Témata
Reklama

Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

Komplex zahrnuje deset horkých (8 gama a 2 alfa) a jednu polohorkou komoru (pro materiály s aktivitou do 250 GBq 60Co). Komory jsou vyrobeny z korozivzdorné oceli a vybaveny novými moder-ními technologiemi pro komplexní zpracování (soustružení, frézování, vrtání, broušení, elektrojiskrové obrábění atd.), mechanické testování (deformační a únavové zkoušky, tečení/creep, korozněmechanické zkoušky atd.), mikrostrukturní analýzu pomocí optické a skenovací elektronové mikro-skopie a také měření lokálních mechanických vlastnosti (modul pružnosti, tvrdost, indentační creep). Všechny boxy jsou hermetické z důvodu zamezení úniku a šíření kontaminace na pracovišti. Hermetičnost boxu je zabezpečena vzduchotechnikou, která udržuje pracovní podtlak v každé komoře na hodnotách od 150 Pa (gama boxy) do 500 Pa (alfa boxy). Konstrukce boxu je tedy navržena tak, aby tvořila první bezpečnostní bariéru proti účinkům ionizujícího záření. Další stupeň ochrany je zabezpečen biologickým stíněním, které se skládá z ocelových segmentů o celkové tloušťce až 500 mm, ve kterém jsou hermetické boxy umístěny. Celkově bylo použito na výstavbu biologického stínění horkých komor až 2 000 tun oceli. Pro manipulaci s radioaktivním materiálem jsou všechny komory vybaveny párem mechanických kopírovacích manipulátorů a radiačně odolnými průzory z olověného skla o tloušťce 900 mm, jejichž stínicí účinek je ekvivalentní ocelovému stínění.

Reklama
Reklama
Pohled do operátorovny horkých komor

Zpracování radioaktivního materiálu v horkých komorách

Pro mechanické testování ozářených materiálů je nutné zpracovat materiál podle příslušných norem do podoby zkušebních těles. Z tohoto hlediska byly horké komory vybaveny potřebnými obráběcími CNC stroji. V komoře pro zpracování radioaktivního materiálu se nachází pouze strojní část zařízení a nezbytné příslušenství pro obrábění. Veškeré ovládání stroje je vyvedeno mimo horkou komoru a nachází se v operátorovně, kde není vystaveno škodlivým účinkům ionizujícího záření. Na elektrické propojení části zařízení byly použity radiačně odolné kabely. Operátor obsluhuje stroj výhradně mechanickými manipulátory z operátorovny za pomocí kamerového systému nebo přímým pohledem do komory přes průzor. Horké komory jsou vybaveny technologiemi pro výrobu a zpracování ozářeného nebo radioaktivního materiálu.

Detail mechanického manipulátoru

Pro dělení materiálů větších rozměrů a také pro výrobu plochých těles se používá metoda elektrojiskrového řezání. Obrábění je prováděno čtyřosou elektrojiskrovou drátovou řezačkou EIR EMO2, dodávanou slovenskou firmou Emotek. Stroj je řízen počítačem a pracuje na principu převíjení napnutého svisle vedeného drátu (nejčastěji mosazného) za současného přívodu kapalného dielektrika (deionizovaná voda). Na obráběný materiál je přiveden signál z generátoru napájení jiskřiště a při vhodné vzdálenosti obou elektrod a dostatečného přívodu dielektrika nastává při kontaktu drátu s obrobkem jiskření. Posouváním materiálu obrobku vůči drátu dochází k úběru materiálu a vyříznutí požadovaného tvaru. Tahle metoda umožňuje vyrábět tahová tělesa ze zirkonových trubiček, která slouží k pokrytí uranového paliva v jaderném reaktoru.

Pohled shora do otevřené komory
Operátor při práci s elektrojiskrovou řezačkou

Pro výrobu zkušebních těles s kruhovým průřezem se používá speciálně upravená kombinovaná frézka – hrotový soustruh FC – SRL 20 CNC se čtyřmi řízenými osami, dodávaná firmou Mikronex. Obrábění radioaktivních materiálů je z důvodu minimalizace produkce radioaktivního odpadu prováděno bez použití řezné kapaliny. Obrábění proto obnáší určité nevýhody, jako třeba rychlejší opotřebení nástroje. Pro obrábění se používají vyměnitelné břitové destičky se slinutých karbidů od firmy Pramet Tools. Délka zkušebních těles pro soustružení se pohybuje převážně v rozmezí 20 až 50 mm s maximálním průměrem 15 mm. Vzhledem k obrábění tak malých rozměrů byl pro podepření materiálu nahrazen klasický koník soustruhu přípravkem s vnitřním kuželem pro jednotlivé typy těles na jejich přesné průměry. Přípravky umožňují výrobu zkušebních těles bez potřeby další manipulace se vzorkem.

Manipulace se vzorkem pomocí manipulátorů
Vkládání hermetického boxu do stínění

Broušení je prováděno rovinnou bruskou BRH 20 s CNC řízením ve třech osách, také dodávané firmou Mikronex. Bruska poskytuje možnost broušení v základních cyklech, jako například plošné, zapichovací a kombinované. Obrobky se upínají do speciálně vyrobených přípravků pro jednoduchou manipulaci se vzorkem. Pracovní část brusky je zakrytována a připojena k aktivní ventilaci pro odsávání radioaktivního prachu, která vede přes dvoustupňovou filtraci do centrální aktivní vzduchotechniky.

Prezentované výsledky byly finančně podpořeny Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy – projekt LQ1603 Výzkum pro SUSEN. Práce byla realizována na velké infrastruktuře Udržitelná ener-getika (SUSEN) vybudované v rámci projektu CZ.1.05/2.1.00/03.0108 a CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_008/0000293, která je finančně podporována Ministerstvem školství, mláde-že a tělovýchovy – projekt LM2015093 Infrastruktura SUSEN, a s využitím infrastruktury Experimen-tální jaderné reaktory LVR-15 a LR-0, která je finančně podpořena Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy – projekt LM2015074.

Centrum výzkumu Řež, s.r.o.

Ing. Tatiana Adamíková

tatiana.adamikova@cvrez.cz

www.cvrez.cz

Reklama
Související články
Lipsko letos jenom digitálně

Tradiční dvojice veletrhů pro oblast strojírenství a subdodavatelského průmyslu Intec a Z v Lipsku se letos uskuteční v termínu 2.–3. března 2021 výhradně digitálně pod názvem „Intec/Z connect“. Společnost Leipziger Messe, pořadatel veletrhu, se takto rozhodla, neboť současný vývoj koronavirové pandemie a s tím spojená omezení neumožňují takto velkou akci smysluplně realizovat klasickou ani hybridní formou

EMO Hannover 2013: část 8 - upínání obrobků

V tomto vydání se již naposledy v ucelené monotematické retrospektivě poohlédneme po loňském veletrhu obráběcí techniky EMO Hannover. Autor tohoto příspěvku se zaměřil na problematiku upínání obrobků. A co nového v této oblasti firmy nabízejí? Čtěte dále.

Závěrečné oponentní řízení CK-SVT

V dubnu 2012 byl na půdě Fakulty strojní ČVUT v Praze oficiálně zahájen osmi letý projekt Centrum kompetence - Strojírenská výrobní technika v rámci dotačního programu Technologické agentury ČR. Projekt byl úspěšně ukončen ke konci roku 2019 a v červnu 2020 proběhlo Závěrečné oponentní řízení ve firmě TOS Varnsdorf, jednoho ze spoluřešitelů.

Související články
Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

Technologie roku 2018

Další z řady odborných seminářů společnosti Misan v jejím sídle v Lysé nad Labem s názvem Technologie roku 2018 se uskutečnil v únoru ve spolupráci se společností Tungaloy. Hlavními tématy byly automatizace výrobních procesů, monitorování a propojování výrobních strojů a systémů a představení nových výrobních zařízení, nástrojů a technologií, které pak byly následně předvedeny v praktické části semináře při ukázkách obrábění. Bonusem na semináři byla přítomnost chairmana a CEO Okuma Europe a Okuma America Corporation Takeshiho Yamamota a senior manažera z oddělení obchodu Okuma Europe Ralfa Baumanna, kteří poskytli MM Průmyslovému spektru exkluzivní rozhovor.

Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Hlavní trendy EMO Hannover 2017 očima výzkumníků

Hannoverský veletrh EMO je právem považován za výkladní skříň toho nejlepšího, co inovační týmy světových leaderů i jejich následovníků navrhli a v prototypech či již sériově nabízejí. Sektor výrobních strojů bývá na špici technického pokroku v oblasti strojírenství a udává směr dalším oborům, které jej následují. U nás má velkou tradici a není proto s podivem, že letos do Hannoveru zavítalo na 2 200 českých návštěvníků.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Veletrh EMO opět v Hannoveru

Mezinárodní kovozpracující veletrh EMO se po čtyřech letech opět vrací do Hannoveru. Konat se bude od 18. do 23. září a podle našich informací je určitě na co se těšit. Letošním heslem veletrhu je „Connecting systems for intelligent production“, volně přeloženo „Propojováním systémů k inteligentní výrobě“. Cílem tohoto článku je představit trendy letošního veletrhu a několik novinek společností, které v průběhu předveletržní tiskové konference prozradily, jaké inovace budou na svých stáncích v Hannoveru prezentovat.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit