Лазерный мир

Специалисты Томского политехнического университета разработали не имеющий аналогов в России роботизированный комплекс для контроля качества сварных швов на важных элементах термоядерного ректора ИТЭР. Система работает на основе вихретокового метода неразрушающего контроля. Заказчик этой системы — акционерное общество «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» (входит в структуру «Росатома»). Опытный образец системы передан заказчику, на его площадке уже успешно проведены пусконаладочные работы. Окончательный ввод системы в эксплуатацию запланирован на декабрь 2021 года.

Проект ИТЭР — это международный проект по строительству термоядерного реактора, который сейчас возводится во Франции. Он должен продемонстрировать на практике возможность выработки энергии с помощью управляемого термоядерного синтеза. Успешная реализация проекта позволит человечеству получить более экологичный и безопасный источник энергии, чем углеводороды и уран. Над строительством ИТЭР работают специалисты из России, Европейского Союза, США, Китая, Индии, Японии и Южной Кореи. Россия разрабатывает и поставляет высокотехнологичное оборудование для основных систем ИТЭР. Значительную часть оборудования создают специалисты АО «НИИЭФА».

Установка, которую разработали в Томском политехе, предназначена для проверки качества сварных швов из ферромагнитной и нержавеющей сталей на резистивных элементах коммутирующей аппаратуры электропитания и защиты сверхпроводящей магнитной системы реактора. У швов на этих деталях есть особенность — они очень тонкие, толщиной буквально в 1 мм.

«Нам нужна была система, позволяющая бесконтактным методом контролировать в автоматическом режиме глубину проплава не менее 1 мм в тонкостенных сварных швах сложной конфигурации. Специфика исследуемых деталей не позволила использовать методы ультразвукового или рентгеновского контроля, поэтому был выбран вихретоковый метод», — пояснила начальник лаборатории неразрушающего контроля АО «НИИЭФА» Тамара Гурьева.

Вихретоковый метод — это электромагнитный метод неразрушающего контроля. Его суть заключается в том, что на деталь накладывается миниатюрная катушка, которая создает вихревые токи (токи Фуко). Они в свою очередь создают в материале детали магнитное поле. Это магнитное поле меняет свои параметры в месте дефекта. По этим изменениям можно точно определить, например, расположение и размер дефекта.

Система, разработанная в ТПУ, включает в себя роботизированный манипулятор, оптический профилометр и вихретоковый дефектоскоп. Профилометр с помощью лазера создает точный профиль каждого сварного шва, он помогает точному движению дефектоскопа, который в свою очередь фиксирует мельчайшие дефекты — непровары, трещины, поры в шве.

Также в систему входят многолучевой световой барьер безопасности для защиты от посторонних предметов в зоне контроля, платформа для объекта контроля и станция управления с программным обеспечением.

«В системе применен ряд уникальных решений ТПУ, в том числе разработано специализированное программное обеспечение. Комплекс работает в автоматическом режиме и позволяет в разы ускорить процедуру контроля по сравнению с ручными методами», — отмечает и.о. руководителя Международной научно-образовательной лаборатории неразрушающего контроля ТПУ Герман Филиппов.

Справка:

По заказу АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» специалисты Томского политеха ранее уже разработали самый большой в России роботизированный ультразвуковой томограф для контроля качества деталей первой стенки термоядерного реактора по проекту ИТЭР.

Источник: http://www.energyland.info/analitic-show-220790