Published 1992 | Version v1
Miscellaneous

Determination of the lifetime of an austenitic big-sized plate under creep-fatigue stress. Comparative evaluations of design calculation and experiment

Description

In components of power plant construction operational transients induce stresses varying in duration, leading to local materials damage in consequence of creep-fatigue. These stresses are results of operational changes as well as of start up and shut down processes. The design of such components is in this connection confronted with problems which cannot be responded with procedures based upon the existing rules. Such creep-fatigue occured in the wall of the reactor tank of the FBR type reactor SNR 300. In consequence of performance changes, there occurs a change in the temperature distribution in sodium. From this results a temperature gradient changeable in time over the wall, effecting a corresponding secondary stress. Connected with primary loads from the own weight of the coolant or of the incorporated structures, there results a creep-fatigue stress condition of the reactor tank wall with - a primary stress (tension) constant in time, - a secondary stress (bend) variable in time. The calculated design of the reactor tank wall was effected on the basis of simplified inelastic considerations and parallel to planning in order to estimate the creep-fatigue of the material. The design was examined with the help of a similar-to-service model test. (orig./MM)

Abstract (German)

In Komponenten des Kraftwerkbaus treten infolge Betriebsaenderungen sowie An- und Abfahrvorgaengen zeitlich veraenderliche Beanspruchungen auf, die zur lokalen Schaedigung des Werkstoffes infolge Kriechermuedung fuehren. Die Auslegung derartiger Bauteile wird hier mit Problemen konfrontiert, die sich mit dem Vorgehen auf der Basis der bestehenden Regelwerke nicht mehr beantworten lassen. Eine derartige Kriechermuedungsbeanspruchung trat in der Wand des Reaktortanks des nicht in Betrieb gegangenen Schnellen Brutreaktors SNR 300 auf. Infolge Leistungsaenderung tritt eine Veraenderung der Temperaturverteilung im Natrium auf. Daraus resultiert ein zeitlich veraenderlicher Temperaturgradient ueber der Wand, der eine entsprechende Sekundaerspannung bewirkt. In Verbindung mit Primaerlasten aus dem Eigengewicht des Kuehlmittels bzw. der eingebauten Strukturen ergibt sich ein Kriechermuedungsbeanspruchungszustand der Reaktortankwand mit - zeitlich konstanter Primaerspannung (Zug), - zeitlich veraenderlicher Sekundaerspannung (Biegung). Die planungsbegleitende rechnerische Auslegung der Reaktortankwand erfolgte auf der Basis vereinfachter inelastischer Betrachtungen zwecks Abschaetzung der Kriechermuedungsausnutzung des Werkstoffes. Anhand eines beuteilnahen Modellversuchs wurde die Auslegung ueberprueft. (orig./MM)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Ermittlung der Lebensdauer einer austenitischen Grossplatte unter Kriechermuedungsbeanspruchung. Gegenueberstellung von Auslegungsberechnung und Experiment

Publishing Information

Imprint Title
15. lecture meeting of the Association for heat-resistant steels and the Association for high-temperature materials, on ''Long-term performance of heat-resistant steels and high-temperature materials''. Thermal stress of materials
Imprint Pagination
198 p.
Journal Page Range
p. 101-113.

Conference

Title
Long-term performance of heat-resistant steels and high-temperature materials.
Original Conference Title
15. Vortragsveranstaltung: Langzeitverhalten Warmfester Staehle und Hochtemperaturwerkstoffe
Acronym
15. lecture meeting
Dates
6 Nov 1992.
Place
Duesseldorf (Germany).

Optional Information

Notes
Imprint:15. Vortragsveranstaltung der Arbeitsgemeinschaft fuer warmfeste Staehle und Arbeitsgemeinschaft fuer Hochtemperaturwerkstoffe: 'Langzeitverhalten warmfester Staehle und Hochtemperaturwerkstoffe'. Thermische Werkstoffbeanspruchung.