In nuclear reactors, fatigue cracks can develop and grow as a result of cyclic loading during long periods of time. It is of high importance that these cracks are monitored correctly, and that the growth can be predicted using fatigue crack growth laws. When calculating fatigue crack growth, different growthlaws can be used. In Sweden, two growth laws are recommended by The Swedish Radiation Safety Authority (SSM), one by ASME and one referredto as MD-02.

This report is written as a part of a master thesis, with the purpose to investigate different fatigue crack growth laws in order to understand their differences and how this affects predictions of inspection intervals. In addition, the study strove to provide more insight into the problem of deciding rise time which is often used in the growth laws. The rise time, which represents the time during which the stress is increasing, can be difficult to determine when the load consists of a thermal transient, and thus it was of interest to compare methods of determining the rise time and see how this affects predictions of inspection intervals.

The results showed that the growth laws investigated predicted different growth rates given the same input, and that it is difficult to determine set intervals for when one is more conservative than the other. In addition, the different growth laws emphasize different parameters, such as R-ratio and temperature. In order to understand this, a deeper study of the experiments and databases used when developing the growth laws is needed. Results from comparing methods to determine rise time showed that for the examined case, using a K1-based rise time method predicted the shortest inspection interval, while using a stress based method considering both crack fronts separately predicted the longest inspection interval.

I kärnreaktorer kan utmattningssprickor uppstå och växa som ett resultatav cyklisk belastning under långa tidsperioder. Det är av stor vikt att dessa sprickor övervakas, och att tillväxten kan förutsägas med hjälp av spricktillväxtlagar. Vid beräkning av utmattningsspricktillväxt kan olikatillväxtlagar användas. I Sverige rekommenderas två tillväxtlagar av Strålsä-kerhetsmyndigheten (SSM), en av ASME och en som kommer refereras till som MD-02.

Denna rapport är skriven som en del av ett examensarbete, med syftet att undersöka olika utmattningsspricktillväxtlagar för att förstå deras skillnader och hur detta påverkar förutsägelser av inspektionsintervall. Dessutom strävade studien efter att ge mer insikt i problemet med att bestämma stigtid som ofta används i tillväxtlagarna. Stigtiden, som beskriver den tid under vilken spänningen ökar, kan vara svår att bestämma när belastningen består av en termisk transient, och det var därför av intresse att jämföra metoder för att bestämma stigtiden och se hur detta påverkade prediktionen av inspektionsintervall.

Resultaten visade att de undersökta tillväxtlagarna predikterade olika tillväxt-hastigheter givet samma indata, och att det var svårt att fastställa intervall för när den ena tillväxtlagen är mer konservativ än den andra. Dessutom värderar tillväxtlagarna olika parametrar olika mycket, såsom R-ratio och temperatur. För att förstå detta behövs en djupare studie av experimenten och databaserna som användes vid utvecklingen av tillväxtlagarna. Resultaten från jämförelsen av stigtidsmetoder visade att för det undersökta fallet, gav den K1-baserad stigtidsmetoden det kortaste inspektionsintervallet, medan den spänningsbaserad metoden som betraktade båda sprickfronterna separat predikterade det längsta inspektionsintervallet.