Проблемы комплексной технологии обеспечения точности полых шестигранных корпусовПроблемы комплексной технологии обеспечения точности полых шестигранных корпусов
Химический состав материала 12Х18Н9Т. Проблемные позиции в технологии изготовления шестигранных корпусов исследовательских ядерных реакторов. Явления технологической наследственности из-за остаточных напряжений при гибке и сварке листовых заготовок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.11.2018 |
| Размер файла | 294,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проблемы комплексной технологии обеспечения точности полых шестигранных корпусов
А.В. Кутергин
Обозначены проблемные позиции в технологии изготовления шестигранных корпусов исследовательских ядерных реакторов. Показано, что трудности в обеспечении заданной точности вызваны явлениями технологической наследственности из-за больших остаточных напряжений при гибке и сварке листовых заготовок.
Ключевые слова: гибка листа, сварка, точность, неплоскостность, шестигранный корпус, механическая обработка.
Основной задачей работы является создание технологии изготовления шестигранного корпуса, усечённого по одной стороне из листового проката, гнутого, с одним сварным швом при обеспечении заданной точности. Данное изделие применяется в качестве корпуса активной зоны реактора ИБР-2. Ядерный исследовательский реактор ИБР-2, средней мощностью 1,5 МВт, является импульсным реактором периодического действия на быстрых нейтронах. Он используется в качестве импульсного источника нейтронов для научных исследований во многих областях физики с применением метода спектрометрии по времени пролета. Исходя из того, что ИБР-2 относится к особому классу реакторов, а корпус является одной из наиболее ответственных частей установки, к выбору конструкционных материалов, контролю качества при изготовлении и точности предъявляются жесткие требования. Корпус реактора представляет собой комбинированный сосуд, работающий под давлением Pmax<3 кгс/см2 при температуре от 300 до 400 С. На уровне активной зоны корпус имеет неправильное шестигранное сечение. Именно эта часть корпуса является наиболее ответственной. Высота шестигранника 850 мм. Толщина стенки корпуса шестигранника 7 мм [1].
Выбор материала для изготовления шестигранника основан на эмпирических данных, а именно, на опыте работы реактора ИБР-2 с 1978 по 2006 года. Корпус выполнен из аустенитой стали марки 12Х18Н9Т, характеризующейся низким содержанием углерода, ограничением по альфа-фазе, повышенной чистотой шихты, высокой пластичностью и малой склонностью к трещинообразованию в околошовной зоне при повышенной температуре, высокой коррозионной стойкостью и повышенной стойкостью против термоциклической усталости [2]. Химический состав приведён в таблице [3]. ядерный реактор сварка шестигранный
Химический состав материала 12Х18Н9Т
|
С |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
- |
|
|
до 0.12 |
до 0.8 |
до 2 |
8-9.5 |
до 0.02 |
до 0.035 |
17-19 |
до 0.3 |
(5 С - 0.8) Ti, остальное Fe |
Существующая технология производства включает в себя гибку заготовки на листогибочном прессе с последующей аргонодуговой сваркой. Сварка производится при тщательном соблюдении термического режима, так как готовое изделие эксплуатируется при высоких температурах и под давлением. Обработка поверхности детали производится фрезерованием. Не смотря на большие габаритные размеры корпуса, требования предъявляются жёсткие. Отклонения от плоскостности по всей длине изделия не должны превышать двух миллиметров. Это должно достигаться, как на стадии гибки листа, так и при последующей сварке, во избежание завалов стенок. К усечённой стороне шестигранника активной зоны примыкает подвижный отражатель. Подвижный отражатель является сложной механической системой, обеспечивающей надежную работу двух частей, определяющих модуляцию реактивности: основной подвижный отражатель (ОПО) и дополнительный подвижный отражатель (ДПО). Роторы ОПО и ДПО вращаются в противоположных направлениях с разными скоростями. В момент совмещения обоих отражателей у зоны реактора генерируется импульс мощности. Он используется для периодической модуляции реактивности и создания импульсов мощности на ИБР-2. Вращение этих лопастей ОПО и ДПО происходит на расстоянии порядка 5 мм от корпуса, а максимально допустимые отклонения в горизонтальной плоскости 0,3-0,7 мм. И это при внушительных размерах - каждая лопасть шириной 50 мм и длиной более двух метров. Помимо подвижного отражателя к стенкам корпуса прилегают органы системы управления и защиты и контрольно-измерительных приборов, как показано на рисунке [2]. Предположим, что в какой то части корпуса существует неровность, которая приводит к более близкому прилеганию органа системы управления и защиты и контрольно-измерительных приборов, что в свою очередь вводит дополнительную реактивность, а это значит, что в какой то момент времени больше нейтронов возвращается в активную зону и число делений растёт. В связи с тем, что теоретические расчёты расходятся с тем, что мы наблюдаем на практике, то процесс управления цепной реакцией, а следовательно, и реактором усложняется.
Для достижения требуемой точности следует использовать специальную оснастку и крепежи для гибки и сварки листа, которая должна жёстко удерживать заготовку во избежание перекосов и неплоскостности. Затем необходимо произвести механическую обработку сварного шва и заготовки в целом для придания поверхности более ровного вида, например, фрезерованием, для чего возможно применение специально разработанной насадки.
Схема реактора ИБР-2М
Во время сварки в каждой точке сварного соединения возникают напряжения и деформации. В начальный период сварки, когда происходит нагрев металла, и в процессе последующего охлаждения они существенно изменяются по величине, знаку, характеру распределения в том или ином сечении. Временные напряжения и деформации по мере охлаждения постепенно переходят в остаточные. При образовании в каждой точке металла деформаций, формируются перемещения свариваемых элементов и за счет этого возникает формоизменение изделия после сварки. Остаточные напряжения и деформации необходимо уменьшить. Уменьшение остаточных напряжений и деформаций может быть достигнуто рациональным выбором способа и режимов сварки, равномерным разогревом заготовки с целью уменьшения угловых деформаций, применение сборочно-сварочной оснастки, с последующим черновой и чистовой фрезеровочной обработкой как шва, так и поверхности корпуса в целом.
Список литературы
1. Аксенов В.Л. Импульсные реакторы для нейтронных исследований // Физика элементарных частиц и атомного ядра. - 1995. - том 26. Вып. 6. - С. 1449.
2. Беляков А.А., Боднарчук В. И., Корнеев Д.А., Переседов Е.П., Шабалин Е.П., Ярадайкин С.П., ЛНФ, Объединённый институт ядерных исследований, Годовой отчёт, 2001
3. Марочник сталей и сплавов: Справочник / Под общ. Ред. Зубченко А.С. -М.: Машиностроение. -2003. - 784 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Функциональное назначение корпусов и их виды. Конструкция цилиндрической зубчатой передачи, смонтированной между двумя платами. Технологии изготовления корпусов и их классификация. Типовые несущие конструкции и требования при их проектировании.
реферат [1,0 M], добавлен 18.01.2009Построение комплексной размерной схемы технологического процесса и размерных цепей. Уравнение замыкающего звена. Расчет линейных операционных размеров. Определение операционных допусков и припусков на обработку. Проверка обеспечения заданной точности.
курсовая работа [901,3 K], добавлен 26.12.2012Характеристика детали "Ступица". Химический состав и механические свойства стали. Выбор технологического процесса и обоснование принятого способа литья. Определение непроливных элементов, норм точности и величины припусков. Расчет литниковой системы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.01.2011Анализ конструкции и технологии изготовления фрез, преимущества метода охватывающего фрезерования. Требования к точности и стойкости фрез. Недостатки технологии изготовления корпуса сборной кассетной фрезы с внутренним зацеплением, порядок их устранения.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.08.2009Работа посвящена технологии изготовления деталей из керамики. Химический анализ и подготовка керамического сырья. Тонкий помол и смешивание компонентов. Способы, которыми осуществляется формование заготовок. Механическая обработка необожженных заготовок.
реферат [79,0 K], добавлен 18.01.2009Понятие химической технологии и нефтехимии. Циклонные пылеуловители как инструмента обеспечения технологического процесса. Принципы действия, формулы для расчета характеристик установки. Конструкция и эффективность ее работы, достоинства и недостатки.
презентация [475,1 K], добавлен 10.09.2014Формирование свойств материала и размерных связей в процессе изготовления станины. Разработка технологических процессов изготовления: отливка, вибрация. Достижение требуемой точности деталей в процессе изготовления. Жесткость технологической системы.
курсовая работа [89,0 K], добавлен 17.10.2010Определение типа производства. Выбор способа производства заготовки. Определение массы штамповки, коэффициентов весовой точности и использования технологичности материала. Анализ точности и шероховатости. Корректировка чертежа с нумерацией поверхностей.
практическая работа [190,3 K], добавлен 14.11.2008Характеристика способов изготовления трубчатой заготовки из полимерных материалов. Разновидности и конструкция головок экструзионно-выдувных агрегатов. Использование заготовок с программным изменением толщины стенок. Принципиальная схема выдувной машины.
реферат [1,6 M], добавлен 28.01.2010Производство цельнокованых валков и особенности формирования улучшенной структуры слитка. Технология изготовления валков. Обработка металла на агрегатах комплексной обработки стали. Калькуляция себестоимости валка. Охрана труда и техника безопасности.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.10.2014Специальность "Технологии машиностроения" как одна из ведущих и перспективных в соответственной отрасли. Основные задания данной дисциплины. Проектирование конструкторской и создание технологической документации. Основные способы получения заготовок.
презентация [684,1 K], добавлен 26.12.2011Состав и принцип работы механизированных ковочных комплексов. Осадно-поворотные и подъемно-поворотные столы. Устройства для раскатки полых заготовок. Приспособления для быстрого крепления бойков. Оборудование для удаления окалины со стола пресса.
контрольная работа [532,3 K], добавлен 16.07.2015Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. Обоснование метода достижения точности замыкающего звена при сборке изделия. Расчет режимов сборочных операций и их нормирование. Выбор заготовки с экономическим обоснованием.
методичка [1,9 M], добавлен 06.03.2010Разработка конструкции и технологии изготовления ночного прицела, соответствующего сложившимся на современном рынке высоким техническим требованиям. Механическая обработка корпусных деталей оптических приборов. Проектирование технологической оснастки.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 09.12.2016Определение типа производства для изготовления штампа совмещенного действия. Выбор заготовок деталей штампа. Разработка маршрутной технологии изготовления детали. Выбор оборудования для обработки. Расчет и назначение режимов резания для обработки детали.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 22.06.2012Разработка состава фрикционного термоустойчивого материала для изготовления тормозных накладок, выбор матрицы и характеристика амидных связывающих. Проектирование технологии получения термоустойчивого фрикционного ПМ, прессования фрикционных накладок.
дипломная работа [223,3 K], добавлен 27.11.2009Общие подходы к созданию гибких производственных систем. История развития, основные преимущества, структура и составные части гибких производственных систем. Система обеспечения функционирования и управления. Оборудование для изготовления заготовок.
реферат [465,7 K], добавлен 30.03.2013Анализ достоинств и недостатков уплотненной токопроводящей жилы. Расчет конструктивного расхода материала, выбор оборудования и технологической цепочки изготовления провода на ЗАО "Атлант". Нормы выработки и трудоемкость изготовления монтажного провода.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 15.06.2012- Совершенствование метрологического обеспечения измерений в турбокомпрессорном цехе Узюм-Юганской ГКС
Общая характеристика предприятия и его метрологического обеспечения. Основные задачи метрологической экспертизы. Технологический процесс перекачки природного газа. Метрологическая экспертиза технологической документации. Обоснование точности измерений.
дипломная работа [217,1 K], добавлен 01.05.2011 Характеристика стали 60С2А, химический состав и механические свойства. Структурные превращения в стали при термической обработке. Выбор оборудования для обработки детали. Разработка технологии термообработки и маршрутной технологии изготовления пружины.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.12.2014
