Федеральное агентство по атомной энергии фгуп «цнииатоминформ» центр «атом-инновация» материалы инновационного форума росатома июнь, 2007 год москва партнеры форума
| Вид материала | Документы |
СодержаниеВакуумноплотные высокотемпературные электрические вводы Машиностроение для энергетики |
- Инструкция о порядке ведения учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных, 877.05kb.
- Федеральная целевая программа "Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники", 3538.74kb.
- Федеральная целевая программа "национальная технологическая база" на 2007 2011 годы, 4200.13kb.
- Федеральная целевая программа "национальная технологическая база" на 2007 2011 годы, 4193.34kb.
- Федеральная целевая программа "национальная технологическая база" на 2007 2011 годы, 4193.39kb.
- Предварительная программа мероприятий окончательный вариант программы участники двифа-2010, 121.02kb.
- Международный конкурс «Энергия Будущего 2008» «ядерно-энергетические транспортные установки», 375.47kb.
- Первая сессия политического форума, 1317.07kb.
- Устав Международного агентства по атомной энергии, 652.86kb.
- Всероссийский Форум «Дом семьи Россия!», 25.65kb.
Вакуумноплотные высокотемпературные электрические вводы
Сорокин А.Н., Дровосеков С.П., Собко С.А., Попов И.В., Куранов В.В., Борисов В.Н., РФЯЦ-ВНИИТФ им. акад. Е.И.Забабахина
В настоящее время наблюдается большое количество аварий и техногенных катастроф, а также возрастающее загрязнение окружающей среды вследствие выброса токсичных и радиоактивных веществ. Увеличение количества аварий можно связать с тем, что повышение эффективности производства осуществляется, как правило, за счет интенсификации процессов путем повышения температуры и давления при проведении технологических процессов. Такие процессы приводят к повышению опасности возникновения аварий. В связи с этим возрастает роль контроля технологических параметров в процессе производства. Поскольку основное количество датчиков и контрольно-измерительных приборов используют электрические сигналы, для вывода информации и передачи управляющих сигналов необходимы герметичные электрические соединители (проходники), работоспособные в экстремальных условиях.
Большое количество выбросов вредных веществ ставит вопрос о проведении процессов в замкнутом цикле в герметизированных агрегатах, с обезвреживанием выбросов. Для контроля и регулирования технологических параметров процессов необходимо выводить информацию из герметизированных объемов, что также невозможно без герметичных электрических соединителей (проходников), работоспособных в агрессивной среде при экстремальных условиях.
Необходимость использования токсичных и радиоактивных веществ на многих производствах обуславливает проведение подобных процессов в автоматическом режиме в боксированных системах. Если в предыдущих случаях существует необходимость, в основном, в контроле параметров, то в данной ситуации требуется провести внутрь боксов силовые кабели для питания исполнительных механизмов. Как следствие этого, потребовалась разработка гермопроходов и коммутационных устройств (электрических соединителей), надежно работающих в жестких условиях эксплуатации.
Поэтому на смену традиционным материалам – пластмассам, резинам, герметикам, меди, используемым в электрических соединителях общепромышленного назначения, приходят новые материалы – стекла, ситаллы, керамика, стеклоприпои и керамические цементы, а также нержавеющие стали, титановые сплавы, теплостойкие бронзы и прецизионные сплавы с заданным ТКЛР. Наметились соответствующие изменения в технологических процессах получения деталей из таких материалов и оборудования, обеспечивающих эти процессы. Появилась разновидность электрических соединителей – вакуумно-плотные высокотемпературные электрические вводы (ВВЭВ), конструктивные элементы которых изготовлены из вакуумно-плотных материалов. Эта особенность исполнения ВВЭВ позволяет эксплуатировать их в перегородках, например, в агрегатах металлургической и химической промышленности, в атомных станциях.
В РФЯЦ-ВНИИТФ выполнены экспериментальные работы по созданию конструкции ВВЭВ, разработана конструкции паяных и сварных соединений, технологические процессы соединения штыря с изолятором и с электрическим кабелем, разработана конструкции соединения и технологий соединения изолятора с корпусом ВВЭВ. Исследованы электрофизические и физико-механические характеристики ВВЭВ.
Достигнутый в настоящее время в РФЯЦ-ВНИИТФ уровень изготовления ВВЭВ характеризуется герметичностью до 10–10 (м3Па)/с при рабочих температурах 650°С. Эта конструкция ВВЭВ предусматривает использование герметизации стеклоприпоями, что позволяет изготавливать ВВЭВ с минимальными массо-габаритными характеристиками. Кроме того, применение материалов, согласованных по величине коэффициента линейного термического расширения (КЛТР) в широком интервале температур, позволяет снизить напряжения в паяных швах до безопасных величин как в процессе изготовления ВВЭВ, так и при последующей его эксплуатации.
При использовании ВВЭВ для контрольно-измерительных цепей штыри изготавливаются из тугоплавких металлов или сплавов на основе железа. Для ВВЭВ, предназначенных для эксплуатации при высоких токовых нагрузках, разработана специальная конструкция ВВЭВ и технологические процессы изготовления и соединения отдельных компонентов ВВЭВ, обеспечивающих возможность изготовления штырей из сплавов меди. Кроме того, такой вариант позволяет применять защитные и функциональные покрытия с температурой плавления или нанесения менее температуры герметизации.
МАШИНОСТРОЕНИЕ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ
Совершенствование технологии изготовления статорных перегородок герметичных насосов на основе применения электронно-лучевой сварки
Александрин А.Г., Игнатьев В.А., Костюнин Д.А., Лизунов П.П., ФГУП «ОКБМ»
Статорные перегородки (рубашки) являются важной составной частью электропривода герметичных насосов, используемых в транспортных РУ и нефтехимической промышленности. К оболочкам толщиной 0,4 мм, изготавливаемым из специального хромоникелевого сплава, предъявляются очень высокие требования по прочности, герметичности и долговечности, т.к. от этих свойств зависит работоспособность всего насосного агрегата.
ФГУП ОКБМ является разработчиком и владельцем многих уникальных технологий изготовления изделий. Одной из таких технологий является технология изготовления тонкостенных оболочек методом ротационной вытяжки, что позволяет обойтись без использования мощного прессового оборудования и дорогостоящей штамповой оснастки. Однако до недавнего времени она была сопряжена с большим перерасходом дорогостоящего специального сплава.
В связи с переходом на рыночные отношения остро встал вопрос о сокращении производственных издержек, в том числе связанных с расходом металла. Ранее, в качестве исходной заготовки для изготовления рубашки применялась сплошная цилиндрическая поковка, которая предварительно обтачивалась по наружной поверхности, а также растачивалась по внутреннему диаметру с образованием полого цилиндра с толщиной стенки 2 мм, необходимого для последующей вытяжки рубашки. При этом от 80 до 90% материала уходило в стружку, что, учитывая высокую стоимость материала и трудоемкость предварительной механической обработки, значительно удорожало изделие. В связи с этим было принято решение искать пути удешевления изготовления рубашек за счет экономии на стадии подготовки заготовки к вытяжке.
Для реализации этого решения была разработана конструкторская и технологическая документация, а также проведены опытно-технологические работы с использованием в качестве заготовки сваренной из листа обечайки.
Данный метод подготовки заготовки заключается в следующем: из листа, толщиной 2 мм вырубается заготовка таким образом, чтобы ориентация волокон листовой заготовки совпадала с направлением предстоящей вытяжки; производится подготовка стыкуемых под сварку кромок с доведением их шероховатости до Ra 0,8. Затем в ручных вальцах из этого листа гнется цилиндрическая обечайка. Кромки полученной обечайки тщательно стыкуются в сварочном приспособлении с обеспечением зазора под сварку 0+0,1 мм, и производится сварка кромок обечайки на установке электронно-лучевой сварки.
Такой метод сварки исключает использование дополнительного присадочного материала, что обеспечивает, с учетом свойств, присущих сварным швам, выполненным по этой технологии, однородность металла в области сварного шва с металлом заготовки. После сварки сварной шов зачищается заподлицо с основным металлом. Обечайка калибруется и после приварки технологического донышка, соответствующих проверок сварного шва, операции термообработки для снятия напряжений, направляется на вытяжку.
Дальнейшие этапы изготовления рубашки проходит уже по традиционной схеме: вытяжка рубашки производится в 6-7 проходов на оправке с помощью шариковой матрицы на специально оборудованном участке.
Первые, изготовленные новым методом сварные статорные перегородки, прошли полный комплекс контрольных проверок, испытаний и металлографических исследований и были признаны годными. Тем не менее, у этой технологии остается негативный момент – необходимость термообработок в вакуумной среде для снятия внутренних напряжений после каждого прохода вытяжки. Применение нескольких промежуточных термообработок влечет за собой необходимость изготовления оснастки (оправок, контейнеров), многочасового использования мощных электрических печей, при этом цикл изготовления изделия, с учетом изготовления заготовки и последующих испытаний готового изделия, составляет не менее восьми рабочих дней.
С целью изыскания возможности дальнейшего совершенствования технологии изготовления статорных перегородок было обращено внимание на так называемый эффект электропластической деформации, при котором пластическое состояние деформируемого материала сохраняется за счет пропускания через него в процессе деформирования импульсов электрического тока низкого напряжения, но очень большой плотности (до 400A/мм2), подающихся от специального импульсного генератора.
Для проведения опытно-технологических работ был привлечен автор метода доктор технических наук, профессор Троицкий О.А., г. Москва. По согласованию с ним была спроектирована специальная оснастка и смонтирована на основе существующего приспособления для ротационной вытяжки, позволяющая вести ротационную вытяжку с наложением электрических импульсов. Работа проводилась в подразделении 92 с участием сотрудников подразделений: 51, 64, 84. В качестве опытной детали была выбрана статорная перегородка ЦПКУ.715141.026, диаметром 80 мм и длиной 310 мм.
В результате проведенных работ, были получены две статорные перегородки по геометрическим параметрам и параметрам шероховатости соответствующие требованиям конструкторской документации.
Конечно, необходимо провести еще полный комплекс испытаний и исследований полученных деталей, чтобы можно было дать окончательное заключение об их годности. Предстоит также оптимизировать электрические и механические параметры процесса, а также масштабировать этот метод для всего размерного ряда изготавливаемых рубашек. Однако проведенными работами заложены оптимистические предпосылки к существенному сокращению себестоимости и цикла изготовления статорных перегородок.