Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современное состояние и проблемы совершенствования температурных измерений яэу
1.1 Особенности организации температурных измерений на АЭС 13
1.1.1 Измерительные преобразователи для АЭС 16
1.1.2 Устройства подключения, компенсации и защиты ТП 29
1.1.3 Состояние производства термометрических средств для АЭС . 34
1.2 Высокотемпературные средства измерений для ЯЭУ 38
1.2.1 Особенности создания контактных средств измерений 38 температуры в диапазоне 1000-2500С
1.2.2 Штатные преобразователи для ЯРД . 46
1.2.3 Состояние работ в области высокотемпературной термометрии 52 к 2008 году
Глава 2 Разработка термопреобразователей для РУ БН . 55
2.1 Термопреобразователь типа ВТП ТХА-08.000-01 . 55
2.2 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-11 61
2.3 Термопреобразователь типа ТП ТХА/ТХК-12 66
2.4 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-14 68
2.5 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-15 . 71
Глава 3 Совершенствование первичных температурных преобразователей для АЭС с РУ РБМК И ВВЭР
3.1 Типизация технологических схем производства измерительных преобразователей
3.2 Оптимизация производства измерительных преобразователей 76
3.3 Улучшение характеристик измерительных преобразователей .
3.3.1 Структурные особенности КТМС разных производителей
3.3.2 Особенности характеристик термоэлектрических преобразователей .
3.3.3 Особенности характеристик термометров сопротивления
ГЛАВА 4 Модернизация устройств компенсационного подключения термоэлектрических (УКПТП)
4.1 Разработка технологии литья в металлические формы (кокили) 105
4.2 Электронный блок УКПТП . 109
4.3 Основные результаты испытаний модернизированных УКПТП
Глава 5 Совершенствование высокотемпературных преобразователей 115
5.1 Высокотемпературные термоэлектрические преобразователи в производстве электрогенерирующих каналов термоэмиссионных КЯЭУ 115
5.2 Исследование возможностей улучшения термоэлектрических свойств вольфрам-рениевых термопар за счет легирования положительного термоэлектрода наночастицами оксида иттрия
5.3 Международная стандартизация НСХ термопары ВР5/20 126
Глава 6 Совершенствование инфраструктуры и управления затратами производства средств температурного контроля 138
Заключение 142
Список сокращений и условных обозначений 144
Список литературы 148 списокиллюстративного материала 162
- Состояние производства термометрических средств для АЭС
- Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-14
- Оптимизация производства измерительных преобразователей
- Разработка технологии литья в металлические формы (кокили)
Введение к работе
Температура – один из важнейших параметров, во многом определяющих эффективность разработки, испытаний и эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ) различного назначения.
На атомных станциях (АЭС), например, температурные датчики дислоцируются на нескольких тысячах измерительных позиций. Именно с их помощью получают почти 20% всей измерительной информации о температурных режимах оборудования, функционирующего в среднем температурном интервале (300-700С) Государственной поверочной схемы вида измерения.
Существенно более высокими уровнями нагрева характеризуются многие ядерные преобразовательные установки. В прототипе ядерного ракетного двигателя, например, температура нагрева рабочего тела даже несколько превосходила верхний температурный предел – 2500С поверочной схемы.
Особые условия применения термометрических средств ЯЭУ существенным образом отражаются на специфике их конструирования, испытаний и производства, поскольку предъявляемые требования к их прочностным, теплофизическим и надежностным характеристикам, а также методы и средства их контроля во многом аналогичны таковым для основных элементов – твэлов и ТВС активных зон реакторных установок.
Значительный вклад в становление отечественной реакторной термометрии внесли Субботин В.И., Арнольдов М.Н., Гордов А.Н., Олейник Б.М., Лысиков Б.В., Прозоров В.К., Фрактовникова А.А., Маркина А.Т., Сулаберидзе В.Ш., Лах В.Н., Тимонин А.С., Конин Д.И., Приймак С.В., Олейников П.П., Котельман В.Я., Конторщиков В.Г. и др.
Развитие высокотемпературного внутриреакторного контроля отражено в трудах Федика И.И., Стадныка Б.И., Денискина В.П., Олейниковой Л.Д., Наливаева В.И., Столярчука П.Г., Волкова Е.П. и др.
Принимая во внимание большое значение температурной тематики для отрасли, Минатом в 1991 году принял решение о создании специализированного производства первичных преобразователей, средств их защиты, коммутации и компенсации рабочих сигналов на базе НИИ НПО «ЛУЧ», где впервые в отечественной практике были разработаны и тиражированы в необходимых объемах средств высокотемпературного контроля, необходимые при отработке наземного прототипа ЯРД и других преобразовательных установок.
Созданное производство длительное время оставалось единственным поставщиком термометрических средств для спроектированных в России АЭС. К сожалению, кризисные явления 2008 г. неблагоприятно отразились на состоянии ставшего дотационным производства, возможности которого не отвечали требованиям новых ФЦП «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007–2010 годы и на перспективу до 2015 года», «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 – 2015 годов и на перспективу до 2020 года», «Развитие космических средств специального назначения и других космических средств с ядерными энергетическими установками на борту на 2010-2020 г.г.» и т.д.
Разработки инновационной атомной техники делают актуальным совершенствование средств температурного контроля современных ЯЭУ.
Целью диссертационной работы является создание нового поколения специализированных средств температурного контроля для ЯЭУ и повышение эффективности их производства.
-системного анализа состояния методов и средств температурного контроля на АЭС, преобразовательных установках, включая военные, а также технологических производствах в их интересах;
-исследования материалов для перспективных средств измерений;
-создания новых типов средств измерений и поиска инновационных решений при отработке технологии их производства;
-оптимизации инфраструктуры и повышения эффективности производства термометрических средств для АЭС с РУ РБМК, ВВЭР, БН и преобразовательных КЯЭУ.
Научная новизна заключается в:
обосновании концепции разработки средств температурного контроля как элемента конструкции ЯЭУ работоспособных, в том числе в аварийных условиях;
разработке приемов герметизации свободных концов измерительных преобразователей для исключения попадания теплоносителя в измерительные каналы РУ;
предложении нового подхода к оценке ресурсной способности кабельных термопар, учитывающего особенности температурного профиля измерительных каналов;
разработке высокотемпературных термопреобразователей с использованием вольфрам-рениевых термоэлектродов, в том числе упрочненных наночастицами оксида иттрия;
выявлении факторов и обосновании способов минимизации их влияния на трудозатраты при изготовлении термометрических средств ЯЭУ.
-с учетом требований к работоспособности в условиях LOCA разработаны КД и ТД изготовления новых термоэлектрических преобразователей ТХА-08 и ТХА-11, ТХА-12, ТХА-14, ТХА-15 для РУ БН;
-актуализирована КД и ТД, модернизировано технологическое и испытательное оборудование для выпуска термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления с улучшенными характеристиками для внутриреакторного и технологического контроля на АЭС с РУ РБМК и ВВЭР;
-разработана технология и оборудование кокильного литья корпусных деталей компенсационных устройств подключения термоэлектрических преобразователей (УКПТП);
-на базе термопар ВР5/20 созданы высокотемпературные преобразователи КЛ-201, -204, -210, 217, отвечающие потребностям разработки КЯЭУ;
- подтверждено соответствие термоэлектрической характеристики термопары ВР5/20 требованиям МЭК;
-с использованием концепции контроллинга предложена система управления затратами и обоснованы предложения по оптимизации инфраструктуры производственного комплекса по выпуску конкурентоспособных термометрических средств для ЯЭУ.
Эффективность разработок в 2009-2013 годах подтверждена тремя золотыми медалями Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии, присвоению продукции «Знака качества» и ростом технико-экономических показателей производства.
В диссертационной работе использованы основные положения термодинамики и термометрии, методы математического анализа и статистики, теории надежности, приемы металлофизических исследований и испытаний.
Состояние производства термометрических средств для АЭС
Что касается особенностей функционирования вновь созданного производства, то определенные представления о них можно составить по данным таблицы 1.10, в которой приведена динамика поставок температурных датчиков за первые 10 лет.
Разница между минимальным и максимальным объемом поставок в 1993-94 и 1995-96 годах один к четырём. Основные причины неритмичности связаны с целым рядом обстоятельств. В первую очередь, следует указать на:
-разницу в объемах ремонтных комплектов СИ, накопленных на разных АЭС в предшествующий период;
-разную степень использования на станциях СИ общепромышленного применения;
- определённое несовершенство и сбои в системе снабжения АЭС;
-разницу в сроках продления работы АЭС после выработки ресурса; -колебания объёмов финансирования (особенно в кризисные годы).
Заметный вклад вносила и неравномерность подготовки конструкторской и технологической документации на разные типы преобразователей. Интегрально эти сроки оказались растянутыми с 1992 по 1997 годы. Формально, например, при подготовке конструкторской документации можно было использовать НСХ термопар, отвечающих требованиям МТШ-90, только после 1999 года, когда была принята МИ 2559-99 «Методика применения в ГОСТ Р 50431-92. «Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования».
Существенное влияние на эффективность производства оказали и целый ряд других факторов. Прежде всего, нарастающая деградация качества термометрических материалов, обусловленная устаревшей технологией, изношенностью оборудования и падением технологической дисциплины у монопольного производителя исходных никелевых сплавов. По этой причине, по информации Кирсинского кабельного завода, предприятие с 1998 г. вообще перестало выпускать термопарный кабель с характеристиками по первому классу допуска. Именно в это время Конструктор РУ с ВВЭР ужесточил допуск на термоэлектрические характеристики внутризонных преобразователей с ±7 до ±2,5С.
Другая группа проблем возникла в связи с предложениями научного руководителя разработки СВРК РУ ВВЭР, касающимися конструкции и метрологических характеристик преобразователей температуры типа ТХА-01, выпускаемых по ТУ 95 2380-92. Предложения касались введения индивидуальной калибровки ТЭП с погрешностью ±0,5С, что соответствовало требованиям вновь принятого РД ЭО 0515-2004 «Нормы точности измерений основных теплотехнических величин для атомных электрических станций с водо-водяными реакторами ВВЭР-1000» (п. 1.15. и 1.16), а также ранее сформулированным требованиям ГОСТ 26635-85. Последний относился к так называемым опережающим стандартам, устанавливающим повышенные, по отношению к достигнутому уровню, нормы и требования к объектам стандартизации, которые будут оптимальными в последующие 5-7 лет.
Несмотря на то, что прошло уже 20 лет инициатор разработки ГОСТа, а именно им являлся РНЦ «КИ», продолжал поставки на АЭС не стандартизованных и не лицензированных преобразователей.
Что касается НИИ НПО «ЛУЧ», то в оперативном порядке пришлось [10, 11]:
-разработать и освоить новую методику поверки ТЭП (с погрешностью 0,19С) и ТС (с погрешностью 0,13С);
-приобрести дорогостоящее термическое и эталонное измерительное оборудование;
-переобучить и переаттестовать персонал.
Проблемы, связанные с уточнением ресурсной способности прецизионных преобразователей остались нерешенными.
Всё это не могло не сказаться на экономической эффективности производства, которое длительное время было не рентабельным. Например, только в 2008 году расходы на нужды производства превысили доходы почти на 10 млн руб, что, естественно, потребовало коренного пересмотра организации производства. Тем более что в последующие годы прогнозируется резкое обострение конкурентной ситуации, в частности связанное с развитием конкурирующих фирм, таких как ООО «НТЛ –Прибор» и допуском к торгам других участников рынка термометрической продукции.
В заключении к рассмотренному разделу обзора, касающемуся оценки состояния и путей совершенствования термометрических средств для АЭС отечественных проектов, сформулированы следующие задачи, которые предстояло решить при выполнении диссертационной работы:
-разработка конструкций и технологии серийного производства новых термопреобразователей для АЭС с РУ на быстрых нейтронах, которые полностью отсутствовали в номенклатуре выпускавшейся продукции; -модернизации производства ТЭП и ТС для термоконтроля теплоносителя в активной зоне, термоконтроля основного технологического оборудования и оборудования машзалов АЭС с РУ РБМК и ВВЭР, в связи с ужесточением требований к средствам измерений;
-совершенствования экспериментальных ТП для систем СВРК ВВЭР с целью их лицензирования СИ и организации их мелкосерийного производства в установленном нормативной документацией порядке;
-модернизации УКПТП с целью восстановления комплектации новыми электронными блоками и совершенствования технологии изготовления устройства;
-оптимизации инфраструктуры производства термометрических средств для АЭС и повышения его технико-экономической эффективности.
Последовательность решения сформулированных задач была изложена в сообщении [12].
Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-14
По заданию ОАО «ОКБМ Африкантов» ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» приступил к созданию восьми зонного ВТП для БН-800 [54]. Этот первичный преобразователь предназначен для непрерывного измерения температуры теплоносителя в корпусе реактора БН-800. Термопреобразователи устанавливаются в специальные герметичные чехлы, входящие в комплект поставки [55]. Класс герметичности чехлов по отношению к внешней среде V по ПНАЭ Г-7-019-89. Диапазон измерения термопреобразователей от 0 до 650С, кратковременно (не более 100 часов за срок службы) до 800С. Назначенный срок эксплуатации не менее 15 лет с вероятностью за время безотказной работы в течение 8 тысяч часов не меньшей 0,98. ВТП типа ТХА-14 должны иметь следующие исполнения (рисунок 2.9):
- по способу установки – погружаемые;
- по условиям эксплуатации – стационарные;
- по числу зон – восьмизонные;
- по числу точек контроля в одной зоне – одинарные; -по наличию контакта термопары с защитной арматурой ермопреобразователя – с изолированной термопарой;
- по отношению к окружающей среде – герметичные. ВТП изготавливаются из кабеля КТМС (ХА) 2х0,06 (ТУ 16.505.757).
Пределы допускаемых отклонений ТЭДС (t) от НСХ соответствуют классу 2 и в температурном эквиваленте при выпуске из производства соответствуют:
- t = ± 2,5 С при температуре от 0 до плюс 333С;
-t = ± 0,0075 t при температуре свыше 333оС до плюс 1300С, где t – значение измеряемой температуры, С.
Конструкция узла ввода линий связи в головку восьмизонного ВТП ТХА-14 обеспечивает возможность подсоединения восьми линий связи. Расположение кабельных вводов – все 8 с одной стороны головки или по 4 ввода с противоположных сторон головки. Максимальные размеры головки ТХА-14: диаметр – 200 мм, расстояние от поверхности гильзы до верхней точки головки – 250 мм.
Степень защиты головки от попадания внутрь пыли и воды - IР67 (ГОСТ 14254).
Датчики должны быть устойчивы к воздействию пятикратного циклического резкого (за время не более 3 с) изменения температуры измеряемой среды от плюс 400 до 25 ± 10С, относятся к категории I сейсмостойкости по НП-031 и должны выдерживать сейсмические нагрузки МР3 (7 баллов по шкале MSK-64) включительно. По помехоустойчивости (электромагнитной совместимости) ВТП относятся к группе исполнения IV, критерий качества функционирования – А (ГОСТ Р 50746).
Вероятность безотказной работы ВТП за время наработки 8000 - не менее 0,98.
Назначенный срок службы не менее 15 лет, назначенный ресурс – не менее 100000 часов.
Технологическая реализация обеих конструкции базируются на использовании приемов, отработанных на ВТП ТХА-11. Естественно, что последовательность определяется их конструктивными особенностями. Специфика конструкции потребовала также разработки индивидуальных методик и оборудования для испытаний и аттестации термопреобразователей.
Преобразователи высокотемпературные термоэлектрические хромель – алюмелевые (ВТП) ТХА-15 предназначены для установки в механизм сканирования по высоте активной зоны РУ БН 800 [56]. Они крепятся в герметичные защитные гильзы ГЗ-15.
Устройство термопреобразователя и схема его соединения показаны на рисунке 2.9.
Технические требования, сформулированные в [56], практически аналогичны ВТП ТХА-14, основные технологические решения повторяют описанные в подразделе 2.3. В конструкции используется кабель КТМС (ХА) 2х0,9. В соответствие с действующим договором ОАО «ОКБ «Африкантов» утверждение типа ВТП ТХА -15 должно быть завершено в конце 2013 г.
В аналитическом обзоре [1] автором показано, что усовершенствование выпускаемой термометрической продукции, предопределяющее объёмы модернизации и сроки повышения эффективности производства, является многофакторной задачей, при решении которой было необходимо постоянно актуализировать конструкторскую и технологическую документацию в связи c ужесточением требований к СИ потребителей, изменением нормативной базы (в частности, из-за принятия в 2008 году новой редакции ФЗ « Об обеспечении единства измерений», внедрение в практику ФЗ-94, корректировки ФЗ-170 «Об использовании атомной энергии»), а также необходимости переаттестации средств измерений из-за истечения сроков действия Лицензий на право их производства и применения.
Принимая во внимание, что перечни технологических процессов при выпуске однотипных ТП и ТС для АЭС с РУ РБМК И ВВЭР к 2008 году насчитывал почти 40 единиц [57], представлялось целесообразным провести их типизацию, что должно было упростить оценку перспектив принимаемых организационных и научно-технических решений.
Этот метод стандартизации, как известно, обладает определенным модернизационным потенциалом, так как позволяет сократить сроки новых разработок и снизить их стоимость за счет использования наиболее апробированных технологических приемов. Отработанные и описанные в научно-техническом отчете [58] при участии автора типовые схемы универсальных технологических процессов изготовления термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления приведены на рисунках 3.1. и 3.2.
Универсальный технологический процесс изготовления ТП включает: входной контроль материалов и комплектующих изделий, изготовление чувствительного элемента (термопары), изготовление деталей, изготовление головок из стали, полиамида или алюминиевого сплава, изготовление контрольного сварного соединения, сварку защитной арматуры, сварку ТП, ПСИ, определение отклонений характеристик ТП от НСХ, комплектацию, консервацию, упаковывание ТП.
Детально все упомянутые приёмы описаны в комплектах документов, перечисленных в научно-техническом отчете [57]. В зависимости от типа и исполнения ТП некоторые детали не изготавливаются и операции техпроцесса не реализуются. В [58] подробно перечислены все применяемые термоэлектрические и электроизоляционные материалы и материалы защиты ТП.
При входном контроле материалов и комплектующих изделий используются визуальный и измерительный контроль, испытания на стойкость к межкристаллитоной коррозии, ультразвуковая дефектоскопия сталей на отсутствие недопустимых дефектов, стиллоскопирование сталей на наличие и содержание легирующих элементов, измерение твёрдости сталей, определение НСХ термоэлектродных материалов и др.
Входной контроль обеспечивает применение при изготовлении средств измерений материалов и комплектующих, удовлетворяющих требованиям действующих стандартов, указанных в рабочих чертежах и подтвержденных сертификатами предприятий- поставщиков.
Оптимизация производства измерительных преобразователей
В рамках упомянутого проекта построены исходные карты потоков, в которых отражены последовательности операций и процессов по превращению материалов и полуфабрикатов в конечные продукты. Рассмотрим процедуры оптимизации на примере изготовления термометров сопротивления.
На рисунке 3.3. сравниваются текущее и предложенное целевое состояние потоков сборки ТС.
В реальном процессе происходит многократное перемещение изготовленных чувствительных элементов на участки сушки и стабилизации. За восемь переходов суммарное расстояние составляет 288 м. При предложенном перемещении печей и вибратора в общее помещение это расстояние существенно сокращается, также как и время необходимое для реализации операций. Аналогичным образом упрощалась ситуация при оптимизации операций сборки и сварки арматуры средств температурного контроля. Их соответствующие текущие и целевое состояния сравниваются на рисунке 3.4.
Очевидно, что простое перемещение двух единиц оборудования позволило сократить время изготовления арматуры для ТСП-03 почти на половину. И, если влияние перечисленных перестановок на качество операций оказывалось только опосредованным, то в операциях сборки и засыпки термометров сопротивления, проводимых в различных помещениях на разных этажах производственного корпуса не исключалось насыщение ЧЭ влагой. Это было доказано анализом с применением причинно-следственной диаграммы Ишикавы. Была сделана выборка данных по доле технологических отклонений за последние два года и выборка метрологических данных в дни, когда было обнаружено отклонение. На приведенном графике (рисунок 3.5) показано, что существует прямая зависимость доли технологических отклонений термометров сопротивления от содержания влаги в окружающем воздухе.
Исключить эту зависимость удалось, сосредоточив оборудование на одном этаже в смежных помещениях (рисунок 3.6).
Значительная экономия времени за счет рациональной перекомпоновки оборудования достигнута и на механическом участке. В [59] показано, что:
-объединение двух складских структур позволило сократить суммарные перемещения материалов с 65 до 15 м и сократить время на их выдачу на 40%;
-перемещение токарного станка для изготовления длинномерных и мелкогабаритных деталей сокращало суммарные перемещения с 55 до 20 м;
-перемещение станка с ЧПУ позволило сократить суммарные перемещения деталей с 55 до 17 м.
Итоговые показатели начального этапа проекта обобщены в таблице 3.1
Очевидно, что в ходе оптимизации удалось получить как техническую, так и экономическую выгоду.
Выбор многокомпонентных никелевых сплавов хромель, алюмель, копель для изготовления чувствительных элементов внутриреакторных термоэлектрических преобразователей предопределен, как известно, высокой стойкостью этих материалов к радиационным воздействиям. Поэтому на практике приходится мириться с целым рядом недостатков этих сплавов. Прежде всего, это трудности дозировки их состава, выпуск термоэлектордных материалов без гарантированной гомогенизации и достаточно надежных методов контроля их термоэлектрической неоднородности.
Определенным показателем неблагополучия стало прекращение, в условиях промышленного спада, выпуска единственным в России производителем термопарного кабеля материалов первого класса допуска.
Компенсировать эти недостатки на начальном этапе изготовления преобразователей предложено за счет введения предварительного 48-часвого отжига термоэлектродов при 400С с последующей аттестацией каждого выпускаемого преобразователя [2]. При этом после отжига термоэлектрические характеристики термоэлектородов не должны были выходить за пределы ±2,5С (второй класс допуска), что естественно, усложнило отбор подходящих термоэлектродов и сказывалось на выходе годного.
Для иллюстрации масштабов измерений термоэлектрических характеристик, на рисунке 3.7. показаны отклонения характеристик отечественного кабеля от НСХ в исходном и отожженном состояниях. Как правило, они монотонно растут с температурой и имеют разный знак, что устойчиво, воспроизводится на образцах, взятых от начала и конца большинства поставленных бухт [60].
Разработка технологии литья в металлические формы (кокили)
Начальный вариант технологии предусматривал изготовление корпусных деталей механической обработкой заготовок при этом значительная часть материала корпусных деталей из алюминиевых сплавов АК 12 и АК7 (ГОСТ 1583-93) уходило в стружку и было трудозатратным.
Определённый выигрыш дало литьё в песчано-глинистые формы. Однако и в этом случае требовалось серьёзная механическая доработка получаемых заготовок. Этих недостатков лишен способ изготовления заготовок деталей данного устройства литьём в металлические формы (кокили), который озволяет получать отливки по 3-5 классу точности (ГОСТ 2789-59) с высокой чистотой поверхности.
Относительно высокие первичные затраты на изготовление дорогих металлических форм в последствии компенсируются более высоким качеством получаемых отливок, производительностью процесса литья и существенным снижением объема механической обработки, которую проводили на изделиях головной партии.
По ТЗ, разработанному автором, в ООО "Прома" спроектированы и изготовлены металлические формы (кокили) для изготовления деталей, а также спроектированы и изготовлены дополнительные устройства к кокильному станку УКГ 1 для получения отливок "крышка", "коробка", "крышка коробки" (рис.4.1 а). Кроме того, был спроектирован и изготовлен специальный кокильный станок КСУ (рис.4.1 б).
После монтажа и отладки кокильных станков в ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» организован специализированный участок, оснащенный плавильной печью К80/12 мощностью 50 КВт и емкостью тигля 55 литров, абразивной камерой КСО-110-И для очистки кокилей перед окраской кокильными станками УКГ 1 и КСУ.
Участок оснащен системой подачи инертного газа аргона для продувки расплава, системами контроля температуры расплава и тигля. Подогрев кокилей перед окраской и заливкой производится с помощью ручной газовой орелки, подключенной шлангами к баллону с пропаном и трубопроводу сжатого воздуха, нагнетаемого компрессором.
Технологический процесс изготовления отливок включает следующие операции:
-подготовку металлических форм включавшую абразивную очистку рабочих поверхностей полуформ, подогрев и окраску полуформ, их монтаж на кокильных станках с последующим подогревом перед заливкой;
-приготовление расплава - расплавление шихты и нагрев расплава до температуры обработки, введение покровно-рафинирующего флюса, продувка расплава инертным газом (аргоном), модифицирование расплава Na-содержащим модификатором с последующим удалением шлака и доведением температуры расплава до рабочей;
-заливка форм - заливка расплава в формы ручным ковшом, выдержка расплава в форме до полного затвердевания, извлечение и охлаждение отливки, отрезка литников и прибылей, отжиг отливок для снятия литейных напряжений.
-контроль линейных размеров , правка и приемка отливок ОТК.
Общий вид отливок компонентов УКПТП, полученных литьем в кокиль на этом участке, показан на рис.4.2. Несомненными достоинствами этого метода литья по сравнению с использовавшимся до этого методом литья в песчано-глинистые формы являются: более высокое качество поверхности отливок, их размерная точность, значительно меньшие припуски на механическую обработку, более плотная структура и др. Сравнительные характеристики отливок УКПТП, изготовленных этими способами, приведены в табл. 4.1.
Из данных этой таблицы следует, что наибольший объем полезно использованного сплава отливок наблюдается при кокильном литье и составляет от 70 до 85%, в то время как при литье в песчано-глинистые форм тот показатель не превышает 43%. Это обусловлено тем, что масса отливок в кокиль в среднем на 46% меньше массы отливок в песчано-глинистые формы, а объем удаляемого при механической обработке сплава кокильных отливок в 2 раза меньше.
В таблице 4.2 приведены показатели производительности кокильного участка по 4 наименованиям отливок УКПТП, которые позволяют планировать зготовление требуемого выпуска в нужные сроки.
В связи с изменением тематики работ СНИИП к модернизации блока питания, входящего в комплект УКПТП, привлечен НПП «Элемер»
Принципиальная схема электрических подключений модернизированного блока питания, разработанного в кооперации с НПП "Элемер", показана на рисунке 4.3.
Основные характеристики блока питания:
- 1, 2, 4 или 8 гальванически развязанных канала, схема электронной защиты от перегрузок и коротких замыканий;
- двойная параметрическая стабилизация с высоким КПД;
- возможность объединения по выходу двух и более каналов с целью повышения надежности и нагрузочной способности;
- подключение при помощи разъемных клеммных колодок;
- наличие моделей с резервным питанием;
- вход резервного питания гальванически развязан от основного;
- переключение питания с основного на резервное и обратно не вызывает провалов выходного напряжения;
- токи нагрузки: 100 мА;
- главные особенности - высокая устойчивость к воздействию электромагнитных помех (ЭМС) IV-A;
- автоматическое восстановление работоспособности после устранения причин перегрузки или короткого замыкания и автоматическое переключение на резервное питание;
- относится к I категории сейсмостойкости по НП-031-01 и к группе Б исполнения 3 по РД 25818-87;
- по устойчивости к механическим воздействиям при эксплуатации соответствует группе исполнения М6 согласно ГОСТ 17516.1-90.