Позначені проблемні позиції в технології виготовлення шестигранних корпусів дослідних ядерних реакторів. Показано, що труднощі в забезпеченні заданої точності викликані явищами технологічної спадковості через великі залишкових напружень при згинанні і зварюванні листових заготовок.

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Кутергін А. В., Ямников А. С.


THE PROBLEMS OF AGGREGATE TECHNOLOGY OF ASSURANCE OF ACCURACY OF HOLLOW SIX-SIDED VESSELS

Problem positions in manufacturing techniques of six-sided vessels of research reactors are indicated. It is shown that difficulties in the assurance of prescribed accuracy are caused by the phenomena of the technological heredity because of the large residual stress at banding and welding of blanks.


Область наук:

  • технології матеріалів

  • Рік видавництва: 2012


    Журнал: Известия Тульського державного університету. Технічні науки


    Наукова стаття на тему 'Проблеми комплексної технології забезпечення точності порожніх шестигранних корпусів '

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми комплексної технології забезпечення точності порожніх шестигранних корпусів»

    ?ференції (Курган, 8-10 грудня 2010 р). Курган, Изд-во Курганського держ. ун-ту, 2010. С. 195-201.

    V.E. Ovsyannikov, V.A. Frolov, Ju.G. Gurevich

    INNOVATIVE MANUFACTURING TECHNIQUES OF THE STEEL POWDER The theoretical substantiation and questions of practical realisation of new manufacturing techniques of a steel powder on the basis of diffusive oxidation of a powder of grey cast-iron cooperating with a ferrous dross at heating are considered Key words: dross , steel powder, cast-iron, diffusive oxidation.

    отримано 26.12.11

    УДК 621.7-1; 621.98; 621.9.01

    А.В. Кутергін, асп., 8-910-703-76-66, Lizard 1371 @ yandex.ru (Росія, Тула, ТулГУ),

    А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-32-10, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. (Росія, Тула, ТулГУ)

    ПРОБЛЕМИ КОМПЛЕКСНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТОЧНОСТІ порожніх шестигранний корпус

    Позначені проблемні позиції в технології виготовлення шестигранних корпусів дослідницьких ядерних реакторів. Показано, що труднощі в забезпеченні заданої точності викликані явищами технологічної спадковості через великі залишкових напружень при згинанні і зварюванні листових заготовок.

    Ключові слова: гнучка листа, зварювання, точність, неплощинність, шестигранний корпус, механічна обробка.

    Основним завданням роботи є створення технології виготовлення шестигранного корпусу, усіченого по одній стороні з листового прокату, гнутого, з одним зварним швом при забезпеченні заданої точності. Цей виріб застосовується в якості корпусу активної зони реактора ІБР-2. Ядерний дослідницький реактор ІБР-2 середньою потужністю 1,5 МВт є імпульсним реактором періодичної дії на швидких нейтронах. Він використовується в якості імпульсного джерела нейтронів для наукових досліджень у багатьох галузях фізики із застосуванням методу спектрометрії за часом прольоту. Виходячи з того, що ІБР-2 відноситься до особливого класу реакторів, а корпус є однією з найбільш відповідальних частин установки, до вибору конструкційних матеріалів, контролю якості при виготовленні і точності висуваються жорсткі вимоги. Корпус реактора являє собою комбінований посудину, що працює під тиском Pmax<3 кгс / см2 при темпера-

    турі від 300 до 400 ° С. На рівні активної зони корпус має неправильне шестигранний перетин. Саме ця частина корпусу є найбільш відповідальною. Висота шестикутника 850 мм. Товщина стінки корпусу шестикутника 7 мм [1].

    Вибір матеріалу для виготовлення шестигранника заснований на емпіричних даних, а саме, на досвіді роботи реактора ІБР-2 з 1978 по 2006 роки. Корпус виконаний з аустеніту стали марки 12Х18Н9Т, яка характеризується низьким вмістом вуглецю, обмеженням по альфа-фазі, підвищеною чистотою шихти, високою пластичністю і малою схильністю до утворення тріщин в околошовной зоні при підвищеній температурі, високу корозійну стійкість і підвищеною стійкістю проти термоциклической втоми. Хімічний склад наведено в таблиці [2].

    Хімічний склад матеріалу 12Х18Н9Т

    З Si Мп № S Р Сг Сі

    до 0,12 до 0,8 до2 СЛ до 0,02 до 0,035 17 ... 19 до 0,3 (0,5 ... 0,8) Ті Решта Fe

    Існуюча технологія виробництва включає в себе гнуття заготовки на лістогибочном пресі з подальшою аргонодугового зварюванням. Сварка проводиться при ретельному дотриманні термічного режиму, так як готовий виріб експлуатується при високих температурах і під тиском. Обробка поверхні деталі проводиться фрезеруванням. Незважаючи на великі габаритні розміри корпусу, вимоги пред'являються жорсткі. Відхилення від площинності по всій довжині вироби не повинні перевищувати двох міліметрів. Це має досягатися як на стадії згинання листа, так і при подальшій зварюванні щоб уникнути завалів стінок.

    До усіченої стороні шестикутника активної зони примикає рухливий відбивач. Рухомий відбивач є складною механічною системою, що забезпечує надійну роботу двох частин, що визначають модуляцію реактивності: основний рухливий відбивач (СПО) і додатковий рухомий відбивач (ДПО). Ротори ОПО і ДПО обертаються в протилежних напрямках з різними швидкостями. У момент суміщення обох відбивачів у зони реактора генерується імпульс потужності. Він використовується для періодичної модуляції реактивності і створення імпульсів потужності на ІБР-2. Обертання цих лопатей ОПО і ДПО відбувається на відстані близько 5 мм від корпусу, а максимально допустимі відхилення в горизонтальній площині складають 0,3 ... 0,7 мм. І це при значних розмірах - кожна лопать має ширину 50 мм і довжину більше двох метрів.

    Крім рухомого відбивача, до стінок корпусу прилягають органи системи управління і захисту контрольно-вимірювальних приладів. Припустимо, що в якийсь - то частини корпусу існує нерівність, яка призводить до більш близького прилягання органу системи управління і захисту та контрольно-вимірювальних приладів, що, в свою чергу, вводить додаткову реактивність, а це значить, що в якийсь момент часу більше нейтронів повертається в активну зону і число ділень росте. У зв'язку з тим, що теоретичні розрахунки розходяться з практикою, процес управління ланцюговою реакцією, а отже і реактором ускладнюється.

    Для досягнення необхідної точності слід використовувати спеціальне оснащення і кріплення для згинання та зварювання листа, яка повинна жорстко утримувати заготовку щоб уникнути перекосів і неплощинності. Потім необхідно провести механічну обробку зварного шва і заготовки в цілому для додання поверхні більш рівного виду, наприклад, фрезеруванням, для чого можливе застосування спеціально розробленої насадки.

    Схема реактора ІБР-2М

    Під час зварювання в кожній точці зварного з'єднання виникають напруги і деформації.

    У початковий період зварювання відбувається нагрів металу, а потім природне охолодження. У цьому процесі напруги і деформації істотно змінюються по величині, знаку, характеру розподілу в тому

    або іншому перерізі. Тимчасові напруги і деформації в міру старіння поступово переходять в залишкові.

    При утворенні в кожній точці металу деформацій формуються переміщення елементів, що зварюються і за рахунок цього виникає формозміна вироби після зварювання. Залишкові напруги і деформації необхідно зменшити. Зменшення залишкових напруг і деформацій може бути досягнуто раціональним вибором способу і режимів зварювання, рівномірним розігрівом заготовки з метою зменшення кутових деформацій, застосуванням складально-зварювального оснащення з подальшою чорнової і чистової фрезерної обробкою як шва, так і поверхні корпусу в цілому.

    Робота представлена ​​на Міжнародній Інтернет-конференції по металургії і металообробці, проведеної ТулГУ 1 - 30 червень 2011 р.

    Список літератури

    1. Аксьонов В.Л. Імпульсні реактори для нейтронних досліджень // Фізика елементарних частинок і атомного ядра, 1995. Т. 26. Вип. 6. 1449 з.

    2. Марочник сталей і сплавів: довідник / під заг. ред.

    А.С. Зубченко. М .: Машинобудування, 2003. 784 з.

    A.V. Kutergin, A.S. Yamnikov

    THE PROBLEMS OF AGGREGATE TECHNOLOGY OF ASSURANCE OF ACCURACY OF HOLLOW SIX-SIDED VESSELS

    Problem positions in manufacturing techniques of six-sided vessels of research reactors are indicated. It is shown that difficulties in the assurance of prescribed accuracy are caused by the phenomena of the technological heredity because of the large residual stress at banding and welding of blanks.

    Key words: banding, welding, accuracy, nonflatness, the six-sided vessel, machining.

    отримано 14.01.12


    Ключові слова: Гнучка ЛИСТА /ЗВАРЮВАННЯ /ТОЧНІСТЬ /неплощинності /ШЕСТИГРАННИЙ КОРПУС /МЕХАНІЧНА ОБРОБКА

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити