Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Методы контроля и диагностика в машиностроении

Диссертационная работа:

Гранкин Александр Константинович. Разработка систем контроля технологического процесса сварочного комплекса : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.11, 05.03.06 : Москва, 2004 231 c. РГБ ОД, 61:04-5/2384

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Перечень сокращений, использованных в работе 5

Введение 6

ГЛАВА 1. Анализ условий работы высокоответственных стыковых соединений толстостенных труб, выявление причин их отказов и возможность восстановительного ремонта 10

1.1. Особенности изготовления, работы и ремонтного обслуживания ответственных трубопроводов на АЭС 10

1.2. Анализ методов контроля для выявления дефектов в элементах АЭС 17

1.2.1. Основные методы диагностического контроля оборудования, используемые при работе АЭС 19

1.2.1.1. Виброакустический метод контроля 19

1.2.1.2. Метод эмиссии волн напряжения - акустической эмиссии 20

1.2.1.3. Телевизионный эксплуатационный контроль за работой оборудования 21

1.2.2. Периодический контроль за состоянием металла оборудования, трубопроводов АЭС 23

1.2.3. Основные методы неразрушающего периодического контроля за состоянием металла оборудования и трубопроводов 25

1.2.3.1. Внешний осмотр и измерения 26

1.2.3.2. Капиллярные методы 27

1.2.3.3. Ультразвуковой метод контроля (УЗК) 28

1.2.3.4. Радиографический метод контроля 30

1.3. Существующие методы ремонта дефектных мест трубопроводов 32

1.4. Особенности технологических процессов, используемых при изготовлении, монтаже и ремонте высокоответственных сварных соединений трубопроводов 39

1.4.1. Общие положения по сварке нержавеющих сталей 40

1.4.2. Изготовление сварных соединений труб для АЭС 41

1.4.3. Заводская и монтажная технология сварки трубопроводов 0325x16 мм изстали08Х18Н10Т 43

1.4.4. Существующая ремонтная технология сварки трубопроводов 0325х16ммизсталиО8Х18Н1ОТ 48

1.5. Анализ требований к оборудованию, предназначенному для ремонта опускных трубопроводов 50

1.5.1. Обзор отечественных и зарубежных сварочных автоматов для сварки неповоротных стыков труб 54

1.6. Основные результаты и выводы по главе 1 61

ГЛАВА 2. Разработка и обоснование технологических параметров сварочного процесса, обеспечивающего получение качественного стыка опускных трубопроводов 64

2.1. Причины возникновения межкристаллитного коррозионного растрескивания в околошовной зоне сварных соединений трубопроводов 64

2.1.1. Методика металлографического исследования характера дефекта сварных соединений 65

2.1.2. Результаты исследования характера дефекта сварных соединений 66

2.1.3. Факторы, влияющие на МКРН сварных швов 71

2.1.4. Влияние остаточных напряжений на МКРН 72

2.1.5. Влияние содержания кислорода в теплоносителе на МКРН 73

2.1.6. Влияние сенсибилизации стали на МКРН 73

2.2. Разработка расчетного метода, модели и программы для анализа тепловых процессов при сварке трубопроводов 76

2.2.1. Разработка основных положений расчетного метода тепловых процессов применительно к многопроходной сварке неповоротных стыков трубопроводов 76

2.2.2. Расчетная модель для анализа тепловых процессов при сварке трубопроводов 79

2.3. Численные исследования термических циклов и температурных полей при сварке опускных трубопроводов 90

2.4. Отработка технологических режимов сварки на натурных образцах с получением качественного сварного стыка 101

2.4.1. Выполнение экспериментальных сварных соединений труб 0325x16 мм '.. 109

2.4.2. Сравнительные результаты контроля качества образцов, выполненных ручной и автоматической сваркой 113

2.4.3. Металлографические исследования экспериментальных сварных соединений 115

2.4. Основные результаты и выводы по главе 2 121

ГЛАВА 3. Разработка элементов конструкции сварочного автомата, обеспечивающего необходимые режимы 124

3.1. Требования и конструктивные особенности автомата, обеспечивающие выполнение условий технологического процесса 125

3.1.1. Параметры, контролируемые в процессе сварки 126

3.1.2. Требования к компоновке и изготовлению узлов сварочного комплекса 128

3.2. Конструктивные особенности исполнительных механизмов сварочной головки 136

3.2.1. Малогабаритные планетарные редуктора 136

3.2.2. Исполнительные механизмы, обеспечивающие поддержание контролируемых параметров сварки 145

3.2.2.1. Исполнительный механизм перемещения сварочной головки 145

3.2.2.2. Исполнительный механизм подачи присадочной проволоки 147

3.2.2.3. Исполнительный механизм радиального перемещения 152

3.2.2.4. Исполнительный механизм поперечных колебаний электрода 153

3.2.2.5. Сварочная горелка 156

3.3. Источник питания сварочного комплекса СА673 165

3.4. Основные результаты и выводы по главе 3 171

ГЛАВА 4. Компоновка автомата для сварки орбитальных стыков труб с дистанционным управлением и оперативной системой контроля 173

4.1. Системы дистанционного программного управления в сварочных автоматах и обоснование необходимости их применения 173

4.2. Датчики, используемые для контроля различных параметров при дуговой сварке 178

4.3. Контроль и корректировка параметров сварки с помощью автоматической системы управления 183

4.4. Аппаратура управления и контроля основных параметров сварки 198

4.5. Компоновка телевизионной системы на сварочной головке и осуществление визуального контроля 203

4.6. Система оперативного контроля и регистрации параметров процесса сварки 211

4.7. Некоторые положения системы человек-оператор, примененной в модели дистанционного управления сварочным автоматом 216

4.8. Основные результаты и выводы по главе 4 219

Общие выводы и результаты по работе 221

Список литературы 224 

Введение к работе:

Развитию атомной промышленности в нашей стране всегда уделялось большое внимание. Это было обусловлено необходимостью обеспечения обороны страны и большим спросом достижений атомной науки и техники в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, геологии, для контроля загрязнения атмосферы и др.

Отечественная ядерная техника достигла крупных успехов в создании атомных реакторов различного назначения.

К началу нового тысячелетия доля ядерной энергетики в производстве электроэнергии в Российской Федерации составила 14 %, а атомные электростанции (АЭС) имеют 30 действующих реакторов различной мощности. В настоящее время успешно эксплуатируются атомные энергетические корпусные реакторы с водяным теплоносителем ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и бескорпусные канального типа РБМК-1000.

Реакторы типа ВВЭР используются в нашей стране на АЭС с 1964 года. В настоящее время они эксплуатируются на Нововоронежской, Кольской, Балаковской, Ростовской и Калининской АЭС.

Применительно к энергетическим установкам бескорпусные канального типа использованы на первой в мире АЭС в г. Обнинске (1954 г.), Сибирской АЭС (1958 г.), Белоярской АЭС (1964 г.), на мощных АЭС нового поколения: Ленинградской АЭС (1973 г.), Курской и Смоленской АЭС (1975 г.).

Дальнейшее развитие ядерной энергетики, ее перспективы связывают со строительством реакторов на быстрых нейтронах типа БН-350.

Другим важным направлением создания ядерных энергетических установок является применением их на судах морского флота. Использование этих установок дает возможность при длительной автономии иметь неограниченный район плавания. Особенно эти качества важны для ледоколов, ко торые, не пополняя топлива, могут работать всю навигацию. Начиная с 1959 г. эксплуатируется первый в мире атомный ледокол «Ленин», с 1975 г. - ледокол «Арктика», с 1977 г. - ледокол «Сибирь», с 1980 г. - ледокол «Россия».

Ядерные энергетические установки широко используются в военно-морском флоте высокоразвитых стран для надводного и подводного флота. На ближайшее будущее в России запланировано строительство новых поколений судовых атомных двигателей для гражданского и военно-морского флотов.

Перспективными планами и программами до 2020 года основная ставка по развитию энергетического потенциала страны делается на атомные электростанции. Намечено строительство 34 энергоблоков на действующих АЭС и вновь построенных: Башкирская АЭС - 2 блока, Приморская АЭС - 2 блока, Архангельская АТЭЦ - один блок, Хабаровская АТЭЦ - один блок.

В эти же сроки будут реконструироваться и ремонтироваться - 24 блока.

Известно, что к объектам атомной техники предъявляются самые высокие требования по качеству их изготовления с целью обеспечения жестких требований ядерной безопасности.

Создание и обслуживание ядерной промышленности - сложный трудоемкий процесс, требующий ответственного совместного труда многих специалистов высокой квалификации. Интенсивное развитие ядерной техники обеспечивалось успехами в обрабатывающей промышленностиии, строительно-монтажном производстве, сварке и др. С помощью сварки были решены принципиальные проблемы в области энергетического реакторострое-ния и ядерной техники в целом. Такая возможность появилась в результате разработки новых способов сварки, создании новых металлов и сплавов, включая сварочные материалы, а также создания принципиально нового сварочного оборудования и технологических процессов.

Значительный объем сварочных работ на всех объектах приходится на монтаж и сварку трубопроводных коммуникаций - к ним относятся трубопроводы контуров ядерных установок и реакторов, технологические трубопроводы, магистральные трубопроводы, сантехнические и другого назначения.

Трубопроводные коммуникации и конструкции являются сложными и ответственными инженерными сооружениями. Их протяженность исчисляется тысячами метров. Так, например, только на одном реакторе типа РБМК насчитывается до 250 тыс., а ВВЭР до 100 тыс. сварных стыков труб.

Техническая политика интенсивной индустриализации монтажного производства и поточного строительства позволила на передовых предприятиях довести уровень автоматизации сварки и предмотажного изготовления трубопроводов до 60-65 %. В большинстве случаев сварка ведется непосредственно при монтаже с выполнением стыков труб в неповоротном положении. При этом уровень механизации сварочных работ достигает 35 %.

В настоящее время наметился повышенный спрос на автоматизированную сварку и наплавку для ремонта ответственных конструкций в атомной энергетике, на железнодорожном транспорте, в химическом машиностроении и других отраслях промышленности. Это объясняется тем, что построенные в семидесятых- восьмидесятых годах объекты машиностроения исчерпывают свой ресурс и требуют замены, но из-за недостаточного финансирования их полная замена на новые не представляется возможным, и возникла потребность в их капитальном восстановлении и продлении срока эксплуатации не в ущерб их работоспособности и надежности.

Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации ответственных объектов, таких как атомная электрическая станция, требуется выполнение специальных мероприятий, направленных на профилактику, раннее обнаружение дефектов в работе оборудования и своевременное их устранение с минимальными затратами. Серьезные аварии и повреждения на оборудовании и ответственных трубопроводах влекут за собой не только значительные потери времени, средств и материальных ресурсов на восстановление их работоспособности, но и вызывают большие трудности в организации аварийных ремонтных работ из-за наличия высоких полей излучения и ограниченного доступа к ремонтируемому оборудованию. Поэтому основным способом ре-монтно-восстановительных работ признано проведение профилактики трубопроводов, особенно сварных стыков по выявлению в них эксплуатационных дефектов типа трещин с последующей заменой участка трубопровода механической вырезкой и сваркой встык вставки.

Основным направлением выполнения ремонтно-восстановительных сварочных работ в специфических условиях АЭС является применение автоматизированного сварочного оборудования, реализующего получение качественных сварных швов на основе технологических процессов с минимальным тепловложением, повышенной информативностью и устойчивостью систем дистанционной настройки, управления и контроля, а также систем адаптации.

Автор благодарит сотрудников НИКИМТа, которые помогали ему в разработке сварочного комплекса СА673 и специалистов Смоленской и Курской АЭС за высказанные деловые замечания и предложения, позволившие улучшить конструкцию, повысить надежность и расширить технологические возможности разработанного оборудования.

Особую благодарность автор выражает Рощину Владиславу Васильевичу за помощь в решении сложных вопросов технологии сварки и Хаванову Владимиру Александровичу за помощь в организации работы и вопросах информации о современных тенденциях развития сварочной науки.

Подобные работы
Горделий Виталий Иванович
Разработка автоматизированных систем неразрушающего контроля рельсов с применением электромагнитно-акустических преобразователей
Валиев Масхут Маликович
Математическое моделирование электромагнитных систем контроля качества ферромагнитных изделий
Щербаков Андрей Алексеевич
Исследование и унификация методов и средств проверки рабочих характеристик ультразвуковых дефектоскопов в процессе контроля изделий
Мартьянова Ирина Александровна
Совершенствование методов контроля тепловых процессов и напряженного состояния при изготовлении цельнокатаных колес на основе сочетания инструментальных методов и компьютерного моделирования
Сысолятина Ирина Петровна
Контроль качества электроизоляционных покрытий, текстуры и величины зерен в процессе производства анизотропной электротехнической стали
Строганов Виктор Юрьевич
Комплексная автоматизация и моделирование адаптивных процессов тестового контроля и обучения в системе аттестации и подготовки кадров предприятий промышленности и транспортного комплекса
Челноков Андрей Викторович
Разработка методов и средств неразрушающего контроля комплекса характеристик качества многослойных изделий в процессе их производства
Чумакова Екатерина Витальевна
Моделирование вычислительного процесса в системах навигации летательного аппарата, разработка алгоритмов и комплексов программ для его реализации на программируемых логических интегральных схемах
Камалдинов Алексей Варисович
Разработка моделей и комплекса программ обеспечения системы компьютерного вейвлет-мониторинга процесса непрерывного смесеприготовления
Голов Павел Валерьевич
Разработка методического и алгоритмического комплекса исследования электромеханических переходных процессов в регулируемых электроэнергетических системах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net