Приложение N 3

к федеральным нормам и правилам в области

использования атомной энергии "Требования

к конструированию, расчету на прочность

и изготовлению элементов активной зоны

реакторных установок со свинцовым

теплоносителем", утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору

от 20 августа 2025 г. N 282

ТРЕБОВАНИЯ
К РАСЧЕТАМ, ВЫПОЛНЯЕМЫМ В СОСТАВЕ ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА

1. Значения напряжений и деформаций и их изменения во времени, используемые в поверочном расчете, вычисляются в соответствии с проектной последовательностью нагружения элемента а.з. При вычислении напряжений и деформаций рассматривают все установленные в ПКД нагружающие воздействия на элементы а.з., возникающие при испытаниях, вводе в эксплуатацию и эксплуатации, в том числе приводящих к изгибу и кручению ТВС.

2. В расчетах на прочность используются приведенные напряжения или приведенные деформации.

3. В расчетах на прочность за пределами упругости материала рассчитываемого элемента а.з. применяются упругопластические деформации (при реализации процессов ползучести - упруговязкие или упруговязкопластические деформации) либо условные упругие напряжения.

4. Используемые во всех видах поверочного расчета методы и критерии оценки прочности, включая допускаемые значения критериев прочности, должны соответствовать положениям разделов 4 - 14 СТО 95 12078-2022, разделов 4 - 6 СТО 95 12079-2022 и раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

5. При проведении расчетов на прочность значения характеристик физических и механических свойств конструкционных материалов принимается в соответствии с разделом 7 стандарта Госкорпорации "Росатом" СТО 95 12077-2022 <4>, а также по данным, приведенным в отчетах, указанных в пункте 14 Правил.

--------------------------------

<4> Утвержден приказом Госкорпорации "Росатом" от 28 сентября 2022 г. N 1/1277-П-дсп.

6. Расчетом на статическую прочность подтверждается, что напряжения в элементе а.з. не достигают значений, вызывающих предельные состояния, указанные в подпунктах "а" и "в" пункта 21 Правил, а также при этом не реализуются:

а) смятие поверхности элемента а.з.;

б) разрушение срезом;

в) предельное состояние, указанное в подпункте "ж" пункта 21 Правил.

7. Расчет на статическую прочность выполняется без включения в расчет вибрационных и динамических нагрузок, а также процессов ползучести и релаксации напряжений.

8. Расчетом на устойчивость подтверждается, что нагрузки на элементы а.з., а в условиях реализации процессов ползучести и (или) релаксации напряжений нагрузки на элементы а.з. и длительность приложения нагружающих воздействий к элементам а.з., не достигнут значений, вызывающих предельное состояние, указанное в подпункте "д" пункта 21 Правил.

9. В расчет на устойчивость включаются возможные утонения стенки исходных полуфабрикатов в границах технологических допусков, утонения при изготовлении, а при расчете для этапа эксплуатации также включается равномерное утонение под воздействием теплоносителя, топлива и внутритвэльной среды, прогнозируемое на весь назначенный срок службы элемента а.з.

10. Расчетом на циклическую прочность подтверждается, что в элементе а.з. под действием циклических нагружающих воздействий (без влияния ползучести) в течение назначенного срока службы не возникнет предельное состояние, указанное в подпункте "г" пункта 21 Правил.

11. В расчете на циклическую прочность для заданного числа циклов нагружений вычисляются допускаемые амплитуды условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций) или для заданных значений амплитуд условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций) - допускаемое число циклов нагружений.

12. Расчет на циклическую прочность выполняется в соответствии с зависимостью, представленной в виде уравнений усталости или кривых усталости, связывающих допускаемые амплитуды и допускаемые числа циклов изменения условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций) в основном металле. В указанных зависимостях вводятся запасы прочности по числу циклов и по значениям амплитуд условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций), в том числе исходя из шероховатости поверхности, а также вводится влияние асимметрии цикла приведенных напряжений, значений физических и механических характеристик материала, температуры металла, нейтронного облучения и параметров теплоносителя, топлива и продуктов деления, влияющих на циклическую прочность и на достижение предельного состояния. В расчетные зависимости вводятся особенности сопротивления усталости материалов сварных соединений по сравнению с основным металлом.

13. Допускается проводить расчет по кривым усталости, полученным экспериментальным путем, при выполнении хотя бы одного из следующих требований:

а) экспериментальная кривая усталости получена по результатам испытания образцов металла, для которых воссозданы и обоснованы условия циклического нагружения и состояния металла штатной конструкции;

б) экспериментальная кривая усталости получена по результатам испытания натурных конструкций элементов а.з. или их моделей, спроектированных, изготовленных в соответствии с требованиями, предъявляемыми к штатным конструкциям, и испытываемых при нагрузках и температурах, а также при воздействии рабочих сред, соответствующих условиям эксплуатации, установленным в проекте РУ.

14. В расчете на циклическую прочность вычисляется усталостное повреждение металла в точках элемента а.з. для каждого типа циклов условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций).

15. Расчет при одновременном действии циклов условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций), отличающихся периодичностью (двухчастотное нагружение), выполняется в соответствии с подразделом 10.1 раздела 10 СТО 95 12078-2022.

16. Расчетом на циклическую прочность подтверждается, что в любой точке элемента а.з. сумма усталостных повреждений от всех типов циклов условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций) не превышает допускаемого значения, установленного в подразделе 10.1 раздела 10 СТО 95 12078-2022 и в подразделе 5.2 раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

17. Расчетом на длительную статическую прочность подтверждается, что в элементах а.з., работающих в условиях ползучести, в течение назначенного срока службы не будут достигнуты предельные состояния, указанные в подпунктах "б" и "е" пункта 21 Правил.

18. При расчете на длительную статическую прочность определяются допускаемые напряжения, вычисляемые на основе значений характеристик сопротивления металла длительному статическому разрушению, зависящих от температуры, длительности нагружения, наличия сварных соединений, воздействия среды и облучения.

19. Расчетом на длительную статическую прочность подтверждается, что напряжения в элементе а.з. и накопленное длительное статическое повреждение не превышают допускаемых значений, установленных в подразделе 8.2 раздела 8 СТО 95 12078-2022 и в подразделе 5.4 раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

20. Расчетом на длительную циклическую прочность подтверждается, что в элементе а.з., работающем в условиях ползучести, под действием циклически повторяющихся нагружающих воздействий в течение назначенного срока службы не возникнет предельное состояние, указанное в подпункте "г" пункта 21 Правил.

21. Расчет на длительную циклическую прочность должен проводиться в соответствии с требованиями, указанными в пунктах 11 - 17 настоящего приложения, а также влияния длительных статических повреждений материала. В расчете на длительную циклическую прочность рассматриваются только типы циклов условных упругих приведенных напряжений (приведенных деформаций), в которых реализуется ползучесть.

22. Для получения накопленного повреждения в рассчитываемой точке элемента а.з. вычисленные повреждения от типов циклов, в которых реализуется ползучесть материала, должны быть просуммированы с усталостными повреждениями от типов циклов без ползучести.

23. Расчетом на сопротивление хрупкому (вязкохрупкому) разрушению подвтерждается, что в течение назначенного срока службы рассчитываемого элемента а.з. не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте "а" пункта 21 Правил, в виде нестабильного роста трещины.

24. Расчет проводится для постулируемых расчетных трещин в элементах а.з. в условиях воздействия на элементы а.з. температуры, нейтронного облучения, процессов ползучести, рабочей и внутритвэльной среды в процессе их нагружения.

25. В результате расчета на сопротивление хрупкому (вязкохрупкому) разрушению подтверждается, что расчетные значения характеристик трещиностойкости в нагруженном элементе а.з. не превышают допускаемых значений, установленных в подразделе 11.2 раздела 11 СТО 95 12078-2022 и подраздела 5.1 раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

26. Расчетом на прогрессирующее изменение формы и (или) размеров подтверждается, что в элементе а.з. под действием циклически повторяющихся нагружающих воздействий, а также термической и (или) радиационной ползучести или радиационного распухания в течение проектного срока службы не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте "ж" пункта 21 Правил.

27. В результате расчета на прогрессирующее изменение формы и (или) размеров устанавливается, что изменения формы и (или) размеров не превышают установленных в ПКД допускаемых значений, исходя из конкретных функций и условий работы рассчитываемых элементов а.з.

28. Расчетом на накопление вязкопластических (пластических) деформаций подтверждается, что в течение срока службы рассчитываемого элемента а.з. не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте "з" пункта 21 Правил (при отсутствии вязких деформаций - не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте "и" пункта 21 Правил).

29. Расчет на накопление вязкопластических деформаций проводится для элементов а.з., в которых реализуется ползучесть; для элементов, в которых отсутствует ползучесть - расчет на накопление пластических деформаций. При этом в расчет включается влияние (при наличии) прогрессирующего изменения формы и (или) размеров на напряженно-деформируемое состояние.

30. В результате расчета на накопление вязкопластических (пластических) деформаций устанавливается, что накопленные деформации пластичности и ползучести (или только пластичности) не превышают допускаемых значений, установленных в разделе 12 СТО 95 12078-2022 и подразделах 5.5 и 5.6 раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

31. Расчетом на внешние динамические воздействия подтверждается, что при сочетании эксплуатационных нагрузок и внешних динамических воздействий природного и техногенного происхождения, включая сейсмические воздействия, в элементе а.з. не будут достигнуты предельные состояния, указанные в подпунктах "а", "в", "г", "ж" пункта 21 Правил.

32. В расчет на внешние динамические воздействия включается влияние гидродинамических эффектов от движения свинцового теплоносителя, а также от механических воздействий по поверхностям контакта элементов а.з. (в том числе проскальзывание, раскрытие зазоров и соударения с соседними элементами и конструкциями).

33. Расчетом на вибропрочность или расчетно-экспериментальным обоснованием подтверждается, что при действующих вибрационных нагрузках не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте "г" пункта 21 Правил, а также не возникнут виброударные взаимодействия с соседними элементами и конструкциями.

34. В расчет на вибропрочность или результаты расчетно-экспериментального обоснования включаются:

а) определение спектра собственных частот колебаний и проверка их отстройки от детерминированных частот возбуждения;

б) проверка на отсутствие виброударных взаимодействий с целью исключения повышенного износа;

в) расчеты на циклическую и длительную циклическую прочность от действия циклов вибронапряжений совместно с прочими нагружающими воздействиями.

35. Результаты расчета элементов а.з. на вибропрочность, в том числе в случаях отсутствия в таких расчетах обоснования отстройки от детерминированных источников возбуждения в рассматриваемом элементе а.з., подтверждаются расчетно-экспериментальным методом по результатам анализа вибраций, зарегистрированных в процессе отработки на макетах и стендах и (или) на этапе предпусковых наладочных работ на РУ.