ФИЗИКО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕСУРСА ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ С НАЧАЛЬНЫМИ ДЕФЕКТАМИ ПРОИЗВОДСТВА В ВИДЕ ТРЕЩИН .
    В настоящее время при конструировании и разработке энергетического оборудования, в частности парогенераторов для быстрых реакторов большой мощности возникает задача прогнозирования уровня надежности элементов и узлов этого оборудования. Как показывает опыт эксплуатации, одним из основных видов отказа парогенератора "натрий - вода" является течь воды в натрий, которая возникает после образования сквозной трещины в поверхности теплообмена. С этой точки зрения, в качестве основного процесса отказа целесообразно выбрать рост усталостной трещины в теплообменной трубке парогенератора "натрий - вода", возникшей на месте начального дефекта производства трещиноподобного типа присутствовавшего в материале трубки. Очевидно, что критерием отказа в этом случае будет появление сквозной трещины в стенке теплообменной трубки.
    Для определения характеристик надежности в этих условиях на этапе проектно-конструкторской разработки предлагается использовать математическую модель, а именно зависимость вида
    
    
    (1) где Н - показатель надежности, являющийся Функцией следующих аргументов: t - время; B0 -начальное повреждение материала трубки; G - нагрузка; Мф - масштабный фактор.
    Модель должна соответствовать следующим требованиям: иметь простую структуру; содержать небольшое число основных значимых параметров; позволять физическую интерпретацию полученных зависимостей должна быть пригодной для прогнозирования срока службы изделия. В основе модели лежит предположение о том, что поверхность теплообмена трубки площадью Sn , содержит начальные дефекты эллиптической формы, расположенные перпендикулярно к первичным окружным напряжениям. В связи с тем, что трубка представляет собой тонкостенный сосуд давления, поверхностные дефекты подобного расположения, формы и ориентации наиболее склонны к развитию . В процессе эксплуатации дефект растет по глубине, оставаясь геометрически подобной фигурой. Глубина начального дефекта В0 является случайной величиной. Введем условную функцию распределения H0(x/y), которая представляет собой вероятность того, что на поверхности площадью Sn=y существует дефект глубина которого В0, 0 .
    Амплитуду нагрузки ?? ( t ) во времени считаем стационарным случайным процессом с нулевым математическим ожиданием и ненулевой дисперсией.
    Таким образом, для определения W ( t ) необходимо определить число пересеченхй в единицу времени стационарного случайного процесса со .случайной функцией ?-1 ( t ). Вероятность пересечения g ( t ) можно выразить следующим образом :
     где f (r ) ,f (s ) - плотность вероятности в сечениях ?-1( t ) и ?? ( t ) соответственно.
    Тогда
    
    (7)
    
    В заключение следует отмеить, что исходя из предложенной модели надежности можно рассмотреть примерную методику расчета характеристик надежности трубки теплообмена на этапе проектирования:
    1) получение исходной информации об условиях эксплуатации, начальных дефектах и харахтеристиках материала трубки;
    2) Выделение наиболее "опасных" в надежностном отношении сечений трубки, т.е. ............