EAST项目验收汇总

 

EAST首件超导纵场磁体总结验收会

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TF3#磁体的验收报告

  TF3#磁体系EAST 16并纵场磁体中的一并,其外形轮廓为宽2.6m,高4.2m的D形楔形件,楔形窄端约0.31m,宽端约1.3m。磁体由绕组和线圈盒两部分组成,绕组封焊在线圈盒中经环氧浇注后成为一个整体。绕组由NbTi超导股线与铜线等经绞缆、穿管、压方成20.4×20.4的单根长度为600m的CICC方导体,然后用连续绕制的方式,用两根导体绕制成两个单并合成一并磁体,其间需饶包绝缘,放置测量线,制作输氦短管和超导接头,并进行一次环氧浇注。盒体是全焊接结构,用低温性能好的超低碳含氮不锈钢316LN,把不同厚度的热扎钢板剪裁成要求的形状拼焊而成。同时在其外表面开槽放置冷却管并用低温钎焊,使冷却管和盒体焊接成一体成为一个线圈盒坯件,后经各机械加工工序,半精加工和最终成形加工成要求的形状,其间穿插把绕组封焊在盒体中并进行二次环氧浇注。

  经如此上百道工序,经由各种严格检验,如对形位公差,对真空性能,对焊缝质量,对绝缘性能等局部工序检验。同时我们对焊缝进行了无损探伤,如X光拍片和超声检测;对真空部件采用了打压检漏和氦质谱检漏;对绕组分别进行绝缘电阻检测,匝间和对地绝缘耐压检测,形位公差检测,光洁度检测,期间经低温通电试验,通电电流超过了16.4KA。至此,最终的TF3#磁体由研制中心提交验收小组进行验收总检。经复检小组的检测,对磁体的质量阐述如下:

一、 整个加工过程按由ISO9000标准的精神制定的质量管理体系控制,每道加工工序的质量文件齐全。

1、现有文件
1)导体加工合格证和质量文件
2)绕组绕制合格证和质量文件
3)线圈盒坯件加工合格证和质量文件
4)环氧浇注合格证和质量文件
5)机械加工合格证和质量文件
6)线圈盒封焊合格证和质量文件
7)接头加工合格证和质量文件
8)磁体整体检漏纪录
9)磁体整体电气测试(诊断线完好,对地绝缘等)记录

其中各相关的工序附有真空检漏的质量文件,绝缘检测质量文件等重要文件。各主要材料附有材料的质保书和重要的理化性能数据。

2、线圈盒坯件附有:
1) 焊接工艺评审
2) 首件验收工艺评审
3) 复检表
3、 低温通电励磁实验记录

二、 总检验收结论

  TF3#磁体外表光亮,经精加工后主要位形公差均在设计要求的范围内,其中三个基准面和22.5o角度平面的垂直度,平面度均符合设计要求,在近10m2的斜面上平面度和垂直度均保持在0.1mm范围内,安装基准F面平行度和垂直度仅为0.03mm。大楔块抗剪键槽的角度偏差,实测两个下部角度误差为零,上部角度正确,位置平移了0.1mm,键槽的垂直度和平行度均为0.01mm,小楔块上的键槽也都达到了设计要求,重力支撑面上的安装孔中心位置偏差最小为零,最大达1.2mm,销孔位置误差小于或等于0.05mm。综合所述可以说,磁体的基准面和配合面加工精准,为后续安装打下了良好的基础。但是从复检看,超导引出线在X向最大偏离了11.9mm,在今后总装时必须注意协调两搭接头位置,以保证超导接头能达到良好的性能。又极向场安装孔和螺孔的加工中心个别偏离了2mm,大部分均在要求的范围内。(详见复检总检表)

  TF3#磁体,从导体到绕制、环氧浇注,封焊直至最后精加工,以及冷却管路的连接,每道工序均做到了精心加工,精心保护。导体尺寸精度和形位公差完全满足了设计要求,它是精确加工的保证。磁体绕制精度是保证磁体正确形状的关键,3.5m×2.5m的大型D形超导磁体,其形状误差在±1mm范围内,形状十分规整,从而保证了和线圈盒内腔的精确装配。环氧浇注质量上乘,通体半透明,极少富胶区,对整体强度和刚度起了极好的作用,保证了绝缘和耐压性能。

  TF3#磁体封焊也是关键单元技术,既保证了焊接强度和一定的密封性,也控制了焊接温度不损坏绕组绝缘,同时也控制了焊接变形在允许范围内,保证了后续加工能顺利进行。

  TF3#磁体盒体汇流排在极其有限的空间中,规则排列组装、焊接,50Kg压力下检漏无误。
TF3#磁体的拱手接头通过16.4KA以上的大电流,其接头电阻约为5×10-9欧姆。

  根据综合检验结果,检验小组认为磁体各关键技术指标均达到或超过了设计指标要求,质量优等,建议验收小组予以最终验收。

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