Огонь, вода и медные трубы: оребрённая труба подтверждает свои характеристики, качество и надёжность

Огонь, вода и медные трубы: оребрённая труба подтверждает свои характеристики, качество и надёжность
Фото: пресс-служба ИЭМЗ «Купол»
09.09.2021
«Купол» готовится к началу серийного производства нового для предприятия продукта.

Завершён этап освоения стана оребрения труб методом высокочастотной сварки, который был установлен на седьмой площадке ИЭМЗ весной этого года. Укомплектован персоналом участок № 5 механосборочного цеха, отвечающий за производство оребрённой трубы. Обучены специалисты. Благодаря характеристикам оборудования, квалификации и уже наработанному опыту персонала участок сегодня обеспечивает стабильные характеристики продукции. Она является качественной и полностью соответствует требованиям стандартов, техусловий и конструкторской документации разработчика – это подтверждают результаты испытаний пробных партий оребрённой трубы, проведённых специалистами управления главного технолога ИЭМЗ «Купол», и соответствующие протоколы, подготовленные специалистами центральной заводской лаборатории.

Специально под производство оребрённой трубы в ЦЗЛ с нуля и в самые короткие сроки разработали и освоили методику испытаний этих изделий. За основу взяли лучший зарубежный опыт испытаний оребрённой трубы и полностью повторили методы иностранных коллег с помощью высокоточного современного оборудования, которым укомплектована наша лаборатория. Необходимые параметры контроля были заложены в требованиях контракта на установку спирального оребрения, поэтому времени на отработку методик испытаний было мало. Об основных методах испытаний оребрённой трубы, подтверждающих качество и надёжность этой продукции завода «Купол», расскажем в нашем материале. 

Как оребрённая труба подтверждает свои характеристики, качество и надёжность?

Напомним, что оребрённая труба – это принципиально новая для ИЭМЗ «Купол» продукция. Конструктивно она состоит из основы, трубы из нержавеющей стали, и навитой на неё токопроводящей ленты из нержавеющей стали, меди или других материалов. Соединение ленты с трубой происходит методом высокочастотной сварки.

Оребрённая труба – «полезная нагрузка» теплообменной аппаратуры. Она может изготавливаться и применяться в интересах десятка различных отраслей. «Купол» планирует использовать оребрённую трубу собственного производства в качестве комплектующего изделия в составе рециркуляционых охлаждающих установок для АЭС и потому уделяет особое внимание качеству этого продукта, методикам его обеспечения и подтверждения. 


Пробоподготовка


Испытания оребрённой трубы в центральной заводской лаборатории начинаются с участка пробоподготовки. Именно сюда поступают исходные материалы (труба и лента) для входного контроля и образцы готовой оребрённой трубы с производства – по три единицы из каждой выпущенной партии. Из них вырезают образцы для испытаний. И здесь есть свои особенности: для каждого вида испытаний требуется изготовить образцы определённого вида и размеров. Образец для испытаний на отрыв ленты от трубы должен быть ровно 10х10 мм, поскольку по техусловиям усилие на отрыв считается в килограммах на квадратный сантиметр. А образец для металлографии выравнивается и шлифуется буквально до зеркальной гладкости, поэтому на профессиональном сленге он называется «шлиф». Подготовленные образцы поступают в руки металловедов – в физико-механическую и химико-аналитическую лаборатории в составе ЦЗЛ.
 

На разрыв

 
Испытания оребрённой трубы в центральной заводской лабораторииВ машинном зале физико-механических испытаний с образцом обходятся сурово. Он устанавливается в разрывную машину, которая отрывает от трубы приваренную к ней ленту с усилием не менее 115 кг на 1 квадратный сантиметр для нержавеющих сталей. Испытание происходит на одной из разрывных машин с нагрузкой до 10 тонн. И наша труба чувствует мощь разрывной машины сполна. «Нагрузка, которую даёт машина, пишется программой и отражается на графике. На мониторе компьютера мы можем увидеть пик нагрузки или момент разрыва образца. Сегодня в рамках испытаний образец трубы с медным оребрением выдержал нагрузку в 457 кг. Это очень хороший показатель», – рассказала оператор разрывной машины Сания Обухова. 
 

Металлография


На участок металлографических исследований поступают отшлифованные до зеркального блеска образцы трубы. Дополнительная обработка требуется для того, чтобы изучать образцы при многократном увеличении, иначе специалисты увидят только рваные края и заусенцы металла. Первый этап контроля – визуальный, с помощью микроскопа с 60-кратным увеличением. Он позволяет увидеть проплавление или его отсутствие на каждом из пяти рёбер «шлифа». Чтобы оценить качество сплавления ленты с трубой, в работу вступает инженер металловед, вооружённый металлографическим микроскопом и специальными программными продуктами. Этот микроскоп позволяет использовать принцип отражения света от рассматриваемой поверхности металла и чётко видеть микроскопические непроплавленные участки, если такие есть. По требованиям ТУ, проплавление на каждом из рёбер должно быть не менее 70 % (для нержавеющих сталей). Специалист рассчитывает величину сплавления по формуле, заложенной в требованиях ТУ.

Рассказывает инженер-металлограф Олеся Пестова:

Олеся Пестова
инженер-металлограф

- Это очень важный параметр, ведь контакт ленты с трубой – это не просто фактор физической прочности, но и обеспечение функциональных характеристик изделия. Нет контакта – нет и теплообмена, и наоборот. Сегодня на образцах мы видим хороший уровень сплавления, порядка 90 %.


Разбор по составу


Оребренная труба - новый вид продукции ИЭМЗ «Купол»В химико-аналитической лаборатории находится установка атомно-эмиссионного спектрального анализа, которая позволяет определить точный химический состав материалов – стали и сплавов, из которых изготавливается оребрённая труба.

Для этого на образец воздействуют сильным дуговым разрядом. Атомы химических элементов, входящих в состав стали, переходят в возбуждённое состояние – возникает излучение, которое регистрирует прибор. На мониторе отражается спектр исследуемых материалов, по интенсивности которого определяется концентрация элемента в сталях.

Контролю в сталях подлежат такие элементы, как хром, никель, марганец, кремний, фосфор, молибден, ванадий и вольфрам, которые являются как основными элементами, определяющими марку материала, так и примесями, остаточное содержание которых необходимо контролировать.

 

Стойкость к коррозии


Оребрённой трубе предстоит работать в составе оборудования для АЭС, которое производит «Купол». Это оборудование охлаждает реакторы атомных станций, работает в жёстких условиях и подлежит периодической обработке дезактивационными растворами. Значит, оно должно быть стойким к внешнему агрессивному воздействию. В соответствии с требованиями ТУ была проведена обработка образцов трубы дезактивирующими растворами. Оребрённая труба из нержавеющей стали испытание выдержала. Одно из испытаний для нержавеющей оребрённой трубы – это стойкость к межкристаллитной коррозии. Это особый вид местного разрушения нержавеющей стали по границам зёрен металла под влиянием агрессивных провоцирующих факторов.

Комментирует инженер-технолог химико-аналитической лаборатории Анна Тиунова:
Анна Тиунова
инженер-технолог

-  Образцы оребрённой трубы из каждой партии подвергают воздействию провоцирующих факторов: «шлиф» – образец оребрённой трубы с пятью ребрами – на 8 часов погружается в агрессивную среду, на слой медной стружки в растворе сернокислой меди и серной кислоты, и подвергается кипячению. Затем образец промывается, и его передают металловедам для детального изучения с помощью металлографического микроскопа. В идеале после испытаний он должен остаться в неизменном виде, без микроскопических трещин по границам зёрен.



Итоги подводит начальник центральной заводской лаборатории Елена Ощепкова:

Елена Ощепкова
начальник ЦЗЛ

– Освоение производства оребрённой трубы вновь показало, что подразделения «Купола» – это единый организм. Здесь развитие одного направления влечёт за собой рост и качественные улучшения во многих других. Так, под производство оребрённой трубы нам пришлось оперативно осваивать испытания новых, очень сложных образцов. Это было непросто, но в итоге стало отличным опытом. Досконально изучив требования и методики поставщика оборудования для производства оребрённой трубы, крупной компании с мировым именем, мы пришли к выводу, что центральная заводская лаборатория ничуть не уступает зарубежным коллегам по оснащению и квалификации персонала. В нашем распоряжении качественное, высокоточное оборудование для пробоподготовки и испытаний, а также широкий спектр уже отработанных методик исследования образцов.

Нюансы методики испытаний оребрённой трубы рождались в обсуждениях и даже дискуссиях, в которых принимали участие множество специалистов – производственников, конструкторов, технологов, представителей управления контроля качества. Мы взаимодействовали с начальником механосборочного цеха Вадимом Геннадьевичем Карповым, его заместителем по седьмой площадке Андреем Владиславовичем Шиляевым, конструкторами Александром Ивановичем Козиным и Дмитрием Вячеславовичем Пестовым, технологом Николаем Июдиным и Денисом Кунгурцевым, начальником бюро. И уверены, что наши результаты испытаний вносят свою лепту в становление нового производства. Базируясь на результатах анализа, производственники делают выводы и учатся выходить на оптимальные технологические режимы, добиваясь с каждой новой партией лучших результатов. В итоге сегодня мы получаем с производства продукцию со стабильно высокими параметрами, а ещё эта оребрённая труба просто очень красива.

Получается, что, освоив испытания на новый, специфический вид продукции, центральная заводская лаборатория также прошла своего рода испытания на прочность и квалификацию и успешно выдержала их. Наш коллектив уверен в своих силах и готов идти в ногу с заводом, осваивая новые рубежи.




Возврат к списку