Чепецкий механический завод отгрузил партию циркониевых шестигранных труб для универсального атомного ледокола нового поколения «Арктика».

Энергия для Крайнего Севера

История создания уникальной технологии производства бесшовных холоднодеформированных шестигранных тонкостенных труб (чехлов) берёт начало в 2007 году. Тогда перед Топливной компанией Росатома ТВЭЛ была поставлена задача постановки на производство циркониевых комплектующих для изготовления двух водо-водяных реакторных установок КЛТ-40С (разработаны АО «ОКБМ Африкантов»), предназначенных плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) и способных вырабатывать до 70 МВт электроэнергии. Технологию производства циркониевых чехлов разработали специалисты АО ЧМЗ совместно с АО «ВНИИНМ». Задача постановки на производство оказалась не из лёгких, однако ЧМЗ успешно справился с ней, и сейчас первая в мире плавучая атомная электростанция «Академик Ломоносов» уже проходит комплексные испытания на соответствие заявленным при проектировании параметрам. ПАТЭС, разработанную специально для обеспечения энергией удалённых, труднодоступных и экстремальных районов Крайнего Севера, планируют ввести в эксплуатацию в 2019 году.

В сердце «Арктики»

В 2015 году на ЧМЗ поступил заказ на изготовление циркониевых шестигранных чехлов ещё для одного прорывного российского проекта - самого мощного в мире атомного ледокола, способного решать задачу круглогодичной проводки караванов судов к населенным пунктам, горнорудным предприятиям и морским портам Арктики. Мощнейший ледокол будет оснащён усовершенствованной двухреакторной установкой «РИТМ-200», для которой в июле Чепецкий механический завод отгрузил очередную партию чехлов тепловыделяющих сборок. Трубы, отгруженные ЧМЗ, пройдут комплектацию ТВС в ПАО «Машиностроительный завод». Затем топливо будет загружено в реакторную установку «РИТМ», разработанную АО «ОКБМ Африкантов», с реакторами тепловой мощностью 175 МВт каждый. Она и станет сердцем мощнейшего в мире атомного ледокола «Арктика».

Филигранная работа

Чехол для тепловыделяющей сборки представляет собой холоднодеформированную бесшовную тонкостенную шестигранную трубу из сплава циркония. Внутренний размер «под ключ» составляет порядка 95 мм. Работа с циркониевой трубой требует ювелирной работы, поскольку толщина её стенки составляет всего около 1,6 мм. Но специалистов ЧМЗ это не пугает.

- Шестигранные трубы для реакторной установки являются изделиями ответственного назначения с жёсткими требованиями по качеству. Высокая чистота поверхности, повышенная точность размеров профиля и граней – определяющие факторы при выборе ключевых операций изготовления, – отмечает один из разработчиков технологии, инженер-исследователь АО ЧМЗ Александр Зубков, принимающий непосредственное участие в процессе постановки чехлов на производство и выпуска готовых изделий. – Финишные технологические операции требуют филигранного исполнения, поскольку шестигранная труба - сложное в производстве и легко деформируемое тонкостенное изделие: таким образом, любое небрежное обращение с трубой может привести к недопустимым искажениям профиля.

Именно эти качества трубы легли в основу разработки специалистами ЧМЗ уникальных приспособлений, оснастки и технологических приёмов, позволяющих успешно справляться с различными искажениями трубы и производить чехлы, полностью соответствующие предъявленным требованиям со стороны заказчика.

 

Ответственность за результат

Шестигранная труба проходит достаточно длительный путь производства от заготовки до конечного изделия. Только лишь операций по прокату насчитывается пять в производственном цикле будущей трубы, а между ними – подготовительные работы по переналадке оборудования и промежуточные операции.  

- Чехол мы производим из специальной заготовки, которая в последующем проходит процесс выдавливания, механической обработки, многостадийную прокатку и формовку шестигранного профиля. – рассказывает начальник трубопрокатного отделения АО ЧМЗ Константин Тимося. – Но самой длительной процедурой является настройка прокатного стана. Это тончайшая и ответственная работа. Трубу в процессе прокатки центруем таким образом, чтобы ось вращения трубы совпадала с осью прокатки. Благодаря этому достигается минимальное отклонение от прямолинейности.

Во избежание искажений шестигранного профиля заключительная термообработка труб проводится в вакууме в вертикальном подвешенном состоянии. Приём, утверждают специалисты,  необходим для того, чтобы труба не деформировалась под собственным весом. Следующий этап работы - шабровка и шлифование поверхности. Это одна из заключительных финишных операций по обработке трубы. Без профессионализма работников здесь никак не обойтись.

- С шестигранными трубами я работаю уже около десяти лет и знаю все тонкости дела.  – отмечает Сергей Ившин, шлифовщик сухим способом АО ЧМЗ. -  Шабровка – это очень ответственная операция, на которой мы можем удалить возможные дефекты, возникающие при производстве. Поэтому все шесть плоскостей трубы её обязательно проходят.

Десять лет назад процесс шабровки происходил вручную. Сейчас операция механизирована. Коллеги отмечают, большая заслуга в совершенствовании технологии принадлежит Сергею, который сам подбирал инструменты и оборудование для качественной зачистки поверхности труб. Шлифовщик в свою очередь признаётся, к своей работе относится очень ответственно, чтобы отправлять заказчику продукт только с высокой маркой качества.

Производство холоднодеформированных тонкостенных шестигранных бесшовных труб – это ещё один наглядный пример того, как высокие компетенции Отраслевого центра металлургии ЧМЗ и его специалистов помогают решать самые трудные задачи и работать над уникальными проектами будущего.

Автор: Ольга Юферева.

© Chmze.ru. Все права защищены, 2018