке;

- необходимость, вид и режимы термической обработки сварных соединений и наплавленных изделий;

- максимальное расчетное значение температуры, до которой применяется сварное соединение;

- сведения о рабочих средах, в которых разрешается использовать сварное соединение;

- допускаемый флюенс нейтронов (от минимального уровня, с которого необходимо учитывать влияние облучения, до максимального допустимого с указанием нижней границы энергии учитываемых нейтронов) F_max (показатель определяется для сварных соединений, подвергающихся радиационному воздействию);

- данные о деформируемости сварных соединений (угол загиба, смятие).

А.2.2.3 Для материалов, предназначенных для работы в контакте с жидкометаллическим теплоносителем, приводятся данные, характеризующие склонность материалов к обезуглероживанию и науглероживанию и локальным разрушениям.

А.3 В основном разделе аттестационного отчета должны быть приведены полученные данные исследований, предусмотренных А.4-А.9, с учетом 6.3.

А.4 Исследование физических свойств

А.4.1 Для основного металла и наплавленного металла (металла шва) в аттестационном отчете должны быть приведены средние и полученные при испытаниях (фактические) значения следующих физических характеристик:

- модуля нормальной упругости E;

- среднего коэффициента термического расширения ;

- коэффициента Пуассона ;

- коэффициента теплопроводности ;

- удельной теплоемкости с;

- плотности .

Примечание - Под средними значениями следует понимать значения характеристик физических свойств, полученные статистической обработкой результатов испытаний металла из исследуемой номенклатуры полуфабрикатов и изделий не менее трех плавок, выполненных в промышленных условиях по документам стандартизации, которые предполагается включить в свидетельство об аттестации материала, с доверительной вероятностью 0,5.

А.4.2 Указанные в А.4.1 характеристики должны быть определены в пределах температур от 20 °С до Т_mах через каждые 100 °С, а также при температуре (Т_mах + 50) °С, где T_mах - максимальное расчетное значение температуры, до которой разрешается использовать материал.

А.4.3 Характеристики по А.4.1 должны быть представлены в форме таблиц.

А.5 Определение механических свойств материала при кратковременном растяжении

А.5.1 Для основного металла и наплавленного металла (металла шва) в аттестационном отчете должны быть представлены минимальные, средние и полученные при испытаниях (фактические) значения следующих свойств:

- временного сопротивления (предела прочности) R_m;

- условного предела текучести R_р0,2;

- относительного равномерного удлинения А_р;

- относительного удлинения при статическом разрушении при растяжении А₀;

- относительного сужения поперечного сечения образца при статическом разрушении при растяжении Z.

Примечание - Под минимальными и средними значениями характеристик по А.5.1 и А.5.2 следует понимать значения характеристик механических свойств при кратковременном растяжении, полученные статистической обработкой результатов испытаний металла из исследуемой номенклатуры полуфабрикатов не менее трех плавок, выполненных в промышленных условиях по документам стандартизации, которые предполагается включить в свидетельство об аттестации материала, с обязательным охватом всех типов полуфабрикатов и использованием данных сертификатов с доверительной вероятностью 0,95 и 0,5 соответственно.

А.5.2 Для сварного соединения в аттестационном отчете должны быть представлены минимальные, средние и полученные при испытаниях (фактические) значения временного сопротивления (предела прочности) и угла загиба.

А.5.3 Характеристики по А.5.1 и А.5.2 должны быть определены в пределах температур от 20 °С до Т_mах через каждые 50 °С, а также при температурах (Т_mах + 25) °С и (Т_mах + 50) °С. Угол загиба сварного соединения определяется только при температуре 20 °С.

А.5.4 Для основных материалов, наплавленного металла (металла шва) и сварных соединений, антикоррозионной наплавки, предназначенных для работы в условиях нейтронного облучения, в аттестационном отчете должны быть представлены данные по изменению механических свойств по А.5.1 и А.5.2 (кроме угла загиба) при температурах 20 °С, расчетной рабочей температуре Т_раб и Т_mах в виде дозовой зависимости до F_max, где F_max - допускаемый флюенс нейтронов (от минимального уровня, с которого необходимо учитывать влияние облучения, до максимального допустимого с указанием нижней границы энергии учитываемых нейтронов).

Представление указанных данных не требуется для сталей перлитного класса, подвергающихся нейтронному облучению с флюенсом нейтронов ниже нейтр/м² (с энергией E  0,5 МэВ).

А.5.5 Для материалов, предназначенных для работы в условиях отсутствия нейтронного облучения, в аттестационном отчете должны быть представлены количественные данные, характеризующие изменение во времени (за установленный срок службы) указанных в А.5.1 и А.5.2 (кроме угла загиба) характеристик, или должно быть подтверждено отсутствие их снижения ниже минимального уровня за установленный срок службы продукции.

Влияние термического старения на кратковременные механические свойства должны быть учтены по результатам испытаний при 20 °С, Т_раб и Т_mах образцов, предварительно выдержанных при Т_раб и Т_mах. Продолжительность выдержки должна выбираться из условия возможности экстраполяции результатов испытаний на установленный срок службы продукции.

Представление указанных данных не требуется для сталей и железоникелевых сплавов при Т_mах ниже 250 °С.

А.5.6 Характеристики по А.5.1 и А.5.2 должны быть представлены в аттестационном отчете в форме таблиц.

А.5.7 В аттестационном отчете должно быть подтверждено, что контакт материала с рабочей средой не снижает характеристики, указанные в А.5.1 и А.5.2, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние рабочих сред.

А.6 Определение характеристик сопротивления хрупкому разрушению

А.6.1 Для основного металла, металла шва и околошовной зоны в аттестационном отчете должны быть приведены:

- критическая температура хрупкости материала в исходном состоянии поставки по документам стандартизации Т_k0;

- температурная зависимость вязкости разрушения К_lc в диапазоне температур от (Т_k - 100) °С до (Т_k + 50) °С, где К_lc - критический коэффициент интенсивности напряжений, Т_k - критическая температура хрупкости. При температурах, превышающих Т_k0, допускается представление значений К_lc, полученных пересчетом по критическим значениям контурного интеграла J_lc.

Если толщина стенок рассчитываемых элементов меньше, чем требуемые толщины для определения К_lc в соответствии с положениями ГОСТ 25.506, то для проведения расчетов на сопротивление хрупкому разрушению должны определяться:

- критическое раскрытие трещины или другие характеристики (коэффициент интенсивности напряжений К_с, критическое значение J-интеграла J_c);

- сдвиг критической температуры хрупкости вследствие термического старения (представление указанных данных не требуется для сталей и хромоникелевых сплавов при Т_mах ниже 250 °С);

- сдвиг критической температуры хрупкости вследствие влияния циклической повреждаемости, ;

- сдвиг критической температуры хрупкости вследствие влияния облучения и коэффициент радиационного охрупчивания А_F. Представление указанных данных не требуется для сталей перлитного класса, подвергающихся нейтронному облучению с флюенсом нейтронов ниже нейтр/м² (с энергией E  0,5 МэВ).

А.6.2 В аттестационном отчете должно быть подтверждено, что контакт материала с рабочей средой не снижает характеристики, указанные в А.6.1, ниже минимального уровня, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние рабочих сред.

Представление указанных данных не требуется для не подвергавшихся нейтронному облучению (F  10²² нейтр/м² при E  0,5 МэВ) материалов с пределом прочности не более 600 Н/мм² при температуре 20 °С, а также для любых материалов (кроме материалов корпусов реакторов), защищенных со стороны рабочей среды антикоррозионным покрытием.

А.6.3 Представление характеристик, указанных в А.6.1 и А.6.2, не требуется в следующих случаях:

- для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса или цветных сплавов, не подвергающихся нейтронному облучению или подвергающихся облучению до флюенса не более 10²⁴ нейтр/м² (с энергией Е  0,5 МэВ);

- для сталей перлитного класса, не подвергающихся нейтронному облучению или подвергающихся облучению до флюенса нейтронов не более 10²² нейтр/м² (с энергией E  0,5 МэВ), при выполнении хотя бы одного из двух условий:

а) материалы элементов конструкций (включая сварные соединения) имеют предел текучести при температуре 20 °С менее 300 Н/мм², а толщина стенки элемента конструкции составляет не более 25 мм;

б) материалы элементов конструкций (включая сварные соединения) имеют предел текучести при температуре 20 °С менее 600 Н/мм², а толщина стенки элемента конструкции составляет не более 16 мм.

А.7 Определение характеристик длительной прочности, длительной пластичности и ползучести

А.7.1 Сведения по характеристикам жаропрочности материалов [условный предел длительной прочности (R_mt), условный предел длительного относительного удлинения при статическом разрушении (A_t), условный предел длительного относительного сужения площади поперечного сечения образца при статическом разрушении (Z_t), условный предел ползучести (R_ct)] должны быть представлены в аттестационном отчете в тех случаях, когда максимальная температура, при которой может использоваться материал, превышает приведенные ниже значения температур (в дальнейшем обозначенные Т_п):

- 550 °С - для сплавов на никелевой основе;

- 450 °С - для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, железоникелевых сплавов и жаропрочных хромомолибденовых сталей;

- 350 °С - для углеродистых и легированных сталей (кроме жаропрочных хромомолибденовых сталей);

- 250 °С - для циркониевых сплавов;

- 20 °С - для алюминиевых и титановых сплавов.

А.7.2 Для основных материалов и наплавленного металла (металла шва) в аттестационном отчете должны быть представлены минимальные, средние пределы длительной прочности и длительной пластичности на установленный срок службы продукции, а также полученные при испытаниях (фактические) значения.

Примечание - Под минимальными и средними значениями следует понимать значения характеристик длительной прочности и длительной пластичности, полученные статистической обработкой результатов испытаний металла из исследуемой номенклатуры полуфабрикатов с доверительной вероятностью 0,95 и 0,5 соответственно.

А.7.3 Для сварных соединений в аттестационном отчете должны быть представлены минимальные, средние и полученные при испытаниях (фактические) значения пределов длительной прочности.

А.7.4 Характеристики, указанные в А.7.1 и А.7.2, должны быть представлены в диапазоне температур от Т_п (см. А.7.1) до T_mах через каждые 50 °С, а также при температурах (Т_mах + 25) °С и (Т_mах + 50) °С.

Минимальные и средние значения должны быть представлены в пределах 10, , 10², , 10³, , 10⁴, и т.д. часов до установленного срока службы продукции.

Фактические характеристики длительной прочности представляются по результатам испытаний, продолжительность которых выбирается из условия возможности экстраполяции результатов испытаний на установленный срок службы продукции.

А.7.5 Характеристики, указанные в А.7.1-А.7.3, должны быть представлены в аттестационном отчете в форме таблиц и кривых длительной прочности по минимальным и средним значениям.

А.7.6 Для основных материалов и металла шва при температурах, указанных в А.7.1, в аттестационном отчете должны быть представлены первичные кривые ползучести в графическом виде, изохронные кривые деформирования (ползучести) в координатах "напряжения - деформации" до деформации  = 3 % для 10; 30; 10²; ; 10³; ; 10⁴; и т.д. часов до установленного срока службы продукции и параметрические зависимости

,

(А.1)

где - деформация;

- напряжение;

T - температура;

- время.

А.7.7 Для материалов, предназначенных для работы в условиях нейтронного облучения, в аттестационном отчете должны быть представлены данные, отражающие влияние облучения на характеристики длительной прочности, длительной пластичности и ползучести при температурах от Т_п до Т_mах и флюенсе до F_max.

А.7.8 В аттестационном отчете должно быть подтверждено, что контакт материала с рабочей средой не снижает характеристики длительной прочности, длительной пластичности и ползучести в течение всего установленного срока службы продукции ниже минимальных значений, или должны быть представлены данные, отражающие влияние рабочих сред на эти характеристики в течение всего установленного срока службы.

А.7.9 Для получения расчетных характеристик жаропрочности материала считаются достоверными результаты испытаний, полученные для не менее шести партий различных плавок, выполненных в промышленных условиях по документам по стандартизации, которые предполагается включить в свидетельство об аттестации материала, представляющих марку стали или сплава данной категории прочности.

В число испытываемых должны быть включены партии и металл изделий после окончательных технологических операций с содержанием легирующих элементов и значениями кратковременной прочности и пластичности в пределах, оговоренных в документах по стандартизации на поставку полуфабрикатов.

А.8 Определение характеристик циклической прочности

А.8.1 Для основных материалов, металла шва и антикоррозионных наплавок, предназначенных для работы при температурах ниже Т_п (см. А.7.1), в аттестационном отчете должны быть представлены экспериментальные кривые циклической прочности для 20 °С и T_mах, а также расчетные кривые циклической прочности для фактических (испытанной партии металла) и средних механических характеристик прочности и пластичности основного металла и металла шва. Коэффициенты снижения циклической прочности сварного соединения и металла с наплавкой должны быть представлены по экспериментальным кривым циклической прочности, полученным для сварных соединений и основного металла.

А.8.2 Для основных материалов, металла шва и антикоррозионных наплавок, предназначенных для работы при температурах выше T_п, в аттестационном отчете должны быть представлены экспериментальные кривые циклической прочности, а также расчетные кривые циклической прочности для фактических (испытанной партии металла) и средних механических характеристик кратковременной и длительной прочности и длительной пластичности с учетом установленного срока службы продукции. Коэффициенты снижения циклической прочности сварного соединения и металла с наплавкой должны быть представлены по экспериментальным кривым циклической прочности.

Указанные кривые должны быть представлены в интервале температур от Т_п до (T_mах + 50) °С через каждые 50 °С.

А.8.3 Указанные в А.8.1 и А.8.2 кривые циклической прочности и коэффициенты снижения циклической прочности металлов сварного соединения и металла с наплавкой должны быть представлены в интервале циклов от 10² до 10⁷.

А.8.4 В аттестационном отчете должно быть подтверждено отсутствие снижения циклической прочности вследствие контакта с рабочими средами, деформационного старения, наводороживания, нейтронного облучения или должны быть представлены количественные данные по учету влияния этих факторов на циклическую прочность для расчетных температур и интервалов их изменения в процессе нагружения при заданных числе циклов и длительности на установленный срок службы продукции. Если материал предназначен для работы в условиях, когда влияние того или иного фактора из числа вышеперечисленных заведомо отсутствует, то это должно быть специально указано в аттестационном отчете, и представление соответствующих данных в этом случае не требуется.

А.8.5 Для материалов, предназначенных для работы при температурах свыше T_п, в аттестационном отчете должны быть представлены данные о влиянии неметаллических включений на снижение характеристик циклической прочности, если их содержание не может быть обеспечено ниже 3-го балла по ГОСТ 1778.

А.8.6 Для материалов и сварных соединений, предназначенных для работы в контакте с коррозионно-активной средой при наличии антикоррозионного покрытия или для работы с упрочняющей поверхностной обработкой, в аттестационном отчете должны быть представлены данные о снижении циклической прочности материалов с указанными покрытиями (слоями) в перечисленных условиях работы.

А.9 Определение характеристик коррозионной стойкости

А.9.1 Для основного металла и его сварных соединений в аттестационном отчете должны быть представлены:

- значения скорости сплошной коррозии;

- характер сопротивления язвенной коррозии (скорость роста количества и глубины язв);

- склонность к коррозии под напряжением в рабочих средах при предполагаемых режимах эксплуатации (включая стояночные режимы) и скорость коррозионного растрескивания;

- подтверждение стойкости против межкристаллитной коррозии (только для коррозионно-стойких сталей и их сварных соединений).

А.9.2 В аттестационном отчете должно быть подтверждено, что термическое старение не влияет на характеристики коррозионной стойкости, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние термического старения. Представление указанных данных не требуется для сталей и хромоникелевых сплавов при Т_max ниже 250 °С.

А.9.3 В аттестационном отчете должно быть подтверждено, что нейтронное облучение не влияет на характеристики коррозионной стойкости, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние облучения. Представление указанных данных не требуется для материалов, подвергающихся нейтронному облучению с флюенсом нейтронов ниже нейтр/м² (с энергией E  0,5 МэВ) для сталей перлитного, ферритного и мартенситного классов и с флюенсом нейтронов нейтр/м² (с энергией E  0,1 МэВ) для сталей аустенитного класса и хромоникелевых сплавов.