ВВЕДЕНИЕ
1Исходные данные для производства радиоизотопной продукции из
алюминиевых сплавов
1.1Описание изотопной мишени и её конструкции
1.2Условия эксплуатации мишени и требования
к сварным соединениям
1.3Особенности сварки алюминиевых сплавов
1.4Описание базовой технологии сварки изотопной мишени
1.4.1Подготовка к сварке
1.4.2Сварка
1.4.3Г ерметизация ампул
1.4.4Контроль сварных соединений
1.5Недостатки базового способа сварки
1.6Обзор способов получения неразъёмных соединений
1.7Задачи выпускной квалификационной работы
2Исследование процесса аргонодуговой сварки мишеней
из алюминиевых сплавов неплавящимся электродом
2.1Особенности автоматической сварки неплавящимся электродом
тонкостенных изделий
2.2Расчёт параметров режимов сварки неплавящимся электродом сжатой
дугой в среде аргона
2.3Выбор оборудования
2.4Описание технологии сварки мишеней неплавящимся электродом
сжатой дугой в среде аргона
3Экологическая безопасность технологического процесса сварки
3.1Конструктивно-технологическая и организационно техническая
характеристика рассматриваемого способа сварки
3.2Идентификация профессиональных рисков при импульсной
аргонодуговой сварке неплавящимся электродом в среде аргона
3.3Методы и средства снижения профессиональных рисков при
импульсной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом в среде аргона
3.4Обеспечение пожарной безопасности
3.4.1Выявление опасных факторов пожара
3.4.2Разработка технических средств и организационных мероприятий по
обеспечению пожарной безопасности заданного технического объекта
3.4.3Организационные (организационно-технические) мероприятия по
предотвращению пожара
3.5Обеспечение экологической безопасности технического объекта
3.5.1Анализ негативных экологических факторов способа аргонодуговой
с точки зрения обеспечения его экологической безопасности
3.5.2Разработка мероприятий по снижению негативного антропогенного
воздействия на окружающую среду
3.6Заключение по разделу «безопасность и экологичность
технического объекта»
4Экономическая эффективность технологического процесса сварки
4.1Исходные данные для экономического обоснования
сравниваемых вариантов
4.2Расчет штучного времени на изменяющиеся операции технологического
процесса
4.3Капитальные вложения в оборудование
4.4Определение технологической себестоимости базового
и проектного вариантов
4.5Расчет экономической эффективности
4.6Расчёт снижения трудоёмкости и повышения производительности труда
в проектном варианте
4.7Выводы экономической части
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Одним из важных направлений деятельности АО «ГНЦ НИИАР»
является производство радиоизотопной продукции. Область применения
радионуклидов очень разнообразна. Они используются в качестве активной
части в источниках ионизирующих излучений для диагностики и лечения
онкологических заболеваний, в промышленности для контроля
технологических процессов, радиационной обработки материалов, разведки
полезных ископаемых, используются в приборах технологического контроля и
анализа состава вещества, а также в радиационно-технологических
облучательных установках [1, 2]. Одним из таких востребованных изотопов,
являющегося источником гамма-излучения, является изотоп иридия-183.
Наибольшее распространение источники на основе этого изотопа получили в
медицине для высокодозовой брахитерапии при лечении онкологических
заболеваний и в технике для неразрушающего контроля сварных соединений
металлоконструкций [3].
Технология производства изотопов заключается в облучении стартового
материала, расположенного в специальном герметичном изделии
цилиндрической формы – изотопной мишени, которая погружается в
исследовательский ядерный реактор с последующей его переработкой и
извлечением необходимого изотопа.
Алюминий является одним из самых подходящих материалов для
изготовления таких мишеней. К преимуществам алюминия можно отнести:
высокую коррозийную стойкость к агрессивным средам из-за
наличия плотной оксидной пленки на его поверхности;
малое сечение захвата нейтронов, повышающее эффективность
облучения стартового материала;
высокую теплопроводность, обеспечивающая хорошую
теплопередачу и охлаждение стартового материала;
достаточную жаростойкость.Неотъемлемым процессом изготовления таких мишеней является их
герметизация сваркой. Сложность сварки изделий из алюминиевых сплавов
обусловлена образованием пор, наличием на поверхности изделия тугоплавкой
оксидной плёнки. Негативным влиянием оксидной плёнки является ее
способность адсорбировать газы, особенно водяной пар. Пленка способна
удерживать водяной пар до тех пор, пока не будет подвержена температуре
плавления. Также пленка отличается высокой температурой плавления – и
препятствует формированию сварочной ванны и качественному формированию
сварных соединений. Усложняют технологию сварки высокие требования,
предъявляемые к качеству сварных соединений. Так как, нарушение
работоспособности изделия может привести к выходу продуктов деления в
контур охлаждения, и даже к аварийным ситуациям.
Базовая технология герметизации изделий позволяла получать
качественные сварные соединения с учетом вышеизложенных факторов. Это
достигалось за счет применения импульсной лазерной сварки с
предварительной тщательной подготовкой поверхностей. Известно, что такой
способ позволяет получать качественные сварные соединения тонкостенных
малогабаритных конструкций [4]. Однако, данная технология сварки является
дорогостоящей [5]. К тому же требующей специалистов высокой квалификации
для изготовления подобных изделий. В условиях повышения
конкурентоспособности выпускаемой продукции вопрос более
производительной и менее затратной технологии, обеспечивающей требуемое
качество, является актуальным.
Цель работы: повышение производительности и снижение себестоимости
выполнения сварных соединений тонкостенных мишеней из алюминиевых
сплавов, для наработки иридия путём разработки новой технологии сварки.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы,
повышена производительность выполнения сварных соединений путём
разработки технологии аргогонодуговой сварки сжатой дугой в среде аргона
стыкозамковых соединений мишеней из алюминиевых сплавов для наработки
изотопов иридия-183.
На основании литературного обзора и инженерных расчётов выбраны
параметры режимов процесса, определено влияние каждого из параметров
режима сварки на качество сварных соединений и проведена сварка опытных
образцов на выбранных режимах.
Полученной в ходе информации, однако, недостаточно для того, чтобы
сделать окончательные выводы. Дальнейшим направлением исследований
является увеличение объёма экспериментальных данных.
Результат работы в полной мере показывают необходимость
продолжения исследований по данной теме, так как совершенствование
технологии автоматической аргонодуговой сварки сжатой дугой в среде аргона,
в дальнейшем, может найти применение в перспективной отрасли ядерной
энергетики.
