Лазерный мир

Nuclear AMRC работал со специалистом по теплообменникам Thornhill Group, чтобы продемонстрировать новый метод сварки для небольших сборок труба-трубная доска, который может сократить время цикла вдвое.

Проект предусматривал использование мощной дисковой сварочной ячейки Nuclear AMRC (Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre, Ядерный Центр Разработки Перспективного Оборудования), чаще используемой на крупных деталях диаметром до трех метров. Использование лазера для трубок диаметром всего 8 мм создало многочисленные проблемы для инженеров центра, которые успешно продемонстрировали, что сварочные аппараты большой мощности можно использовать для ядерных компонентов любых размеров.

Thornhill Group является единственным в Великобритании поставщиком полного цикла услуг теплообменников, охватывающих проектирование, разработку и изготовление, монтаж, ремонт и обслуживание клиентов в электроэнергетике, нефтегазовой, химической и других отраслях с высокими требованиями. Thornhill со штаб-квартирой в Йоркшире насчитывает около 150 человек на трех своих площадках.

Один из клиентов Thornhill в ядерном секторе пытался внедрить соединение труба-трубная доска в ограниченном пространстве и попросил компанию изучить, как это можно спроектировать и изготовить. Чтобы дополнить свой собственный опыт в разработке и изготовлении теплообменников, команда Thornhill обратилась к Nuclear AMRC с просьбой помочь определить осуществимость проекта заказчика.

Исследование для Thornhill было одним из первых коммерческих проектов для ячейки для лазерной сварки дискового лазера Nuclear AMRC, которая была введена в эксплуатацию в начале 2018 года. Эта ячейка была разработана для создания высокоскоростных методов сварки для больших сборок, таких как контейнеры для ядерных отходов объемом 3 м3, но также способна выполнять очень тонкие узкие сварные швы благодаря высокой плотности мощности лазерного луча и его высокой скорости перемещения с помощью робота, установленного на портале.

«Теплообменник Thornhill был намного меньше, чем узлы, с которыми мы обычно работаем, и прямо на пределе возможностей, с которыми может справиться наш робот и сварочная головка», — говорит д-р Уилл Киффин, глава сварочной команды Nuclear AMRC. «Размер и инерционная масса робота означали, что программирование его для выполнения точного кольцевого сварного шва диаметром всего 8 мм было чрезвычайно сложным, особенно потому, что это было новое оборудование, и команда все еще выясняла, что он действительно мог сделать».

Сварочная головка должна была быть адаптирована для данной работы, с большим газовым соплом и экраном, удаленным в пользу отдельного сопла для газового экранирования, а мощность лазера была снижена до 2 кВт с максимальных 16 кВт. Обеспечение высокого качества сварного шва означало учет множества факторов, от угла и положения сварочной головки до уменьшения потока газа, чтобы избежать турбулентности в расплавленном металле.

Первоначальные испытания показали, что небольшие сварные швы между трубами могут быть успешно завершены, причем сварка занимает чуть более одной секунды для каждого соединения. Если учесть время движения, полная трубная решетка может быть сварена за считанные минуты.

Проект доказал, что роботизированная лазерная сварочная ячейка может успешно соединять небольшие сборки труба-трубная доска, и конструкция заказчика может быть изготовлена в соответствии с выставленными требованиями.

Thornhill представила заказчику полное предложение по производству, уверенное в том, что оно было практически опробовано и испытано.

«Несмотря на то, что наш опыт проектирования и производства теплообменников был сформирован на протяжении многих лет в атомной промышленности и других отраслях промышленности, этот проект сопряжен с уникальными проблемами», — говорит Шон Мерфи, директор по развитию бизнеса Thornhill. «Получение независимых, авторитетных данных от Ядерного AMRC, одного из ведущих мировых исследовательских органов в ядерной области, о его целесообразности было неоценимым для представления нашего решения заказчику».

Веб-сайт: namrc.co.uk/

Источник: https://www.ailu.org.uk/laser_technology/news/2019-05-27/nuclearamrc_270519.html