Приложение 3. ТРЕБОВАНИЯ К АТТЕСТАЦИОННЫМ ИСПЫТАНИЯМ, ОБОСНОВЫВАЮЩИМ ПРИМЕНЕНИЕ НОВОГО СВАРОЧНОГО (НАПЛАВОЧНОГО) МАТЕРИАЛА

Приложение N 3
к федеральным нормам и правилам
в области использования атомной энергии
"Сварка и наплавка оборудования
и трубопроводов атомных энергетических
установок", утвержденным приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 14 ноября 2018 г. N 554

ТРЕБОВАНИЯ
К АТТЕСТАЦИОННЫМ ИСПЫТАНИЯМ, ОБОСНОВЫВАЮЩИМ ПРИМЕНЕНИЕ
НОВОГО СВАРОЧНОГО (НАПЛАВОЧНОГО) МАТЕРИАЛА

1. Для обоснования применения сварочного (наплавочного) материала должны быть проведены аттестационные испытания наплавленного металла (металла шва или металла наплавки) и зоны его сплавления с основным металлом, для сварки (наплавки) которого предназначен данный сварочный (наплавочный) материал.

Должны быть проведены испытания сварных соединений и наплавленных изделий для определения характеристик, указанных в пункте 8 настоящего приложения.

Возможность выполнения сварных соединений и наплавок с использованием сварочного (наплавочного) материала должна быть подтверждена на сварных или наплавленных пробах (далее - пробы), изготовленных в соответствии с требованиями настоящих Правил, регламентирующих выполнение сварных соединений и наплавленных поверхностей.

2. По результатам аттестационных испытаний должен быть подготовлен отчет.

3. Для наплавленного металла отчет должен содержать следующие сведения:

а) марку (сочетание марок) сварочных (наплавочных) материалов;

б) документы по стандартизации на сварочные (наплавочные) материалы, включенные в Сводный перечень;

в) способ сварки (наплавки);

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

д) химический состав наплавленного металла с указанием (при необходимости) твердости и требований по фазовому составу;

е) необходимость предварительного и сопутствующего подогрева (с указанием его температуры) и необходимость термического отдыха после сварки;

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

з) значение предельной температуры Tmax и минимальной температуры, до которых допускается использовать материал в сварных соединениях и наплавленных изделиях;

и) сведения о рабочих средах, в которых допускается использовать материал в сварных соединениях и наплавленных изделиях;

к) значения флюенса нейтронов и температуры облучения, до которых обосновано применение материала в сварных соединениях и наплавленных изделиях;

л) сертификатные данные на сварочные (наплавочные) материалы, использованные для изготовления проб и проведения испытаний, номера плавок, партий;

м) схему вырезки образцов из проб сварных соединений и наплавок;

н) значения условного предела текучести, временного сопротивления, относительного удлинения, относительного сужения и истинного напряжения при разрыве;

о) значения модуля Юнга, коэффициента Пуассона, коэффициента линейного расширения, коэффициента теплопроводности, плотности материала и удельной теплоемкости.

4. Для наплавленного металла и зоны его сплавления с основным металлом отчет должен содержать следующие сведения:

а) характеристики сопротивления хрупкому разрушению;

б) характеристики циклической прочности;

в) характеристики длительной пластичности, ползучести и длительной прочности;

г) характеристики коррозионной стойкости.

5. Отчет должен содержать сертификатные данные на полуфабрикаты, использованные для изготовления проб и проведения испытаний, включая следующие сведения:

а) марку (марки) основного металла;

б) вид и способ получения полуфабрикатов основного металла;

в) о термической обработке полуфабрикатов основного металла;

г) документы по стандартизации на основной металл, включенные в Сводный перечень;

д) номера плавок, поковок (проката).

6. Полуфабрикаты основного металла и сварочные (наплавочные) материалы, используемые для определения характеристик, указанных в подпунктах "н", "о" пункта 3 и в пункте 4 настоящего приложения, должны быть изготовлены в промышленных условиях. Все характеристики должны быть определены на пробах:

а) без термической обработки, если таковая не предусмотрена для сварных соединений и наплавленных изделий;

б) после предусмотренной для сварных соединений и наплавленных изделий термической обработки при минимальных и максимальных значениях параметров отпусков.

7. Указанные в подпункте "н" пункта 3 настоящего приложения характеристики должны быть определены в пределах от минимальной температуры до Tmax через каждые 50 °C, а также при (Tmax + 50) °C.

8. Для сварных соединений должны быть определены значения временного сопротивления при 20 °C, Tmax и (Tmax + 50) °C. Для сварных соединений и наплавленных изделий должен быть определен угол изгиба при 20 °C.

9. Должны быть представлены данные по изменению характеристик, указанных в подпункте "н" пункта 3 настоящего приложения, до максимально допускаемого флюенса нейтронов. Указанные данные должны быть определены в интервале температур от 20 °C до температуры облучения через каждые 50 °C. Значение максимально допускаемого флюенса нейтронов устанавливается разработчиком проекта реакторной установки.

10. Должны быть представлены количественные данные, характеризующие изменение во времени в течение назначенного срока службы указанных в подпункте "н" пункта 3 настоящего приложения характеристик после термического старения. Указанные данные должны быть определены при минимальной температуре и температуре (Tmax + 50) °C.

11. Указанные в подпункте "о" пункта 3 настоящего приложения характеристики должны быть определены в пределах от минимальной температуры до Tmax через каждые 100 °C, а также при температуре (Tmax + 50) °C.

12. По подпункту "а" пункта 4 настоящего приложения должны быть определены:

а) Tk0 - критическая температура хрупкости в исходном состоянии после сварки (наплавки) или после термической обработки, если она предусмотрена;

б) температурная зависимость вязкости разрушения в исходном состоянии после сварки (наплавки) или после термической обработки, если она предусмотрена;

в) сдвиг критической температуры хрупкости и (или) изменение температурной зависимости вязкости разрушения вследствие термического старения при температуре Tmax;

г) сдвиг критической температуры хрупкости и (или) изменение температурной зависимости вязкости разрушения вследствие влияния облучения до максимального допускаемого флюенса нейтронов.

13. Представление характеристик, перечисленных в подпункте "а" пункта 12 настоящего приложения, не требуется для материалов аустенитного класса, железоникелевых, титановых, алюминиевых и циркониевых сплавов.

14. Представление характеристик, перечисленных в подпунктах "б", "в" и "г" пункта 12 настоящего приложения, не требуется для материалов, предназначенных для изготовления изделий, не подвергающихся нейтронному облучению:

а) материалов перлитного класса и высокохромистых сталей с пределом текучести при температуре 20 °C менее 600 МПа при толщине деталей не более 16,0 мм;

б) материалов перлитного класса и высокохромистых сталей с пределом текучести при температуре 20 °C менее 450 МПа при толщине деталей не более 20,0 мм;

в) материалов перлитного класса и высокохромистых сталей с пределом текучести при температуре 20 °C менее 300 МПа при толщине деталей не более 25,0 мм;

г) материалов аустенитного класса, железоникелевых, титановых, алюминиевых и циркониевых сплавов.

15. Должно быть подтверждено, что контакт материала с рабочей средой не снижает характеристики, указанные в пункте 12 настоящего приложения, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние рабочих сред.

16. Сведения по длительной пластичности, ползучести и длительной прочности должны быть представлены в тех случаях, когда Tmax превышает следующие температуры (в дальнейшем обозначаются Tп):

а) 450 °C - для материалов аустенитного класса и железоникелевых сплавов;

б) 350 °C - для углеродистых и легированных сталей;

в) 250 °C - для циркониевых сплавов;

г) 20 °C - для алюминиевых и титановых сплавов.

17. Для наплавленного металла должны быть представлены значения пределов длительной прочности и длительной пластичности в диапазоне температур от Tп до Tmax через каждые 50 °C, а также при температуре (Tmax +50) °C.

Для зоны сплавления должны быть представлены значения пределов длительной прочности сварного соединения при температурах Tп и (Tmax +50) °C.

18. Для наплавленного металла при температурах, указанных в пункте 17 настоящего приложения, должны быть представлены изохронные кривые ползучести в координатах напряжение - деформация для 10, 30, 102, 3 · 102, 103, 3 · 103, 104, 3 · 104, 105 часов и так далее до назначенного срока службы оборудования или трубопровода и деформации до 3%.

19. Должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние облучения на характеристики длительной пластичности, ползучести и длительной прочности до максимально допускаемого флюенса нейтронов.

20. Должно быть подтверждено, что контакт материала с рабочей средой не снижает характеристики длительной пластичности, ползучести и длительной прочности, или представлены количественные данные, отражающие влияние рабочих сред.

21. Для наплавленного металла и зоны сплавления (в составе сварного соединения) по подпункту "б" пункта 4 должны быть определены кривые усталости в координатах амплитуда напряжений (деформаций) - число циклов до зарождения трещины в диапазоне от 102 до 107 циклов.

22. Для материалов, предназначенных для работы при температурах ниже Tп, должны быть представлены кривые усталости при температурах 20 °C и (Tmax + 50) °C.

23. Для материалов, предназначенных для работы при температурах выше Tп, должны быть представлены кривые усталости при температурах 20 °C, Tп и в интервале температур от Tп до (Tmax + 50) °C через 50 °C.

24. Должно быть подтверждено отсутствие снижения циклической прочности вследствие контакта с рабочими средами или должны быть представлены количественные данные по учету влияния этого фактора на циклическую прочность.

25. Должно быть подтверждено отсутствие снижения циклической прочности вследствие нейтронного облучения или должны быть представлены количественные данные по учету влияния этого фактора на циклическую прочность.

26. По подпункту "г" пункта 4 настоящего приложения для предполагаемых режимов эксплуатации (включая стояночные режимы) должны быть представлены:

а) значение скорости сплошной коррозии (только для наплавленного металла);

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

в) склонность к коррозии под напряжением и скорость коррозионного растрескивания;

г) подтверждение стойкости к межкристаллитной коррозии (только для хромоникелевых сварочных материалов аустенитного класса).

27. Должно быть подтверждено, что термическое старение не оказывает влияния на характеристики коррозионной стойкости или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние термического старения.

28. Должно быть подтверждено, что нейтронное облучение не оказывает влияния на характеристики коррозионной стойкости, или должны быть представлены количественные данные, отражающие влияние облучения.

29. Фактические данные о характеристиках материалов, указанных в пункте 10, подпункте "в" пункта 12, пунктах 24 и 27 настоящего приложения, должны быть получены после термического старения продолжительностью, достаточной для подтверждения работоспособности материала в течение назначенного срока службы оборудования или трубопровода.

Представление указанных данных не требуется для материалов аустенитного класса и железоникелевых сплавов, имеющих Tmax ниже 250 °C.

30. Фактические данные о характеристиках материалов, указанных в пункте 9, подпункте "г" пункта 12, пунктах 18, 24 и 28 настоящего приложения, должны быть получены после нейтронного облучения до максимально допускаемого флюенса нейтронов.

Представление указанных данных не требуется для материалов, подвергающихся нейтронному облучению с флюенсом нейтронов ниже указанных значений:

а) 1,0 1022 нейтр/м2 (с энергией E >= 0,5 МэВ) - для материалов перлитного, ферритного и мартенситного классов;

б) 1,5 1025 нейтр/м2 (E >= 0,1 МэВ) - для хромоникелевых материалов аустенитного класса, железоникелевых, титановых, алюминиевых и циркониевых сплавов.

31. Фактические данные о характеристиках материалов, указанных в пунктах 15, 20, 24 и 26 настоящего приложения, должны быть получены после воздействия среды продолжительностью, достаточной для подтверждения работоспособности материала в течение назначенного срока службы оборудования или трубопровода.

Представление указанных данных не требуется для металла сварных соединений, защищенных со стороны рабочей среды антикоррозионной наплавкой или герметичным кожухом (чехлом).

32. Фактические данные о характеристиках материалов, указанных в пунктах 17 и 23 настоящего приложения, должны быть получены при испытаниях, продолжительность которых достаточна для подтверждения работоспособности материала в течение назначенного срока службы оборудования или трубопровода.

33. Испытания материалов должны проводиться по методикам, приведенным в федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии, устанавливающих нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, и в документах по стандартизации, включенных в Сводный перечень.

34. Количество проведенных испытаний и их продолжительность должны быть достаточными для достоверного определения соответствующих характеристик и их зависимостей от температуры и других факторов, а также для оценки пределов разброса данных с учетом влияния допустимых отклонений в химическом составе материалов и технологии изготовления.

35. Значения и зависимости, предназначенные для использования в расчетах на прочность, должны быть представлены для всего назначенного срока службы оборудования или трубопровода.

36. Допускается в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации материала изменять объем сведений, представляемых в отчете, с обязательным указанием температуры, рабочей среды, флюенса нейтронов и времени эксплуатации, для которых обосновано использование материала и его характеристик.