Механические испытания труб-оболочек проводника для тороидальной обмотки Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР)

摘要

К материалу труб-оболочек проводника для сверхпроводящих тороидальных обмоток Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) предъявляются очень жесткие требования, включающие вязкость при температуре жидкого гелия. В качестве материала труб-оболочек рекомендована нержавеющая сталь 316LN-IG-модифицированная. Образцы труб из 316LN-IG (как полноразмерные, так и суб-образцы), проходили механические испытания на различных стадиях технологического процесса изготовления проводника: в состоянии поставки, а также после их компактирования, предварительной вытяжки на 2.5% при комнатной температуре и отжига в режиме 650°C, 200 h в атмосфере чистого газообразного гелия. Испытания проводились при комнатной, азотной и гелиевой температурах и соответствовали стандартам Американского общества инженеров-механиков (ASME и ASTM). Результаты испытаний субобразцов и полноразмерных труб показывают, что последний тип испытаний дает более представительные результаты для квалификации сварных соединений, работающих в жидком гелии. При понижении температуры и увеличении степени деформации происходило увеличение намагниченности образцов, особенно при наличии сварного шва. Измерение деформации с помощью экстензометра показывает, что внутрикристаллические процессы при температуре жидкого гелия могут приводить к значительному изменению локальной нагрузки, вплоть до полной разгрузки в области деформации. На экстензометре, расположенном непосредственно по обе стороны от сварного соединения, при испытаниях в жидком гелии наблюдалась необычная локальная скачкообразная деформаци. Она происходила скачками на сжатие, против направления действия нагрузки.