RU2316065C2 - Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen - Google Patents
Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316065C2 RU2316065C2 RU2005113406/06A RU2005113406A RU2316065C2 RU 2316065 C2 RU2316065 C2 RU 2316065C2 RU 2005113406/06 A RU2005113406/06 A RU 2005113406/06A RU 2005113406 A RU2005113406 A RU 2005113406A RU 2316065 C2 RU2316065 C2 RU 2316065C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- welding
- specimen
- witness
- cladding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в производстве стержневых тепловыделяющих элементов атомных станций, герметизация которых осуществляется с применением сварки.The invention relates to nuclear energy and can be used in the manufacture of rod fuel elements of nuclear plants, the sealing of which is carried out using welding.
Как правило, тепловыделяющие элементы тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов представляют собой трубчатую тонкостенную оболочку, заполненную ядерным топливом, которая герметизируется приваркой по торцам заглушек. Значительная часть тепловыделяющих элементов изготавливается с использованием для приварки первой заглушки электронно-лучевой сварки, а для сварки второй заглушки - контактно-стыковой сварки. Электронно-лучевая сварка выполняется в вакууме, контактно-стыковая, для обеспечения конструкционных требований к тепловыделяющему элементу, - в атмосфере заданного состава и давления, что достигается вакуумированием внутреннего объема тепловыделяющего элемента и заполнением его гелием под давлением со значением порядка 20 кг/см2. Эти операции выполняются в предварительно загерметизированном внутреннем объеме сварочной установки контактно-стыковой сварки, где затем производится и непосредственно приварка второй заглушки, герметизирующей внутренний объем тепловыделяющего элемента.As a rule, the fuel elements of the fuel assemblies of nuclear power reactors are a tubular thin-walled shell filled with nuclear fuel, which is sealed by welding at the ends of the plugs. A significant part of the fuel elements is manufactured using electron beam welding for welding the first plug, and flash-butt welding for welding the second plug. Electron beam welding is performed in vacuum, contact-butt welding, to ensure the structural requirements for the fuel element, in an atmosphere of a given composition and pressure, which is achieved by evacuating the internal volume of the fuel element and filling it with helium under pressure with a value of the order of 20 kg / cm 2 . These operations are performed in the previously sealed internal volume of the flash butt welding installation, where then the second plug is also directly welded, which seals the internal volume of the fuel element.
Электронно-лучевая сварка осуществляется с расплавлением металла свариваемых деталей, при этом часто возникают дефекты объемного характера, которые хорошо выявляются неразрушающими методами контроля. Поэтому для таких сварных соединений дополнительного разрушающего контроля не требуется.Electron beam welding is carried out with the melting of the metal of the parts to be welded, and defects of volume character often arise, which are well detected by non-destructive testing methods. Therefore, for such welded joints additional destructive testing is not required.
При контактно-стыковой сварке соединение образуется в твердой фазе, дефекты носят преимущественно плоскостной характер с малой величиной раскрытия, которые могут не определяться неразрушающими методами контроля. Поэтому в качестве дополнительного контроля качества таких сварных соединений практикуется применение металлографического контроля сварного соединения, вырезанного из образца-свидетеля.In flash butt welding, the joint is formed in the solid phase, the defects are mostly planar in nature with a small opening size, which may not be determined by non-destructive testing methods. Therefore, as an additional quality control of such welded joints, the use of metallographic control of a welded joint cut from a witness specimen is practiced.
Известен способ изготовления технологического образца-свидетеля сварного соединения тепловыделяющего элемента, включающий обрезку оболочки с формированием ее торцов - торцовкой в соответствии с требуемой при изготовлении тепловыделяющего элемента геометрией, приварку к одному концу оболочки первой заглушки, загрузку второго конца оболочки в сварочную установку и его фиксацию в сварочной установке с последующим созданием под оболочкой атмосферы заданного давления и получением контролируемого сварного соединения после приварки контактно-стыковой сваркой второй заглушки (см. патент RU 2231833, МПК7 G21С 3/06, G21С 21/02, 27.06.04). К недостаткам известного способа относится то, что порядок изготовления образца-свидетеля может быть применен только для оценки работоспособности сварочного оборудования. Известный способ не может быть использован для подтверждения качества сварных соединений контролируемой партии тепловыделяющих элементов, так как не обеспечивает идентичность условий получения сварных соединений контролируемой партии и изготавливаемого образца: в частности, образец и тепловыделяющие элементы изготавливаются из материалов различных плавок-партий. Также контактно-стыковая сварка образца-свидетеля выполняется с использованием только одного зажима, фиксирующего торец оболочки образца в зоне сварки. В результате осадки диаметра конца образца этим зажимом во время сварки происходит сдвиг оболочки, что ухудшает качество сварного шва. Кроме того, контактно-стыковая сварка выполняется без создания атмосферы заданного состава под оболочкой образца-свидетеля, в результате часть сварного соединения окисляется и не соответствует по внешнему виду сварным соединениям тепловыделяющих элементов, отсутствует привязка образца-свидетеля к конкретной технологической партии тепловыделяющих элементов, так как образец не маркируется, выполнение стыковочных узлов для сборки образца-свидетеля с удлинителем в виде углубления, повторяющего форму верхней части заглушки в виде цанги, не обеспечивают надежного соединения узла, так как фиксация их относительно друг друга определяется только величиной сил трения, возникающих в этом узле. В результате в процессе транспортных операций, например, при подаче образца в сварочную установку и при выгрузке из нее, происходит самопроизвольная расстыковка образца и удлинителя, что приводит в конечном итоге к ухудшению качества сварки.A known method of manufacturing a technological sample, a witness of a welded joint of a fuel element, including trimming the shell with the formation of its ends - trimming in accordance with the geometry required in the manufacture of the fuel element, welding the first plug to one end of the shell, loading the second end of the shell into the welding unit and fixing it in welding installation, followed by the creation of a predetermined pressure under the shell of the atmosphere and obtaining a controlled welded joint after welding stroke-butt welding a second stub (see. Patent RU 2231833, IPC 7
В связи с тем, что существующие неразрушающие способы контроля позволяют однозначно оценить качество сварного соединения, выполненного сваркой плавлением и, в частности, электронно-лучевой сваркой, для таких сварных соединений специальные образцы-свидетели не изготавливаются. В этом случае герметизация первого торца оболочки образца-свидетеля носит сугубо технологический характер и приводит к дополнительным затратам.Due to the fact that existing non-destructive testing methods make it possible to unambiguously assess the quality of the welded joint made by fusion welding and, in particular, electron beam welding, special witness samples are not manufactured for such welded joints. In this case, the sealing of the first end face of the shell of the test specimen is purely technological in nature and leads to additional costs.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ изготовления тепловыделяющего элемента, заключающийся в обрезке оболочки с формированием - торцовкой заданной геометрии ее торцов, приварке к одному торцу оболочки первой заглушки, заполнении оболочки топливом с последующими установкой фиксирующих его устройств, созданием в ее свободном объеме атмосферы требуемого состава и давления, герметизацией со стороны другого торца контактно-стыковой сваркой в сварочной установке с использованием цангового зажима-электрода (см. патент RU №2127457, G21С 21/02) - прототип.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a method of manufacturing a fuel element, which consists in trimming the shell with the formation - trimming of the given geometry of its ends, welding to the first end of the shell of the first plug, filling the shell with fuel, followed by installation of its fixing devices, creating its free volume of the atmosphere of the required composition and pressure, sealing from the other end by butt-butt welding in a welding machine with using a collet clamp electrode (see patent RU No. 2127457, G21C 21/02) - prototype.
Данный способ в целом обеспечивает необходимые требования по соответствию условий выполнения образца-свидетеля с условиями изготовления тепловыделяющего элемента, однако недостатками известного способа являются повышенный расход конструкционных материалов, равный объему этих материалов, используемых в тепловыделяющем элементе, трудоемкость его выполнения, а также повышенная радиационная опасность из-за использования в его изготовлении ядерного топлива. Кроме этого, не проводится маркировка, что не позволяет достоверно идентифицировать образец-свидетель с изготавливаемой технологической партией.This method as a whole provides the necessary requirements for matching the conditions of the test specimen with the manufacturing conditions of the fuel element, however, the disadvantages of this method are the increased consumption of structural materials equal to the volume of these materials used in the fuel element, the complexity of its implementation, as well as the increased radiation hazard from -for the use of nuclear fuel in its manufacture. In addition, labeling is not carried out, which does not allow for reliable identification of the test specimen with the manufactured batch.
Технической задачей изобретения является получение контролируемого сварного соединения, идентичного по качеству сварному соединению годного тепловыделяющего элемента, уменьшение расхода конструкционных материалов и исключение радиационной опасности процесса при изготовлении образца-свидетеля.An object of the invention is to obtain a controlled welded joint, identical in quality to the welded joint of a suitable fuel element, reducing the consumption of structural materials and eliminating the radiation hazard of the process in the manufacture of a witness specimen.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления образца-свидетеля сварного соединения тепловыделяющего элемента ядерного реактора, включающем обрезку оболочки с формированием ее торцов в соответствии с требуемой при изготовлении тепловыделяющего элемента геометрией, герметизацию одного торца оболочки образца-свидетеля, загрузку оболочки образца-свидетеля другим торцем в сварочную установку с фиксацией в ней цанговым зажимом-электродом с последующим созданием под оболочкой образца-свидетеля атмосферы требуемого давления и получением контролируемого сварного соединения приваркой контактно-стыковой сваркой к оболочке образца-свидетеля второй заглушки, согласно изобретению одну из оболочек изготавливаемой технологической партии тепловыделяющих элементов, сформированных из одной плавки-партии металла, обрезают в размер не менее величины расстояния между зажимами сварочной установки, фиксирующими торец оболочки образца-свидетеля от осевого смещения при сварке, оболочку образца-свидетеля дополнительно торцуют со стороны контролируемого соединения, предварительно соединив оболочку разъемным соединением с удлинителем, на концах которого выполнены разжимные устройства с получением общей длины, равной длине оболочки тепловыделяющего элемента, осуществляют маркировку образца-свидетеля, перед загрузкой оболочки образца-свидетеля торцем в сварочную установку проводят контроль состояния и геометрии этого торца на соответствие установленным требованиям, после чего выполняют сварку и контроль сварного соединения.This object is achieved by the fact that in the method of manufacturing a witness sample of a welded joint of a fuel element of a nuclear reactor, including trimming the shell with the formation of its ends in accordance with the geometry required in the manufacture of the fuel element, sealing one end of the shell of the witness sample, loading the shell of the witness sample with another end into the welding installation with fixation in it with a collet clamp-electrode with the subsequent creation of the required occurrence and obtaining a controlled weld by flash-butt welding to the shell of the witness specimen of the second plug, according to the invention, one of the shells of the manufactured technological batch of fuel elements formed from one heat-batch of metal is cut to a size not less than the distance between the clamps of the welding installation, fixing the end face of the test specimen shell from axial displacement during welding, the test specimen shell is additionally trimmed from the side of the controlled joint Having previously connected the shell with a detachable joint with an extension cord, at the ends of which expansion devices are made to obtain a total length equal to the length of the shell of the fuel element, the witness specimen is marked, before loading the witness specimen shell with the end face into the welding unit, the state and geometry of this end face are checked for compliance with the established requirements, after which welding and control of the welded joint are performed.
Оставшийся отрезок оболочки с приваренной первой заглушкой вновь подвергают обрезке со стороны проконтролированного сварного соединения на величину длины участка оболочки, деформированного в цанговом зажиме-электроде сварочной установки, и используют для изготовления следующего образца-свидетеля для новой технологической партии той же самой плавки-партии материала.The remaining portion of the shell with the first plug welded on is again trimmed from the side of the controlled welded joint by the length of the portion of the shell deformed in the collet-electrode of the welding installation, and used to produce the next witness sample for a new technological batch of the same melting-batch of material.
Поставленная задача достигается также тем, что в способе изготовления образца-свидетеля сварного соединения тепловыделяющего элемента ядерного реактора, включающем обрезку оболочки с формированием ее торцов в соответствии с требуемой при изготовлении тепловыделяющего элемента геометрией, герметизацию одного торца оболочки образца-свидетеля, загрузку оболочки образца-свидетеля другим торцем в сварочную установку с фиксацией в ней цанговым зажимом-электродом с последующим созданием под оболочкой образца-свидетеля атмосферы требуемого давления и получением контролируемого сварного соединения приваркой контактно-стыковой сваркой к оболочке образца-свидетеля второй заглушки, согласно изобретению осуществляют разрезку оболочки изготавливаемой технологической партии тепловыделяющих элементов на отрезки разной длины, один из которых является трубчатым удлинителем, а другие, количество которых, по крайней мере, не меньше количества изготавливаемых в технологической партии тепловыделяющих элементов, сформированных из одной плавки-партии металла, являются оболочками образцов-свидетелей, каждую полученную оболочку образца-свидетеля маркируют, после чего дополнительно торцуют со стороны контролируемого соединения, предварительно соединив их разъемным соединением с удлинителем, на концах которого выполнены разжимные устройства, с получением общей длины, равной длине тепловыделяющего элемента, после чего оболочку образца-свидетеля торцом соединяют с трубчатым удлинителем посредством переходника сплошного сечения, являющимся одновременно технологической заглушкой и имеющим на концах разжимные устройства, затем помещают в сварочную установку, по крайней мере, один торец переходника, соединенный с торцем оболочки образца-свидетеля, при этом фиксацию оболочки образца-свидетеля во время сварки осуществляют сжатием оболочки в зоне сварки цанговым зажимом-электродом и дополнительно сжатием удлинителя зажимом, расположенным перед цанговым зажимом-электродом, а сварку выполняют после проведения контроля состояния и геометрии торца заготовки образца-свидетеля на соответствие установленным требованиям перед загрузкой образца-свидетеля в сварочную установку.The task is also achieved by the fact that in the method of manufacturing a witness sample of a welded joint of a fuel element of a nuclear reactor, including trimming the shell with the formation of its ends in accordance with the geometry required in the manufacture of the fuel element, sealing one end of the shell of the witness sample, loading the shell of the witness sample the other end into the welding installation with the collet-electrode clamp fixed in it with the subsequent creation of an atmospheric witness sample under the shell pressure and obtaining a controlled weld by flash-butt welding to the shell of the witness specimen of the second plug, according to the invention, the shell of the manufactured technological batch of fuel elements is cut into segments of different lengths, one of which is a tube extension, and the others, at least at least, not less than the number of fuel elements manufactured in a technological batch formed from one melting-batch of metal are a shell Ami of test specimens, each obtained test specimen shell is marked and then additionally trimmed from the side of the controlled joint, having previously been connected by a detachable joint to an extension cord at the ends of which expansion devices are made to obtain a total length equal to the length of the fuel element, after which the shell the end of the test specimen is connected to the tubular extension by means of an adapter of continuous cross section, which is simultaneously a technological plug and has an expandable end e devices, then placed in the welding installation, at least one end of the adapter connected to the end face of the shell of the witness specimen, while fixing the shell of the witness specimen during welding is carried out by compressing the shell in the welding zone with a collet electrode and additionally compressing the extension cord with a clamp located in front of the collet-electrode, and welding is performed after checking the condition and geometry of the end face of the blank of the test specimen for compliance with the established requirements before loading the specimen idetelya a welding machine.
Указанная совокупность признаков является новой, не известной из уровня техники, и решает поставленную задачу, так как:The specified set of features is new, not known from the prior art, and solves the problem, since:
- выполнение маркировки образца-свидетеля в начале процесса его изготовления обеспечивает необходимую достоверность последующего контроля сварного соединения;- marking the witness at the beginning of the manufacturing process provides the necessary reliability of the subsequent control of the welded joint;
- ограничение длины оболочки образца-свидетеля не менее длины расстояния между зажимами сварочной установки при приварке второй заглушки контактно-стыковой сваркой или использование трубчатого удлинителя, выполненного из того же материала, что и контролируемая партия тепловыделяющих элементов, позволяют достичь одинаковых условий при сварке тепловыделяющих элементов и образца-свидетеля, чем достигается идентичность их качества и обеспечивается уменьшение расхода материала оболочки;- limitation of the length of the shell of the witness specimen is not less than the distance between the clamps of the welding installation when welding the second plug by flash butt welding or the use of a tubular extension made of the same material as the controlled batch of fuel elements allows to achieve the same conditions when welding fuel elements and a test specimen, which ensures the identity of their quality and ensures a reduction in the consumption of shell material;
- использование несколько раз одной и той же оболочки после обрезки контролируемого сварного соединения для выполнения следующих контролируемых соединений для одной и той же плавки-партии материала, или разрезка одной оболочки на отрезки разной длины с последующей их торцовкой с помощью удлинителя уменьшает расход конструкционных материалов за счет уменьшения количества используемых заглушек. Этому также способствует размещение образца-свидетеля с помощью переходника полностью в объеме, в котором создается атмосфера заданного состава и давления. В результате отпадает необходимость приварки заглушки к первому торцу;- the use of the same shell several times after trimming the controlled weld to perform the following controlled joints for the same melting-batch of material, or cutting one shell into segments of different lengths with their subsequent trimming using an extension cord reduces the consumption of structural materials due to reduce the number of plugs used. This is also facilitated by the placement of a witness specimen with an adapter completely in the volume in which an atmosphere of a given composition and pressure is created. As a result, there is no need to weld the plug to the first end;
- проведение контроля подготовленного торца образца-свидетеля и торцов оболочек тепловыделяющих элементов перед загрузкой их в установку для приварки второй заглушки позволяет обеспечить соответствие геометрии и состояния этих торцов требованиям нормативной документации и друг другу;- monitoring the prepared end face of the test specimen and the ends of the shells of the fuel elements before loading them into the installation for welding the second plug allows you to ensure that the geometry and condition of these ends meet the requirements of regulatory documents and to each other;
- выполнение сварки второй заглушки после создания под оболочкой образца атмосферы требуемого состава обеспечивает идентичность выполнения условий сварки тепловыделяющих элементов и образца-свидетеля и одинаковое качество сварных соединений;- welding of the second plug after creating an atmosphere of the required composition under the shell of the sample ensures the identity of the welding conditions of the fuel elements and the witness sample and the same quality of the welded joints;
- выполнение удлинителя и переходника с разжимными устройствами по торцам исключает самопроизвольную расстыковку узла при транспортных операциях и обеспечивает получение контролируемого сварного соединения, идентичного сварным соединениям тепловыделяющих элементов;- the implementation of the extension cord and the adapter with expandable devices at the ends eliminates spontaneous undocking of the assembly during transport operations and provides a controlled welded joint identical to the welded joints of the fuel elements;
- выполнение торцовки образца-свидетеля в сборе с удлинителем позволяет получить геометрию этого торца, аналогичную геометрии торцов оболочек тепловыделяющих элементов, так как она проводится на том же оборудовании и при тех же самых режимах обработки;- performing trimming of the test specimen assembly with an extension cord allows to obtain the geometry of this end face, similar to the geometry of the ends of the shells of the fuel elements, as it is carried out on the same equipment and under the same processing conditions;
- отсутствие в конструкции образца радиационно-опасных материалов исключает опасность радиационного загрязнения оборудования и повышает экологичность процесса.- the absence in the design of the sample of radiation-hazardous materials eliminates the risk of radiation contamination of equipment and increases the environmental friendliness of the process.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана заготовка образца-свидетеля (вариант 1).Figure 1 shows the procurement of a witness sample (option 1).
На фиг.2 - заготовка образца-свидетеля и трубчатого удлинителя из оболочки тепловыделяющего элемента (вариант 2).Figure 2 - the procurement of the witness specimen and a tubular extension from the shell of the fuel element (option 2).
На фиг.3 - удлинитель в сборе с заготовками образцов-свидетелей.Figure 3 - extension cord assembly with blanks of witness samples.
На фиг.4 - фиксация и сварка образца-свидетеля в сварочной установке (вариант 1).Figure 4 - fixation and welding of the test piece in the welding installation (option 1).
На фиг.5 - фиксация и сварка образца-свидетеля в сварочной установке (вариант 2).Figure 5 - fixing and welding of the test piece in the welding installation (option 2).
Фиг.6 и 7 - получаемые по предлагаемым вариантам способа образцы-свидетели сварных соединений тепловыделяющих элементов, выполненные контактно-стыковой сваркой.6 and 7 - obtained by the proposed variants of the method, the sample witnesses of the welded joints of the fuel elements, made by flash butt welding.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Детали для сварки тепловыделяющих элементов запускаются в производство партиями, состоящими из материала одной плавки-партии. Из каждой плавки-партии формируются технологические партии, имеющие одинаковое, но ограниченное, например, сменной выработкой сварочного оборудования, число оболочек. Таким образом, из плавки-партии может быть образовано несколько технологических партий, которые проходят операции по созданию под оболочкой тепловыделяющего элемента требуемой атмосферы и герметизацию при одних и тех же условиях. После выполнения обрезки оболочек технологической партии в размер с получением требуемой геометрии торцов от нее отбирается, по крайней мере, одна оболочка 1, которая используется в качестве оболочки образца-свидетеля сразу, или разрезается на отрезки 2 длиной, равной или превышающей величину расстояния L (фиг.1) между зажимами сварочной установки (фиг.4), обеспечивающими фиксацию образца-свидетеля при сварке в заданном положении, или на отрезки разной длины, один из которых является трубчатым удлинителем 3, а другие, количество которых, по крайней мере, не меньше количества технологических партий тепловыделяющих элементов, сформированных из одной плавки-партии металла, являются оболочками образцов-свидетелей 4 (фиг.2).Parts for welding fuel elements are launched into production in batches consisting of the material of one melting batch. Technological batches are formed from each heat-consignment, having the same, but limited, for example, by shift production of welding equipment, the number of shells. Thus, several technological batches can be formed from a melting batch, which undergo operations to create the required atmosphere under the shell of the fuel element and sealing under the same conditions. After trimming the shells of the technological batch to the size to obtain the required geometry of the ends, at least one shell 1 is taken from it, which is used immediately as the shell of the witness specimen, or cut into
Полученные отрезки оболочек для оболочек образцов-свидетелей торцуются со стороны будущего контролируемого сварного соединения для получения требуемой геометрии торца, участвующего в образовании сварного соединения. Для этого выполняется сборка оболочек образцов-свидетелей с удлинителем 5 (фиг.3). Соединение удлинителя 5 и оболочек образцов-свидетелей 4 осуществляется по их внутреннему диаметру путем принудительного разжатия упругим элементом 6 разжимных устройств 7, расположенных по концам удлинителя 5.The obtained sections of the shells for the shells of the witness specimens are cut from the side of the future controlled weld to obtain the required geometry of the end involved in the formation of the welded joint. For this, the assembly of the shells of witness samples with an
Собранные с удлинителем 5 оболочки образцов-свидетелей имеют общую длину, равную длине оболочки тепловыделяющего элемента, что позволят выполнять их торцовку по технологии и на оборудовании, на котором осуществляется торцовка оболочек контролируемой партии тепловыделяющих элементов. При этом могут быть использованы варианты как с вращением обрабатываемых оболочек 4, так с вращением обрабатывающих головок 8. Направления возможных перемещений показано на фиг.3 стрелками. Подготовленные таким образом заготовки образцов-свидетелей с удлинителями маркируются со стороны торца, противоположному тому, где будет выполняться контролируемое соединение. Маркировка образцов-свидетелей, изготавливаемых по варианту 1, осуществляется на заглушках 9 (фиг.4), привариваемых к оболочке электронно-лучевой сваркой. Эта заглушка является по существу технологической заглушкой, которая в дальнейшем лишь обеспечивает сварку контролируемого сварного соединения при заданных параметрах атмосферы и не используется для оценки качества сварных швов изготавливаемых тепловыделяющих элементов. Поэтому приварка к оболочке образца первой заглушки может осуществлять и другими способами сварки, например контактной.The shells of witness samples collected with an
Подготовленные таким образом образец-свидетель совместно с технологической партией тепловыделяющих элементов, подлежащей окончательной герметизации, транспортируются к установке контактно-стыковой сварки 10 (фиг.3, 4). Здесь осуществляется контроль торцов образца-свидетеля и тепловыделяющих элементов, подготовленных к сварке, на отсутствие видимых загрязнений и соответствие геометрии торцов установленным требованиям. После этого оболочка образца-свидетеля в зависимости от используемого варианта частично (фиг.4) или полностью (фиг.5) загружается в сварочную установку 10. Для варианта 2 оболочка образца-свидетеля предварительно собирается с трубчатым удлинителем 3. Сборка выполняется при помощи переходника 11 (фиг.5), диаметр которого равен диаметру оболочки тепловыделяющего элемента и имеющего на концах разжимные устройства, фиксирующие оболочку образца-свидетеля или трубчатый удлинитель при транспортных операциях от взаимного смещения. Эти разжимные устройства аналогичны разжимным устройствам 7 удлинителя 3 (фиг.3), используемого при торцовке оболочек образца-свидетеля. Наличие плотного соединения между оболочкой образца-свидетеля, переходником и трубчатым удлинителем позволят производить загрузку, фиксацию и выгрузку образца-свидетеля при работе на сварочной установке в автоматическом режиме работы сварочной установки, так же, как эти операции производятся с тепловыделяющими элементами. При этом фиксация образца-свидетеля 2 или 4 при сварке достигается как зажатием его завариваемого торца в цанговом зажиме 12, в котором установлен электрод 13 сварочной установки 10, так и зажатием дополнительным зажимом 14 усилием Р по телу оболочки образца-свидетеля или трубчатого удлинителя (фиг.3, фиг.4). Осуществляется герметизация внутреннего объема сварочной установки ее устройствами 15, в котором за счет откачки воздуха с последующим его заполнением инертным газом создается атмосфера такая же, как и при сварке тепловыделяющего элемента. Предварительно в сварочную установку также загружается заглушка 16, удерживаемая вторым электродом 17. Сварка контролируемого соединения осуществляется в одно время со сваркой технологической партии тепловыделяющих элементов при одних и тех же режимах с использованием одной и той же оснастки. После сварки полученное сварное соединение 18 (фиг.6, фиг.7) используется для металлографического контроля с целью определения соответствия характеристик сварного шва установленным требованиям. По результатам этого контроля делается заключение о соответствии качества сварных швов всей технологической партии тепловыделяющих элементов установленным требованиям.Thus prepared test specimen together with the technological batch of fuel elements to be finally sealed are transported to the flash butt welding installation 10 (Figs. 3, 4). Here, the ends of the witness specimen and the fuel elements prepared for welding are monitored for the absence of visible impurities and the correspondence of the geometry of the ends to the established requirements. After that, the shell of the witness specimen, depending on the option used, is partially (Fig. 4) or completely (Fig. 5) loaded into the
Примером конкретного выполнения предлагаемого способа может служить производство тепловыделяющих элементов типа ВВЭР. Оболочки тепловыделяющих элементов из сплава циркония изготавливаются партиями. Объем партий определяется величиной плавки и составляет порядка 1000 оболочек. Перед запуском в производство выполняется торцовка этих оболочек до требуемой длины с одновременным обеспечением необходимой геометрии торцов под сварку. После чего вся плавка-партия разбивается на технологические партии, определяемые разовым количеством загружаемых оболочек в сварочное оборудование или количеством сменной выработки с единицы сварочного оборудования, в данном случае - установки контактно-стыковой сварки. В каждой такой технологической партии одна оболочка предназначена для изготовления образца-свидетеля. Предварительно эта оболочка 1 разрезается на отрезки 2 или 3, 4 (фиг.1, 2) по числу технологических партий для конкретной партии-плавки оболочек тепловыделяющих элементов. По мере использования технологических партий оболочки образцов-свидетелей 4 состыковываются с удлинителем 5, закрепляются на нем при помощи разжимных цанговых устройств 7 от упругих элементов 6, представляющих собой резиновый жгут (фиг.3), после чего выполняется торцовка оболочек образцов-свидетелей, имеющих возможность перемещения только в осевом направлении (показано стрелкой) для подачи торцуемых концов во вращающиеся обрабатывающие головки 8. Отторцованные образцы-свидетели маркируются либо путем приварки электронно-лучевой сваркой заглушки 9, на которой наносится номер технологической партии и номер образца (для оболочек, длина которых превышает расстояние между зажимами сварочной машины, фиксирующими ее от осевого смещения при сварке), либо маркировка наносится непосредственно на оболочку образца-свидетеля или трубчатого удлинителя со стороны, противоположной выполняемому сварному соединению. После чего образцы-свидетели одновременно со свариваемой технологической партией транспортируются к установке контактно-стыковой сварки. Загрузка образцов-свидетелей в сварочную установку выполняется в течение сварки контролируемой технологической партии после контроля состояния и геометрии завариваемого торца. Оболочка образцов-свидетелей без приваренной первой заглушки предварительно собирается при помощи переходника 11, имеющего на концах разжимные устройства, с трубчатым удлинителем, аналогичные показанным на фиг.3. Фиксирование оболочки образца-свидетеля 2 или 4 от осевого смещения при контактно-стыковой сварке выполняется за счет зажатия конца образца-свидетеля в цанговом зажиме - электроде 12, 13 и дополнительно по телу образца-свидетеля или по телу трубчатого удлинителя 3 (фиг.4) зажимом 14 (фиг.3). В сварочную установку до ее герметизации устройством 15 подается заглушка 16, устанавливаемая во второй электрод 17. Все операции по загрузке-выгрузке образца-свидетеля в сварочную установку, а также создание условий по составу и давлению атмосферы во время сварки выполняются автоматически в соответствии с циклом сварки тепловыделяющих элементов, на тех же режимах сварки и с таким же объемом контролируемых параметров. После сварки выгруженный из сварочной установки образец-свидетель принимается со всей технологической партией тепловыделяющих элементов в части контроля сварного соединения 18 с проведением его металлографического контроля. По результатам этого контроля дается заключение о соответствии сварных соединений технологической партии тепловыделяющих элементов, выполненных контактно-стыковой сваркой, установленным требованиям. Если в качестве оболочки образца-свидетеля использовалась оболочка длиной больше величины расстояния между зажимами сварочной установки тепловыделяющих элементов, то после отрезки сварного соединения она вновь торцуется со стороны удаленного сварного шва, при этом удаляется весь участок оболочки К (фиг.4), который находился в цанговом зажиме сварочной установки. В дальнейшем эта оболочка вновь используется для изготовления следующего образца-свидетеля, изготавливаемого с новой технологической партией тепловыделяющих элементов, входящей в состав обрабатываемой партии-плавки.An example of a specific implementation of the proposed method can be the production of fuel elements of the WWER type. The shells of the fuel elements of the zirconium alloy are made in batches. The volume of parties is determined by the size of the heat and is about 1000 shells. Before being put into production, trimming of these shells to the required length is carried out while ensuring the necessary geometry of the ends for welding. After that, the entire melting batch is divided into technological batches, determined by the one-time number of shells loaded into the welding equipment or the number of shift workings per unit of welding equipment, in this case, flash butt welding plants. In each such technological batch, one shell is intended for the manufacture of a witness sample. Previously, this shell 1 is cut into
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113406/06A RU2316065C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113406/06A RU2316065C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005113406A RU2005113406A (en) | 2006-11-20 |
| RU2316065C2 true RU2316065C2 (en) | 2008-01-27 |
Family
ID=37501583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005113406/06A RU2316065C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2316065C2 (en) |
-
2005
- 2005-05-03 RU RU2005113406/06A patent/RU2316065C2/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005113406A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3725635A (en) | Method of and apparatus for welding an end plug onto a nuclear fuel element | |
| US7617603B2 (en) | Method for inspection and repair | |
| US20040112941A1 (en) | Joining structural members by friction welding | |
| EP1073538B1 (en) | Corrosion resistant enclosure and methods for its manufacture | |
| CN106808081A (en) | A kind of connection method of aluminium alloy and stainless steel special profile revolving body member | |
| US3392438A (en) | Method of closing ends of protective tubes for nuclear reactor fuel elements | |
| RU2316065C2 (en) | Method for producing nuclear reactor fuel-element reference specimen | |
| Hattingh et al. | Friction processing as an alternative joining technology for the nuclear industry | |
| US2967139A (en) | Method of forming a sheet into an integral tube | |
| CN201760713U (en) | Welding T-shaped ring for repairing thin-wall conduit parts with welding seams | |
| CN114749754A (en) | Vacuum brazing evaluation test piece for vacuum brazing process evaluation | |
| JP3082279B2 (en) | Manufacturing method of small test piece for predicting remaining life of actual machine | |
| RU2156184C2 (en) | Method of and device for making long-cut articles | |
| JPS59500856A (en) | How to weld two parts | |
| EP0151920B1 (en) | Method of processing a control element to be immersed in coolant of a nuclear reactor | |
| JPS6192795A (en) | Production of thin-walled pipe | |
| JPS60115381A (en) | Joining method of different metals | |
| KR102263649B1 (en) | laser processing method for manufacturing impeller blade and turbine blade and appatus thereof | |
| SU1136911A1 (en) | Method of arc welding of pipe butt joints by fusion | |
| JPH02102494A (en) | Method for repairing reactor pressure vessel | |
| Ding et al. | To the Moon, Mars, and Beyond: NASA’s Space Launch System | |
| Babkin et al. | Sealing of fuel elements for nuclear reactors by resistance butt welding | |
| JP2792425B2 (en) | Fusion welding method for electric fusion joints | |
| Jacquemod et al. | Qualification and start of production of the ultrasonic welding machines for the LHC interconnections | |
| Keeton et al. | Fabrication of fuel pin assemblies, phase 3 |