Воздействие радиации на ткани живого организма Термоядерная энергия Конструкция реакторной установки БРЕСТ-1200 Космические материалы атомной отрасли Радиологические лечебные технологии на базе источников нейтронов изготовление штоков гидроцилиндров и поставка хонингованных труб

Анализ мирового энернетического рынка

Машиностроение для энергетики

Совершенствование технологии изготовления статорных перегородок герметичных насосов на основе применения электронно-лучевой сварки

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.

Торцовые уплотнения вала

Одно из приоритетных направлений деятельности ОКБМ – проектирование и изготовление нагнетательного оборудования. Важной составной частью данного оборудования являются торцовые уплотнения вала. Уплотнения могут эксплуатироваться в сложных условиях, при которых, как правило, несколько параметров могут достигать экстремальных значений: температура, перепад давления, линейная скорость вращающихся элементов. В связи с этим создание высоконадежных торцовых уплотнений вращающихся валов насосов является сложной проектной задачей.

При проектировании торцовых уплотнений должен быть учтен каждый из вышеназванных факторов. Проектирование осуществляется при тесном сотрудничестве с эксплуатационными и ремонтными службами предприятий, на которых эксплуатируется нагнетательное оборудование с торцовыми уплотнениями.

Конструкция уплотнений ОКБМ, не зависимо от количества ступеней, является блочной, что облегчает монтаж-демонтаж уплотнений. Надежность и длительный ресурс уплотнений обеспечиваются принятыми конструктивными решениями, применяемыми материалами и качеством изготовления. Все уплотнения снабжаются специальными поводковыми устройствами, которые обеспечивают восприятие крутящего момента, центровку вторичного уплотнения и предохраняют кольца пар трения от разрушения. Подбор материалов элементов уплотнений (кольца пар трения, вторичные уплотнения, корпусные элементы) осуществляется строго под условия эксплуатации уплотнений.

Симметричная конструкция некоторых изнашиваемых элементов уплотнения позволяет эксплуатировать их повторно, что при замене резиновых уплотнительных колец означает увеличение его ресурса вдвое.

Ресурс торцовых уплотнений составляет 25000 ч и более.

Торцовые уплотнения ОКБМ успешно эксплуатируются в составе нагнетательного оборудования, используемого на АЭС России.

Между тем, традиционные источники энергии существенно ограничены, причем по важнейшим энергоносителям даже не в среднесрочной, а в краткосрочной перспективе. Кроме того, наблюдается существенное удорожание органического топлива, в частности углеводородов. По разным данным, доступных для эффективной добычи рентабельных запасов газа хватит не более чем на 20-30 лет
Реакторная установка БРЕСТ-1200 представляет собой двухконтурный парогенерирующий энергоблок