ТПУ разработает устройства для проверки швов на системах охлаждения термоядерного реактора ИТЭР

ТПУ разработает устройства для проверки швов на системах охлаждения термоядерного реактора ИТЭР
Специалисты Томского политехнического университета разработают роботизированную систему для контроля качества сварных швов на элементах системы охлаждения, изготавливаемых для термоядерного ректора ИТЭР. Этот международный проект называют самым масштабным в истории человечества в области энергетики. Сборка реактора сейчас идет на юге Франции. В систему войдут несколько устройств. Планируется, что они будут переданы заказчику осенью 2021 года.

Заказчиком работ выступает НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (входит в структуру «Росатома»), исполнителем — малое инновационное предприятие ТПУ ООО «Интех».

НИИЭФА им. Д.В. Ефремова поставляет радиаторы для систем охлаждения на ИТЭР. На них есть тонкие сварные соединения, в которых не должно быть дефектов.

«ИТЭР — очень масштабный и амбициозный научный проект. Почти каждая деталь в нем — вызов для ученых. Многое, что делается для него разработчиками из разных стран, по-настоящему уникальное и создается впервые. Системы контроля качества разных элементов не исключение. В данном случае на рынке просто нет системы контроля с нужной производительностью, точностью позиционирования и уровнем чувствительности», — говорит директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев.

У швов на радиаторах, создаваемых для ИТЭР, есть особенность — они очень тонкие, толщиной буквально в 1 мм. Для их контроля не подходят традиционные методы — ультразвуковой и рентгеновский — из-за сочетания требований к условиям эксплуатации радиаторов, скорости и чувствительности контроля. Поэтому политехники будут использовать вихретоковый метод.

«Сварные соединения на деталях — это всегда зона риска, даже мельчайше дефекты ставят под угрозу безопасность всего участка, — говорит Дмитрий Седнев. — Система контроля будет состоять из роботизированного манипулятора, оптического профилометра и вихретокового дефектоскопа. Профилометр с помощью лазера будет создавать точный профиль каждого сварного шва, а они все обладают своими особенностями. Это поможет точному движению вихретокового дефектоскопа. С его помощью видны мельчайшие дефекты — непровары, трещины, поры в шве. Чтобы сделать систему по всем требованиям, мы используем ряд собственных решений ТПУ».

Вихретоковый метод — это электромагнитный метод 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.

Отметим, ранее специалисты ТПУ в интересах ИТЭР разработали самый большой в России роботизированный ультразвуковой томограф для деталей первой стенки термоядерного реактора. Сейчас он проходит опытную эксплуатацию на площадке заказчика — НИИЭФА им. Д.В. Ефремова. Кроме того, по заказу Института ядерной физики СО РАН ТПУ ведет разработку методик и программ для проверки с помощью ультразвука сварных соединений на устройствах для диагностики параметров плазмы в реакторе ИТЭР.

Фото: www.iter.org