МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЗАЩИТНОГО КОНТЕЙНЕРА С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ГЕРМООБЪЁМА

UPGRADING THE DESIGN OF THE PROTECTIVE CONTAINER TO ENSURE RELIABILITY AND DIAGNOSTICS OF GAS ENVIRONMENT PRESSURIZED SECTIONS

Savichev Ivan Sergeevich

graduate student, Department "Technology of mechanical engineering» Arzamas Polytechnic Institute (branch) Nizhny Novgorod state technical University

Russia, Arzamas

Продуктами производства атомной отрасли чаще всего являются изделия, требующие особые условия транспортирования и хранения, поэтому важным этапом разработки конструкции контейнеров является обеспечение сохранности, исправности и пригодности к применению продуктов производства, защиту их от механических повреждений, загрязнений и увлажнения при хранении и транспортировании.Для обеспечения безопасности перевозимых изделий необходимо исследовать  процессы изменения газовой среды в гермообъёме транспортных средств (контейнеров).

Одним из направлений эксплуатации контейнеров является возможность исследования состояния продуктов производства в условиях эксплуатации.

Достижение высокого уровня безопасности невозможно без принятия должных организационных мер. С одной стороны, эти меры должны быть направлены на обеспечение эксплуатационных показателей и разработку надежных конструкций контейнеров. С другой стороны должны обеспечивать возможность контроля внутренней среды в полости контейнера и диагностики газовой среды гермообъёма в любой момент.

Возможность изучения показателей газовой среды дает возможность разработать технологию эксплуатационного обслуживания контейнеров и транспортируемых изделий с обеспечения их безопасности и сохранности максимально возможный период времени, а полученный результаты определяют гарантийный срок эксплуатации контейнера.

Применение в конструкциях контейнеров систем дегазации и дезактивации значительно сокращает время на проведение плановых профилактических работ с контейнерами и дает более полные показатели эксплуатационных испытаний контейнеров.

Для увеличения срока службы и хранения транспортируемых изделий с возможностью проведения ремонтных работ и технического обслуживания, а также получения возможности исследования газовой среды внутреннего гермообъёма транспортных средств возникла необходимость модернизации, имеющегося контейнера, рисунок 1.

Рисунок 1. Общий вид контейнера​

Контейнер, это устройство для временного хранения, транспортирования изделия в процессе проведения испытаний и эксплуатации со следующими техническими характеристиками:

-габаритные размеры: диаметр - 320 мм; высота – 287мм;максимальный размер крепления транспортируемых изделий ⌀145 мм;

- масса контейнера – 19,25 кг;

- для грузоподъемных работ с контейнером применяются траверсы со стропами, а также оборудование спецмашин, предназначенных для транспортировки;

- контейнер может храниться в любых климатических условиях, температурный режим от +45  до -50 .

Как видно из рисунка 1, корпус контейнера представляет собой сварную цилиндрическую конструкцию, состоящую из основания и колпака. Герметизация контейнера осуществляется путем зажима фланцем основания фланца колпака резиновой прокладкой, установленной в паз основания. На боковой поверхности корпуса имеются две проушины для подъема и швартовки. Изделие, транспортируемое в контейнере, устанавливается между основанием и кольцом, установленном на осях фиксируясь пружинами и гайками. Оси вкручиваются и крепятся в основании. Проверка герметичности производится через штуцер, установленный в стакан колпака. После проверок герметичности штуцер глушится гайкой и контрится.

Конструкция «Контейнера» не представляет сложности и построена основе принятых технологий. Основание является наиболее массивной частью. Колпак облегченной конструкцией. Эксплуатация и сборка контейнера не представляет сложности.

Данный контейнер имеет возможность проведения проверки герметичности, но не имеет возможности периодических проверок газовой среды и дегазации в процессе эксплуатации и проведения эксплуатационных испытаний.

Предметом изучения и модернизации является конструкция контейнераимеющегося в эксплуатации на предприятии, рисунок 1. Объектом исследования являются условия эксплуатации, определяемые техническим заданием. Теоретическую и методическую основу составляют аналоговая имеющаяся научно-конструкторская документация и технологии, применяемые на предприятиях  отрасли, а также материалы печати, материалы научно-практических семинаров и ресурсов сети интернет [4,5,6].

Для проведения проверки сохранения технических характеристик и обеспечения полноценной работоспособности системы автоматики и контроля изготавливаемых изделий  проводят испытания имитирующие условия длительного хранения и воздействий на процессы изменения газовой среды и изменения параметров давления в гермообъеме контейнера, в котором транспортируется и хранится изделие. Полученные результаты позволят разработать рекомендации по проведению регламентных работ в процессе проведения эксплуатационного обслуживания.

В процессе проведения испытаний на конструкции, рисунок 1, выявлены проявления реакции коррозионного разрушения металлов, выделяемые в виде теплоты и рассеивающиеся в гермообъеме. Ржавление металлов, образование окалины при высоких температурах влияют на уменьшения прочностных характеристик металлов и могут вызывать выделения.Взрывчатые вещества, содержащиеся в изделиях, способны к быстрому химическому превращению, с образованием больших объемов газов, поэтому особо важно изучить протекающие в гермообъеме контейнера процессы. Но проводимые испытания не давали возможности получения точных результатов, т.к. отбор проб газовой среды осуществлялся при вскрытии контейнера, начальные показатели внутреннего давления нарушались.

Предметом исследования климатических испытаний является газовая среда образующаяся внутри гермообъема контейнера в процессе искусственного старения заряда и проверок влияния различных газовых сред на его стенки и работу предохранительных устройств.Во внутренних объемах объекта возможно возникновение коррозии стенок корпуса, деталей, вызванное как сернистыми соединениями, так и некоторыми металлами, содержащимися во внутреннем объеме заряда.

В ряде экспериментов конструкционные материалы могут находиться в контакте с агрессивными газами, т.е. требуются специальные меры безопасности при проведении работ. Данные меры должны обеспечиваться герметизацией и точными измерениями. И, конечно же, важно помнить, что безопасность и здоровье людей превыше всего.

Унифицированный контейнер может использоваться всеми видами транспорта без ограничения температур. Характер и размер перевозимого груза определяет основные технические характеристики контейнера. Именно поэтому, поставлена задача по усовершенствованию имеющихся в использовании  приспособлений, необходимых в работе предприятий и подтвердивших свою востребованность, это позволяет повышать производительность и безопасность труда.

Основными требованиями, предъявляемыми техническим заданием к вновь разрабатываемой модели контейнера, являются:

• защита  транспортируемого изделия от аварийных ситуаций (пожара, падение, столкновения транспортных средств);
• герметичность – для обеспечения временного хранения в требуемой газовой среде;
• габаритне размеры – для удобства работы в исследовательском комплексе с размерами 1×0,7м;
• возможность проведения испытаний, изучающих влияния изменения газовых сред на конструкцию зарядов;
• возможность проведения дегазации;
• обеспечение возможности профилактической проверки герметичности контейнера и проверки газовой среды внутреннего объема.

По результатам проведенной научно-исследовательской работы разработана конструкция «Защитного контейнера», рисунок 2.

В связи с изменением условий эксплуатации изготавливаемых и транспортируемых изделий возникла необходимость модернизации контейнера, в основу которой входят следующие задачи:

- облегчение конструкции, при сохранении используемых материалов;

- введение приборов и механизмов, обеспечивающих возможность измерения во внутреннем объеме контейнера давления и температуры;

- введение прибора для выравнивания и замера  давления при обеспечении герметизации и отбора проб газовой среды контейнера;

- введение прибора для проведения дегазации.

В результате проведенной работы спроектирован «Контейнер защитный», рисунок 2, с новыми техническими данными:

- габаритные размеры: диаметр  320 мм; высота – 286 мм; размеры по вентилям - 310 мм; максимальный размер крепления транспортируемых изделий ⌀148 мм;

-уменьшена масса контейнера – 10,25 кг;

- контейнер может храниться в любых климатических условиях температурный режим от +45  до -50 .

В конструкцию вновь разработанного контейнера введена система дегазации и дезактивации. Как видно из рисунка 2, в конструкцию контейнера внесены следующие изменения:

-  на верхней поверхности колпака ввариваются две втулки, в которые устанавливается клапан и мановакуумометр;

-  контроль за состоянием газовой среды осуществляется двумя вентилями, установленными в приваренные на боковых поверхностях патрубки и закрепленными вентилями;

- испытываемое или эксплуатируемое изделие в контейнере устанавливается между ложементами, фиксируясь пружинами и гайками.

Рисунок 2. Общий вид модернизированного контейнера

При необходимости использования изделий различной формы возможна замена ложементов. Изменена конструкция основания, с целью уменьшения массы контейнера и повышения его функциональности.

Проведены сравнительные испытания для проверки герметичности обоих контейнеров и отбор проб газовой среды в условиях имитирующих опытное хранение при повышенных и пониженных температурах. В процессе проведения испытаний постоянно контролировалось давление в гермообъеме, периодически брались пробы газовой среды, были определены критические температуры, влияющие на состояние газовой среды и требуемые периоды проведения дегазации. Сокращено время проверки герметичности, с возможностью снятия показаний измерения давления во внутреннем объеме. Изучение состава проб газовой среды позволило изучить влияние газовой среды и температурных изменений на возникновение коррозии, определил меры по предотвращению возникновения коррозионных процессов Сравнительный анализ подтвердил, что проведение дегазации внутреннего объема продляет жизненный цикл транспортируемых изделий и предотвращает развитие коррозионных процессов. Изменение конструкции контейнера значительно сократило время проведения регламентных работ. Проведенные испытания подтвердили целесообразность изменения конструкции с установлением гарантийного срока контейнеру 15 лет.

Список литературы:

1. Исаев Н. И. Теория коррозийных процессов / Н. И. Исаев. - М.: Металлургия, 1997. - 368 с.
2. Розенфельд И. Л. Защита металлов от коррози и лакокрасочными покрытиями / И. Л. Розенфельд, Ф. И. Рубинштейн, К. А. Жигалова. - М.: Химия, 1987. - 222 с.
3. Строкан Б. В. Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии / Б. В. Строкан. -Л.: Химия, 1987. - 280 с.
4. Малашкина В.А. Дегазационные установки. Учебное пособие. Издательство Московского государственного горного университета, Москва, 2007 г., 189 с.
5. Прудникова В. П. Контейнер - каксредство перевозки грузов: Учебное пособие. - Владивосток: МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2009. - 29 с.
6. КоганЛ. А., КозловЮ. Т., СитникМ.Д. и др. — Под ред. Л. А. Когана. Контейнерная транспортная система - Издательство: Транспорт,  1991-258с.