Состояние и перспективы развития сварочного производства на предприятиях атомного машиностроения и котлостроения

В настоящее время сварочное производство в атомном машиностроении и котлостроении представляет мощный комплекс цехов, участков и линий, оснащенных высокопроизводительным оборудованием для сварки, наплавки и термической резки металлов, а также средствами механизации сборочно-сварочных работ. В 1978 г. на заводах отрасли работали'177 комплексно-механизированных н автоматизированных цехов, участков и линий, на которых было изготовлено 122,29 тыс. т сварных металлоконструкций (20,3 % от общего объема), что на 8,3 % больше, чем в 1977 г.
Выпуск сварных конструкций на предприятиях отрасли в 1978 г. по сравнений с 1975 г. увеличился на 10 % н составил 629,53 тыс. т. Предприятиями отрасли в X пятилетке освоено изготовление оборудования энергетического блока мощностью 1200 МВт для Костромской ГРЭС, для третьего блока Белоярской АЭС имени И. В. Курчатова с реактором на быстрых нейтронах БН-600. Характерным для сварочного производства отрасли является применение теплостойких сталей перлитного класса (12ХМ, 15ХМ, 16ГНМА, 20ХМА, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 10ГН2МФА, 15Х2НМФА и др.), а также коррозионно-стойких сталей - аустенитного класса (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и др.). На предприятиях отрасли широко применяются механизированные способы сварки, наплавки и термической резки.
В 1978 г. в отрасли уровень механизации достиг следующих показателей:
Сварочные работы.................... 67,8  %
Наплавочные работы.................. 69,3               %
Термическая резка................... 54,9   %
Эти показатели по сравнению с 1975 г. соответственно увеличились на 2,9; 6,3 и 8,1 %.
Из всех способов механизированной сварки на предприятиях отрасли наибольшее применение находит автоматическая сварка под флюсом. Этот способ используется при изготовлении барабанов котлов, котельных камер (коллекторов), блоков трубопроводов, корпусов теплообменного оборудования, емкостей, сосудов химводоочистки, газо-плотных экранов и других изделий.
Контактная стыковая сварка оплавлением по-прежнему является основным способом при изготовлении труб поверхностей нагрева [I]. Аргонодуговая сварка применяется при изготовлении изделий АЭС из сталей аустенитного класса, а также при сварке корневых швов труб поверхностей нагрева из сталей перлитного класса. Сварка в среде углекислого газа используется в основном при изготовлении металлоконструкций каркасов и котельно-вспомогательного оборудования. В незначительных объемах применяется сварка в смеси защитных газов (аргон + углекислый газ).
Большой объем в сварочном производстве отрасли занимают наплавочные работы. Наплавка применяется для плакирования сталями аустенитного класса рабочих поверхностей изделий АЭС из сталей перлитного класса, при наплавке кромок деталей для сварки разнородных сталей, изготовлении тягодутьевых машин и деталей запорной арматуры. Если в 1977 г. объем наплавочных работ составил 974,04 т, в том числе механизированными способами наплавлено 643,9 т, то в 1978 г. эти показатели составили соответственно 1037,7 и 687,7 т.
Электрошлаковая сварка применяется при выполнении продольных и кольцевых швов барабанов котлов, для укрупнения заготовок эллиптических днищ под штамповку, при изготовлении фланцев и других деталей. Объем применения электрошлаковой сварки возрос с 6,4 % в 1965 г. до 7,7 % в 1978 г.
На предприятиях отрасли широко применяется термическая резка металлов. Кислородная резка сталей перлитного класса производится с применением в качестве горючего ацетилена и природного газа. При изготовлении заготовок из высоколегированных сталей применяется кислородно-флюсовая резка. Плазменно-дуговая резка широко применяется на таких предприятиях, как ПО «Красный котельщик», ПО «Ижорский завод», Подольский машиностроительный завод имени Орджоникидзе, Барнаульский котельный завод, Белгородский завод энергетического машиностроения. Вместе с тем объем ручной термической резки на предприятиях отрасли еще значителен, а поточно-механизированные линии термической резки, оснащенные современным оборудованием, практически отсутствуют.
За годы X пятилетки предприятия отрасли совместно с НПО ЦНИИТмаш, Институтом электросварки имени Е. О. Патоиа, НПО «Атомкотломаш» и другими организациями внедрили ряд прогрессивных технологических процессов и новое оборудование.
На ПО «Ижорский завод» внедрена электрошлаковая выплавка патрубков корпусного оборудования АЭС, технологии антикоррозионной наплавки расщепленным ленточным электродом, электроннолучевая сварка изделий из нержавеющих сталей. На ПО «Красный котельщик» внедрена автоматическая сварка газо-плотных панелей из оребренных и гладких труб методом сварки полосы из сталей 20, 12Х1МФ, автоматическая аргонодуговая обварка трубок 012...32 мм в трубных досках тепло-обменных аппаратов автоматами АГАТ-1, стационарные газо-резательные машины ПКФ и ППЛ, технология и оборудование для сварки пульсирующей дугой под флюсом корневых и промежуточных швов котельных камер, трубных узлов и сосудов среднего давления [3]. Электроннолучевая обварка труб в трубных досках на установке У-687 внедрена на Подольском машиностроительном заводе имени Орджоникидзе. На Белгородском заводе энергетического машиностроения внедрена автоматическая аргонодуговая сварка блоков трубопроводов , АЭС из сталей аустенитного класса в неповоротном положении автоматами АМ-11 фирмы «Астро-Арк» (США). Технологические процессы плазменно-порошковой наплавки арматуры, индукционно-вакуумной наплавки корпусов арматуры, автоматической наплавки ленточным электродом уплотнительных поверхностей деталей запорной арматуры внедрены на Чеховском заводе энергетического машиностроения.
Большие работы проведены в отрасли по разработке и внедрению новых высокопроизводительных сварочных материалов, обеспечивающих высокое качество изготовляемых изделий. К их числу относятся разработанные НПО «Атомкотломаш» флюс ФВТ-1 для автоматической сварки газо-плотных панелей со скоростью до 120 м/ч, флюс ФВТ-4 для автоматической сварки в узкую разделку барабанов котлов, подогревателей высокого давления и штуцеров; электроды ВПН-1 и ВПН-2 для наплавки уплотнительных поверхностей запорной арматуры, внедренные на ПО «Красный котельщик», а также разработанные НПО ЦНИИТмаш н широко внедренные сварочные флюсы ФЦ-16 и ФЦ-17.
Предприятия Отрасли обеспечены сварочным оборудованием, оборудованием для термической резки и механическим сварочным оборудованием. Следует отметить, что состав оборудования за годы X пятилетки значительно обновился. Некоторые технико-экономические показатели сварочного производства отрасли за 1978 г. приведены в табл. 2.
«О дальнейшем повышении эффективности сварочного производства». Дальнейший рост этого показателя предполагается за счет увеличения объемов применения автоматической сварки под флюсом, автоматической и полуавтоматической сварки в защитных газах, новых способов сварки (электроннолучевой, токами высокой частоты, взрывом и др.).
2. Широкое внедрение механизированной сварки кольцевых швов цилиндрических изделий в узкую и узко-щелевую разделки, что позволит в 2—3 раза сократить объем наплавленного металла и, соответственно, трудоемкость сварки.
3. Повышение уровня механизации процесса термической резки за счет внедрения линий с автоматизированной системой управления технологическим процессом резки, более широкого применения машин с числовым программным управлением и фотоэлектронным копированием, а также за счет механизации вспомогательных операций (подачи листа в зону резки, уборки вырезанных деталей и отходов и др.).
4. Увеличение производства сварных металлоконструкций, в том числе за счет выпуска их на комплексно-механизированных линиях и участках с применением поточных методов.
5. Разработка и внедрение технологии и материалов, позволяющих, снизить толщину антикоррозионной наплавки корпусного оборудования АЭС и, соответственно, повысить производительность процесса наплавки, трудоемкость которой достигает 40...45 % от трудоемкости сварки всего корпуса реактора.
6.. Автоматизация антикоррозионной наплавки внутренних поверхностей патрубков корпусного оборудования АЭС.
7. Применение односторонней сварки при изготовлении газо-плотных панелей и других изделий.
8. Разработка и внедрение оборудования для автоматического шипования прямых и гнутых газоплотных экранов котлов, работающих на топливе повышенной зольности (углях Канско-Ачинского бассейна и др.).
9. Широкое внедрение оборудования и технологии сварки труб с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ). Этот процесс сварки отличается высокой производительностью, отсутствием внутреннего грата.
10. Разработка и внедрение технологии и оборудования для контактной стыковой сварки труб сопротивлением.
11. Разработка и внедрение технологии и оборудования для автоматической аргонодуговой сварки в неповоротном положении труб поверхностей нагрева котлов и передвижных парогенераторных установок типа УВ и УПГ.
12. Внедрение промышленного производства высокоэффективных мембранных поверхностей нагрева (экранов, экономайзеров, ширм пароперегревателей). Мембранные конвективные поверхности и технология их изготовления с применением способов сварки ТВЧ и электро-заклепками в углекислом газе повысят надежность котельных агрегатов, обеспечат экономию труб до 30 % и общую экономию металла до 15 %, а также позволят получить большой народнохозяйственный эффект.
13. Создание и выпуск электродов с улучшенными сварочно-технологическими свойствами.
14. Разработка высокоэффективных флюсов для сварки в щелевую разделку изделий тепловых и атомных электростанций.
15.          Разработка и применение «сварочных центров», позволяющих выполнять на ограниченных производственных площадях комплекс различных технологических операций.
Решение указанных проблем позволит сварочному производству отрасли успешно освоить изготовление принципиально новых изделий котлостроения и атомного машиностроения, отличающихся высокой эксплуатационной надежностью и долговечностью.