Актуальність теми. Автоматизована вихрострумова система контролю трубчатих оболонок твелів є актуальною темою, оскільки вона стосується питань безпеки та ефективності ядерної енергетики, яка є одним з найперспективніших та найчистіших джерел енергії в сучасному світі. Ядерні реактори використовуються не тільки для вироблення електроенергії, але й для наукових, медичних та промислових цілей. Однак, ядерна енергетика також має свої ризики, пов'язані з можливими аваріями, витоками радіації, терористичними атаками та проблемами з утилізацією відходів. Тому, необхідно забезпечити високий рівень контролю якості та надійності ядерних установок, особливо тих, що містять тепловиділяючі елементи (твелі), які безпосередньо беруть участь у ядерному розщепленні.
Вихрострумовий метод є одним з найефективніших та найточніших методів неруйнівного контролю трубчастих оболонок твелів, які можуть мати дефекти, що призводять до порушення герметичності та витоку палива. Вихрострумовий метод дозволяє виявляти дефекти різних типів та розмірів, не контактуючи з трубчастою оболонкою, що зменшує ризик пошкодження. Однак, вихрострумовий метод також має свої складності, пов'язані з необхідністю точної настройки параметрів вихрострумового перетворювача, синхронізації руху перетворювача та трубчастої оболонки, обробки та інтерпретації вихрострумових сигналів. Тому, актуальним є розробка автоматизованої вихрострумової системи контролю трубчатих оболонок твелів, яка б забезпечила швидкий, точний та надійний контроль якості твелів.
Об’єктом дослідження. Процес автоматизованого вихрострумового неруйнівного контролю оболонок ТВЕЛів АЕС.
Предметом дослідження. Методи та засоби автоматизованого вихрострумового неруйнівного контролю сталевих тонкостінних оболонок ТВЕЛів АЕС в процесі їх виробництва.
Мета дослідження
Метою дослідження є розробка автоматизованої вихрострумової системи контролю трубчатих оболонок твелів, яка б включала наступні основні етапи:
- аналіз вимог до системи контролю та визначення її функціональних та технічних характеристик;
- вибір та розробка вихрострумового перетворювача, який б забезпечував оптимальну чутливість та роздільну здатність до дефектів трубчастих оболонок твелів;
- вибір та розробка механічного приводу, який б забезпечував рівномірний та синхронізований рух вихрострумового перетворювача по поверхні трубчастої оболонки;
- вибір та розробка блоку обробки та візуалізації даних, який б отримував, обробляв та відображав вихрострумові сигнали, а також виявляв та локалізував дефекти трубчастих оболонок твелів;
- вибір та розробка блоку керування, який б забезпечував синхронізацію роботи всіх елементів системи контролю, а також здійснював діагностику та налагодження системи;
- проведення експериментальних досліджень та аналіз результатів роботи автоматизованої вихрострумової системи контролю трубчатих оболонок твелів.
Методи дослідження. Для розробки автоматизованої вихрострумової системи контролю трубчатих оболонок твелів були використані наступні методи дослідження:
- методи математичного моделювання вихрострумових сигналів , що виникають внаслідок наявності дефектів в трубчастих оболонках;
- методи комп’ютерного моделювання
-методи математичного аналізу
-методи інформаціно-вимірювальної техніки
-методи теоритичних основ електротехніки та теорії кіл
Практичне значення отриманих результатів:
1. Результати проєктування вихрострумової системи контролю трубок ТВЕЛів мужуть бути використані в процесі їх виробництва з метою підвищення надійності та довговічності експлуатації ТВЕЛів.
2. Автоматизація процесу ВСК та використання в системі двох типів перетворювачів – накладного матричного і прохідного дає змогу підвищити ефективність контролю, скоротити час контролю і звести до мінімуму помилки пов’язані з людським фактором.
Керівник: проф., д.т.н., проф. Куц Ю.В.
Повний текст дисертації (.pdf)
Повний перелік магістерських дисертацій
Перелік літературних посилань
1. https://www.britannica.com/technology/nuclear-reactor/Coolant-system
2. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/heat-exchanger-
3. reactorhttps://www.sciencedirect.com/topics/engineering/heat-exchanger-reactor
4. https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-
5. reactors/nuclear-power-reactors.aspx
6. https://jmash.uipa.edu.ua/index.php/jMASH/article/view/284
7. http://tkea.com.ua/siet/archive/2015/196.pdf
8. https://www.tech.vernadskyjournals.in.ua/journals/2021/2_2021/part_2/10.pdf
9. Стешенко, Я. В. Використання високомобільних роботів в задачах неруйнівного контролю / Я. В. Стешенко // XVI Всеукраїнська науковопрактична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні», 08- 09 грудня 2020 року, м. Київ, Україна : збірник праць конференції. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – С. 243-246
10. Ефимов А. В., Конструкции, материалы, процессы и расчеты реакторов и парогенераторов АЭС / А. В. Ефимов, Н. Н. Пелипенко. – Х.: Підручник НТУ «ХПІ», 2010. – 307 с. – ISBN 978-966-2426-00-7.
11. В. М. Учанін. Накладні вихрострумові перетворювачі подвійного диференціювання. – Львів : СПОЛОМ, 2013. – 268 с.
12. 18. Эдди Ч. Вихретоковый контроль с использованием матрицы датчиков /Ч. Эдди, Дж. Биттнер, Б. Лепаж, А. Ламар // В мире неразрушающего контроля. – 2007. – №2(36). – с.12-14.
13. Куц Ю.В. Экспериментальное исследование вихретоковой системы контроля крупногабаритных изделий / Ю.В. Куц, В.Ф.Петрик, Ю.Ю. Лысенко, А.Л.Дугин // Научни известия на НТСМ 2013. – №2 (139). – С.72–74 ( София, Болгария).
14. Nondestructive Testing Handbook, Third Edition: Volume 5, Electromagnetic Testing / Satish S Udpa (technical editor), Patrick O'Moore (editor). – ASNT,2004. – 536 p.
15. Троицкий В.А. Дефектоскопия ХХІ века (с соавторами), Киев, ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины, 2018, . — 196 с.
16. Розроблення стартап-проекту [Електронний ресурс]: Методичні рекомендації до виконання розділу магістерських дисертацій для студентів інженерних спеціальностей / За заг. ред. О.А. Гавриша. – Київ : НТУУ «КПІ», 2016. – 28 с.
