Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2005

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Перспективные приложения ядерных технологий»

Все доклады секции


Технология поточного отжига в инертной атмосфере – новое направление в термической обработке труб

Толоконников Р.В.

ОАО «Машиностроительный завод», г. Электросталь

Качество твэлов во многом определяется микроструктурой и качеством поверхности оболочек, изготовляемых из особоточных труб. Требуемые свойства достигаются термической обработкой в процессе изготовления, а именно рекристаллизационным отжигом, заключающемся в нагреве материала труб с последующим охлаждением. Кроме того технология термической обработки должна обеспечивать высокую производительность и стабильность результатов отжига.

В ОАО МСЗ разработана новая технология поточной термообработки труб в герметичном технологическом канале с инертной атмосферой, реализуемая на специализированных установках. В отличие от широко применяемых в производстве труб из аустенитной стали и жаропрочных сплавов технологий отжига в вакууме и восстановительной атмосфере, новая технология обеспечивает:

·         равномерность нагрева и охлаждения в поперечном сечении;

·         отсутствие насыщения материала труб восстановительными компонентами защитной атмосферы;

·         безшлюзовую загрузку и выгрузку труб;

·         возможность автоматизации.

Линия отжига образуется транспортными блоками, между которыми размещаются блоки нагрева и водоохлаждаемые теплообменники. Все блоки герметично соединяются в технологический канал. Длина технологического канала превышает длину обрабатываемых труб. На входе и выходе канала устанавливаются уплотнения наружной поверхности труб и заслонки.

Для нагрева могут использоваться оптические печи с галогеновыми лампами и электропечи сопротивления с осесимметричными нагревателями.

В ходе термообработки трубы поточно (друг за другом) перемещаются через зоны нагрева и охлаждения с постоянной скоростью без вращения в среде особо чистого аргона, который постоянно подается в канал с небольшим расходом, создавая избыточное давление.

Зона нагрева обеспечивает нагрев трубы с постоянной мощностью до температуры нагрева, определяемой температурой рекристаллизации зерен до требуемых размеров для каждой конкретной марки материала и степени предшествующей деформации. Охлаждение трубы производится в теплообменниках зоны охлаждения до температуры начала появления видимой окисной пленки на воздухе.

При разработке технологии были решены проблемы, связанные с обеспечением требуемых параметров газа в технологическом канале, с режимами нагрева/охлаждения, с транспортировкой длинномерных труб через зоны нагрева/охлаждения без повреждения поверхности.

Перспективы применения технологии в трубном производстве:

·         возможность создания компактных установок, работающих в одной линии со станом холодной прокатки;

·         снижение энергозатрат и повышение экономичности обработки труб и прутков из материалов, требующих высоких температур обработки и чувствительных к окислению (Nb, Mb и др.).