?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Минутка статистики

В январе этого года была закончена кампания по производству ниобий-оловянных стрендов для ИТЭР. В общей сложности с 2007 по 2017 год (причем массовое производство началось с 2009) было выпущено 825 тонн материала, в пике больше 100 тонн в год. Производство было распределено между 6 странами-партнерами - Китаем (7,5%, проводник для токовводов), Европа (20,18%, проводник для тороидальных катушек), Япония (25%, проводник для центрального соленоида), Корея (20,18%, проводник для тороидальных катушек), Россия (19,3%, проводник для тороидальных катушек) и США (8% проводник для тороидальных катушек). Общая стоимость материала составила 350 млн евро.


Один из современных вариантов ниобий-оловянного проводника: при общем диаметре 0,81 мм в бронзовой (сплав меди, олова и титана) матрице организовано 8035 филамента из ниобий-танталового сплава. Бронзовое ядро окружено танталовым защитным барьером и медной оболочкой. После намотки в ходе термообработки ниобий образует с оловом из бронзы сверхпроводник Nb3Sn, бронзовая матрица станет медной, тантал организует защитные продиводифуззионные барьеры. Критический ток при 4.2К - до 800 А на мм^2.

В середине 2000х годов, перед началом кампании ИТЭР выпуск ниобий-оловянных стрендов не превышал 15 тонн в год, т.к. этот проводник требует сложных технологических операций при намотке в магнит - длительной термообработки и организации электрической изоляции без разворачивания термообработанного проводника. Под производство такого количества нового материала в каждой из стран-участниц было создано новое производство, и есть надежда, что в целом применение ниобий-олова вырастет (кроме традиционного потребителя в виде СП-магнитов для научных приборов в последние годы еще появились и ЯМР-томографы с ниобий-оловянными сверхпроводящими магнитами).

Comments

( 38 comments — Leave a comment )
burned_hrum
Feb. 26th, 2017 07:50 am (UTC)
Давно хотел спросить - а то, что одинаковые изделия производятся в разных странах не приводит к несовместимости или конфликтам оборудования? А то у Airbus'a были проблемы состыковать немецкие крылья к французскому фюзеляжу даже в рамках одной корпорации.
tnenergy
Feb. 26th, 2017 07:56 am (UTC)
Насколько я понимаю, проводник из разных стран, действительно, отличался не только из-за ментальности, но и потому что технологии странами были выбраны несколько разные (вот я например описал "бронзовый вариант", а в Корее и США делали проводник со свободным оловом, не бронзой). Для каждого типа проводника был подобрана своя технологическая траектория при превращении его в магнит, ну и помогает некая интерактивность процесса - например после термообработки весь уже уложенный проводник проходится лазерным сканером и его точная траектория (с точностью 0,1 мм, емнип) записывается для расчета магнитных осей.
jr0
Feb. 26th, 2017 02:43 pm (UTC)
Не было таких проблем. Вообще, крылья производят в разных странах с фюзеляжем и для Lockheed, и для Boeing.
burned_hrum
Feb. 26th, 2017 08:38 pm (UTC)
>...поскольку компоненты от разных поставщиков иногда плохо стыковались между собой. В итоге первые поставки B-787 в авиакомпании были задержаны более чем на три года...
http://www.ato.ru/content/kak-sdelat-samolet
Давайте не будем столь категоричны. Про Airbus сейчас не нашел, но там были задержки из-за разных версий ПО на разных заводах.
(no subject) - jr0 - Feb. 26th, 2017 09:11 pm (UTC) - Expand
ssmag
Feb. 26th, 2017 08:29 am (UTC)
А у нас кто делал проводники?
tnenergy
Feb. 26th, 2017 08:56 am (UTC)
Чепецкий механический завод (г. Глазов, часть ТВЭЛ) изготавливал стренды, НИИКП в Подольске свивал из стрендов кабель, ИФВЭ в Протвино затягивал эти кабели в стальную трубу, обжимал и сматывал в транспортную катушку, наконец Курчатовский институт на своем стенде проиводил холодные испытания проводника на течи.

Если ткнуть в тег "магниты", то можно найти более подробное описание и даже ролики по этой тематике.
twincat
Feb. 26th, 2017 09:33 am (UTC)
Честно сказать, что-то из области научной фантастики. Либо я чего не понимаю. Фантастическая марка бронзы, олова больше чем где бы то ни было, включая БрОФ. Легирование титаном, который по сей день у нас только в берилку добавлялся, как его вообще смогли воткнуть в этот древнеегипетский блин сплав меди и олова, а главное зачем, из сюжета вообще не ясно. Где эту бронзу сварили - тоже ни мур-мур; ну, допустим, Кольчуга взялась, московский завод закрыт давно.

Ладно, тантал-ниобиевый сплав хотя бы понятно, почему - тантал всегда идет с ниобием и его отделять замаешься, химсвойства весьма близки. Но каким макаром именно ниобий станет сверхпроводником именно с оловом, а тантал с медью и титаном вежливо отойдут в сторонку - вообще непонятно.

Тантал-ниобиевые филаменты диаметром по 7 нанометров и длиной в километры - я не знаю таких технологий. Глазов всю жизнь работал по цирконию, если что. Волочильные станки на такой диаметр - это вообще за пределами воображения, ну то есть я верю, раз уж сделали, но без инопланетян тут явно не обошлось. Плюс эти филаменты каким-то образом структурировали и уложили, а потом залили бронзой. Километрами бронзы. Мой голова нихьт.
tnenergy
Feb. 26th, 2017 10:22 am (UTC)
Насчет химии-металлургии ничего не могу сказать, но как-то работает. А с филаментами проще - вот схема получения:

twincat
Feb. 26th, 2017 05:58 pm (UTC)
Просил бы обратить внимание, что при указанном вами процессе ниобий ВООБЩЕ не контактирует с бронзой. Только с медью. С бронзой будут контактировать только КРАЙНИЕ заготовки первого порядка, и то своими медными частями. Не представляю себе, сколько это добро надо запекать, чтоб олово продиффундировало из бронзы в центр заготовки, соприкоснулось с филаментом и прореагировало с ниобием.
(no subject) - tnenergy - Feb. 26th, 2017 08:14 pm (UTC) - Expand
(no subject) - twincat - Feb. 26th, 2017 09:56 pm (UTC) - Expand
(no subject) - Mad Max - Feb. 26th, 2017 09:59 pm (UTC) - Expand
(no subject) - twincat - Feb. 26th, 2017 10:10 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - Feb. 26th, 2017 09:55 pm (UTC) - Expand
(no subject) - twincat - Feb. 26th, 2017 09:58 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - Feb. 26th, 2017 10:07 pm (UTC) - Expand
(no subject) - twincat - Feb. 26th, 2017 10:16 pm (UTC) - Expand
nick_55
Feb. 26th, 2017 09:46 pm (UTC)
Это "из области научной фантастики" существовало в СССР примерно с середины 70-х и называлось СКНО-7225 и после 1980 МКНО-14641, цифры - число волокон в сверхпроводящем проводе. Только в наше время для ИТЭР число волокон уменьшили до 10000, чтобы уменьшить гистерезисные потери. Как делают ниобий-оловянный провод, хозяин журнала ниже в комменте рассказывает.
(no subject) - twincat - Feb. 26th, 2017 10:04 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - Feb. 26th, 2017 10:08 pm (UTC) - Expand
yak21
Feb. 26th, 2017 09:53 am (UTC)
Немного оффтопа
Тут пробегала новость в блогах, что второй реактор для Белорусской АЭС тоже стукнули, только уже при транспортировке по жд. Знаете что-нибудь по-этому поводу?
tnenergy
Feb. 26th, 2017 10:19 am (UTC)
Re: Немного оффтопа
Да, при транспортировке белорусские железнодорожники зацепили (вроде как на очень низкой скорости) заглушкой нижнего патрубка САОЗ столб, но коллективно посчитали, что это не привело к повреждениям реактора.
alicecoo
Feb. 26th, 2017 01:10 pm (UTC)
почему такие низкие температуры для сверхпроводника?
ведь уже давно есть сверхпроводники работающие при температуре кипения азота!
amginskiy
Feb. 26th, 2017 01:32 pm (UTC)
Re: почему такие низкие температуры для сверхпроводник
Есть, но там давления высокие...
tnenergy
Feb. 26th, 2017 01:34 pm (UTC)
Re: почему такие низкие температуры для сверхпроводник
Вопрос всплывает в каждой теме про сверхпроводники... С высокотемпературными СП (ВТСП) сегодня есть проблемы:

а) ВТСП при магнитном циклировании довольно быстро (за сотни циклов) теряют качество - магнит перестает работать. Нужно улучшить этот параметр хотя бы в 10 раз, прежде чем в серьезные установки начнут делать ВТСП-магниты.
б) при это ВТСП второго поколения нормального качества появились лет 6-10 назад, первые кабели и магниты из них появились лет 5 назад, опыт у инженеров пока не очень большой.
в) ВТСП сложно сконфигурировать в непланарный магнит, нужный для некоторых термоядерных установок
г) ВТСП не любят переменных и внешних поперечных магнитных полей заметно больше, чем НТСП
д) у ВТСП большие сложности с квенчами - нормальная проводимость распространяется по проводнику медленно и энергия магнитного поля тупо пережигает начальную область перехода. Для борьбы с этим приходится вводить в магнит нагреватели, что для конструкций масштаба ИТЭР сложно

А когда проектировалась магнитная система ИТЭР (25-15 лет назад), ВТСП вообще не годились на роль материала для больших магнитов.
ну вот например - alicecoo - Feb. 26th, 2017 11:29 pm (UTC) - Expand
(no subject) - Андрей Гаврилов - Feb. 26th, 2017 11:51 pm (UTC) - Expand
(no subject) - zug - Feb. 26th, 2017 08:02 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 26th, 2017 08:13 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - Feb. 26th, 2017 10:20 pm (UTC) - Expand
( 38 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

June 2018
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
Powered by LiveJournal.com