Совершенствование технологии изготовления высоконагруженных резьбовых соединений атомных энергоустановок типа БН-800, БН-1200

• Автор: Котов, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Анализ конструктивных особенностей крупных резьбовых
соединений реакторных установок БН-800, БН-1
1.2 Анализ особенностей технологии изготовления деталей
резьбовых соединений АЭУ
1.3 Особенности сборки крупных резьбовых соединений
теплообменных аппаратов
1.4 Состояние поверхностного слоя и эксплуатационные свойства
резьбовых деталей
1.5 Цели и задачи исследований
глава 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методика исследований эффективности инструментальных
материалов, износостойких покрытий и СОТС
2.2 Методика исследований качества поверхностного слоя
2.3 Методика исследований эффективности смазок и покрытий при
сборке и разборке резьбовых соединений
2.4 Выводы
глава э ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
3.1 Разработка методики определения остаточных напряжений в
поверхностном слое впадин резьбы
3.2 Результаты исследования остаточных напряжений
3.3 Исследование микротвердости и шероховатости резьбовых
поверхностей
3.4 Выводы
глава4 ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СМАЗОЧНООХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
Выводы

глава 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ
5.1 Влияние величины зазора в резьбовых соединениях
5.2 Влияние смазок и покрытий на качество сборки-разборки
резьбовых соединений
5.2.1 Испытания смазок при температуре 350°С
5.2.2 Испытания смазок при температуре 450”С
5.2.3 Испытания покрытий при температуре 350°С
5.2.4 Испытания покрытий при температуре 450”С
5.3 Разработка и испытания специальных средств механизации для обеспечения бездефектной сборки-разборки резьбовых
соединений
5.4 Выводы
глава 6 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЭУ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Расчет экономической эффективности

ВВЕДЕНИЕ
В современных мощных энергетических установках широко применяются крупные высоконагруженные резьбовые соединения.
Качество изготовления и сборки таких соединений во многом определяет надежность и ресурс работы энергоагрегатов. Недооценка проблем обеспечения качества изготовления и контроля резьбовых соединений, как показывает авария на Саяно-Шушенской ГЭС, может привести к катастрофическим последствиям.
Применительно к объектам атомной энергетики проблема обеспечения высокого качества резьбовых соединений, которое определяется главным образом точностью изготовления деталей, качеством их поверхностного слоя и сборки, является весьма актуальной.
Резьбовые соединения АЭС подвергаются высоким статическим и циклическим нагрузкам, радиационному облучению, воздействию температур, коррозионной среды. Особенностью крупных резьбовых соединений АЭУ является большая длина резьбовых поверхностей, высокие требования к точности изготовления и качеству поверхностного слоя. Технологические процессы обработки деталей резьбовых соединений с применением различного металлорежущего оборудования и инструмента оказывают существенное влияние на точность, качество поверхностного слоя, производительность обработки.
В данной работе рассмотрены конструктивные особенности крупных высоконагруженных резьбовых соединений атомных энергетических установок, проанализированы и исследованы технологические процессы их изготовления.
Разработаны методики и исследовано влияние технологии и режимов обработки на качество поверхностного слоя деталей резьбовых соединений, включая остаточные напряжения, деформационное упрочнение, шероховатость поверхности.
Исследовано влияние смазок и покрытий на величину крутящего момента при сборке-разборке резьбовых соединений, влияние величины зазора и рабочих температур на склонность к «схватыванию» резьбовых поверхностей.
Разработаны рекомендации по повышению производительности, точности и качества сборки крупных высоконагруженных резьбовых соединений атомных энергетических установок.
Результаты работы используются на ОАО «ЗиО-Подольск» с годовым экономическим эффектом более 13 млн. руб.
Рисунок 2.14 - Установка Димет-
Сжатый воздух
Рисунок 2.15 - Схема нанесения газодинамического покрытия
В качестве порошковых материалов используются порошки металлов, сплавов или их механические смеси с керамическими порошками. Формирование металлических покрытий проводится газодинамическим методом, т.е. закрепление твердых металлических частиц, обладающих большой кинетической энергией, на поверхность подложки осуществляется в процессе высокоскоростного удара.
Для определения рационального состава высокотемпературной смазки были проведены испытания следующих смазок:
ЫАТОЫР-
Смазка предназначена для высоконагруженных узлов трения качения и скольжения при температуре от -40 до + 450°С. Имеет высокие противозадирные и противоизносные свойства (состав не раскрывается).