Характеристика графитовых электродов для сварки: как и где применяются, плюсы и минусы

ДомойБерегите глазаГрафитовый электрод. Сварка медных проводов

Соединить несколько медных проводов можно разными способами. Сварка занимает среди них особое место, поскольку по надёжности является одним из лучших методов. Полученное таким образом соединение отличается прочностью, хорошей электропроводимостью, отвечает максимальным требованиям безопасности и служит долгие годы. Для сваривания проводов применяют графитовый электрод, обладающий несколькими неоспоримыми достоинствами.

Достоинства графита, принцип сварки проводов

Особенностью этого вида электродов является их способность проводить ток и при этом не плавиться, что свойственно электродам иных типов. Графитовый электрод может выпускаться с разными формами наконечников, различной длины. Бывает обычный или омеднённый (имеющий медное покрытие, до 5% состава). Среди достоинств этого вида электродов выделяют следующие:

• невысокая цена, доступность, медленный расход;
• материал стержня не прилипает к соединяемым элементам;
• графит нагревается до температуры плавления металла очень быстро;
• для появления дуги достаточно тока 5–10 А.

Кроме того, если сварка медных проводов осуществляется графитовым электродом, то получаемое соединение получается устойчивым к коррозии и термостойким, а сами электроды не склонны к образованию трещин в процессе работы.

Для того, чтобы не допустить плавления изоляции проводов к месту выхода скрутки из изоляции присоединяют металлический радиатор (чаще всего медный, поскольку медь имеют высокую теплопроводность). Тепло от скрутки отводится за счёт большой площади контакта. Перед сваркой медных проводов их нужно подготовить, очистить от изоляции и/или лакового покрытия. Скрутку нужно делать плотно, чтобы витки тесно прилегали друг к другу, длина скрутки должна составлять 5-6 см. Концы проводов должны быть отрезаны на одинаковом расстоянии, чтобы ни один из них не оказался вне зоны действия сварки.

В месте крепления радиатора к проводам присоединяется зажим «массы» аппарата, после чего к обрезанным краям подносится графитовый электрод. Контакт должен быть кратковременным, не более 1 секунды. После прекращения контакта на конце скрутки образуется шарообразный участок расплавленной меди.

Применение и особенности работы

Понятно, что графитовый электрод используется не только для сварки проводов — область его применения гораздо шире. Для предварительной обработки металла перед сваркой или другими видами обработки, резки металлических заготовок, обработки кромок металла — для всех этих задач применяется данный вид электродов. Использование графита позволяет быстро и эффективно срезать заклёпки, осуществлять прошивку элементов из легированной или углеродистой стали. Применяются также специальные стержни для плавления стали, чугуна и сплавов в электротермических печах. Они изготавливаются с ниппелями, что позволяет соединять их между собой, из-за чего подача электрода в печь осуществляется непрерывно. Использование электродов из графита для дуговой резки металла снижает количество брака.

Электроды из графита применяются также в следующих процессах:

• сварка изделий из цветных металлов;
• заварка изъянов, полученных при литье;
• сваривание тонколистовых металлических элементов;
• наплавка твёрдосплавных частей к основе.

Работа с графитовым электродом может проводиться и с присадочным материалом. Пруток из материала, который используется в качестве присадочного, может подаваться в процессе сварки или укладываться заранее в место расположения шва.

Нужно помнить, что работа с этим видом электродов имеет свои особенности. При длительной сварке, чтобы материал стержня не расходовался слишком быстро, и дуга была устойчивой, нужно на электрод подавать минус (то есть должна применяться прямая полярность). Внешние факторы оказывают заметное воздействие на стабильность дуги. КПД при работе с графитом ниже, в сравнении с плавящимися электродами. Соединения, полученные в результате сварки получается не очень пластичными, не исключается появление пустот. Сама по себе работа, если применяется угольный или медно-графитовый стержень, значительно отличается от сварки обычными электродами, поэтому к ответственным задачам следует допускать лишь опытный персонал.

Требования техники безопасности и цены

Электропровода, которые свариваются между собой, необходимо предварительно отключить от сети. Средства личной защиты (одежда, перчатки, маска) нужны при производстве любых сварочных работ. В непосредственной близости не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Если производится сварка большого количества скруток, перед тем, как приступить к следующей, нужно дождаться остывания уже готовой — просто чтобы исключить ожог. Все готовые скрутки следует изолировать при помощи изоленты или термоусадочных трубок.

Расценки на разные виды графитовых электродов могут значительно отличаться. Цена изделий диаметром 8–10 мм от 10 до 80 рублей за штуку, в зависимости от вида (обычный или омеднённый), производителя и величины приобретаемой партии. Кроме того, существуют крупные графитированные электроды, применяемые в электротермических рудных или сталеплавильных печах. Такие стержни имеют диаметр 75–500 мм и продаются от 70 до 150 тыс. рублей за тонну.

20 лет прошло после Чернобыльской катастрофы, но и сегодня продолжают открываться все новые сенсационные подробности тех дней.

20 лет назад взорвался четвертый блок Чернобыльской  атомной электростанции (АЭС). Радиационное облако накрыло Украину, Белоруссию, западные области России, ушло в  Европу – мир содрогнулся.

Владимир Иванович Комаров, академик РАЕН, кандидат технических наук, был  в Чернобыле  главным инженером «Комбината» — организации, созданной для ликвидации последствий аварии.  300 000 ликвидаторов сменялись каждые два месяца, а Комаров непрерывно работал в Чернобыле два с половиной года.

В.И Комаров  возглавлял экспертную комиссию при генпрокуратуре СССР, определявшую причины и виновников катастрофы.

Сегодня, в нашей  газете,  Владимир Комаров впервые рассказывает о некоторых неизвестных событиях, происходивших за кулисами чернобыльской трагедии.  

Чернобыльская авария – самая большая техническая катастрофа за всю историю человечества (не считая Хиросимы и Нагасаки).   Думаю даже, что Чернобыль был истинной причиной развала СССР – как удар по стеклу, от которого во все стороны пошли трещины. Но главный иск нам предъявят  потомки –  генетические последствия скажутся  на миллионах жизней. Ведь  в той или иной степени пострадало больше 15 тысяч населенных пунктов.

Чернобыльская катастрофа — это конфликт знания и невежества,  приведший к убийственным вереницам солдат, которые, часто наплевав на инструкции, голыми руками  сбрасывали  обломки реактора с крыши. Когда обломки  убрали,   крыша «засветила» еще сильнее — радиоактивен был сам битум.

— Наверное, стоит напомнить,  чем  опасна радиация для человека?

— В результате воздействия ионизирующего излучения в клетках возникают гидроокислы. Это – яд,  отказывают печень, почки, разлагается сама нервно- мышечная ткань. За все время работы в ядерной энергетике  я получил  120 БЭР  (биологический эквивалент рентгена),  примерно треть смертельной дозы.

— Где вы находились  в момент катастрофы и что предприняли после нее?

-26 апреля 1986 года я был  на Смоленской АЭС, где работал замдиректора по науке. Узнав о катастрофе, мы предположили, что к бесконтрольной цепной реакции привел взрыв трубопровода подачи воды в контур, или выведенная из строя системы управления и защиты, или ложное управление задвижками. Но оказалось что авария произошла через  2 секунды после того, как была нажата  кнопка… аварийной защиты (АЗ-5)! –которая должна была экстренно остановить реактор!

Я направил пять групп дозиметрического контроля  от Смоленска в сторону Чернобыля. Через сутки машины вернулись, и данные о радиометрической обстановке  повергли нас в шок. В гор. Речице (Белоруссия) уровень радиации достигал 4 рентген в час, а лужах после дождя, как ни  чем не бывало, играли дети. Я связался с обкомом партии, чтобы они приняли срочные меры по спасению людей или хотя бы проинформировали их об опасности. Но нас обязали не сеять панику, и запретили сообщать о радиационной обстановке даже в поселке, прилегающем к Смоленской АЭС. Я все же  выступил в школах перед учителями, а те в свою  очередь  предупреждали детей о мерах предосторожности. Однако «сверху» было запрещено проводить йодную профилактику населения — что само по себе было тягчайшим преступлением!

15 мая меня направили в Чернобыль – на ликвидацию аварии.

— К тому моменту после аварии прошло почти 20 дней. Что там происходило?

— Меня поразила обстановка – военная  техника, бешеные скорости,  множество солдат, суматоха. Общим сознанием владело безответственное заявление, что 18 мая  — ни раньше и ни позже — оставшееся топливо в разрушенном реакторе провалится вниз. Комиссия приняла решение срочно охладить плиту под реактором. Весь день 18 мая я просидел под плитой 4-го блока  и своим присутствием успокаивал шахтеров, которые рыли туннель под плитой. Единственное, что я им подсказал умного, — курить прямо там и не выходить наверх. События первых же дней показали, какой разрыв существовал между нашей наукой и эксплуатационниками. Основные разработчики РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) – тип реактора, который взорвался — по существу предали эксплуатацию. Я помню подавленность ликвидатора М.Амосова.  Лично  перед ним была поставлена по сути смертельная  задача  — подняться на вертолете, зависнуть над жерлом  разрушенного 4-го блока, и отобрать пробу  газов из восходящего потока через открытую дверь с помощью ручного насоса в резиновую волейбольную камеру!

Чтобы быстрее отчитаться о ликвидации последствий, готовы были платить любую цену! Имея на руках одни и те же дозиметрические данные, устанавливали разные рекомендации безопасности для солдат и гражданских лиц. У военных действовал приказ, что они участвуют в наступательной войсковой операции. А по нему  среднее время нахождения солдата в наступательном бою в атомной войне – 4 часа. Поэтому дозы радиоактивности  военные получали  в несколько раз выше гражданских, а об учете альфа и бета-излучений и говорить не приходилось.

Вскоре я возглавил группу экспертов, которая готовила обвинение руководства Чернобыльской АЭС  в преступной деятельности. Я прослушал записи всех телефонных переговоров, и просмотрел все телексы, полученные на Щите управления 4-м блоком Чернобыльской АЭС. Однако подобной тщательности от нас не требовалось. Обвинение было составлено заранее, и  эксперты должны были лишь подобрать компрометирующие факты – якобы Чернобыльская АЭС самая худшая в атомной энергетике, на ней  постоянно происходили мелкие аварии, которые и привели к крупной катастрофе. Все это было абсолютной ложью – Чернобыльская АЭС была самой лучшей в отрасли, и все 4 блока 13 месяцев до катастрофы проработали без ремонта и остановки. Я попросил освободить меня от участия в этой подтасовке.

— У вас к тому времени уже сложился свой взгляд на причины катастрофы?

— Истоки аварии были заложены, когда Академию наук возглавил А.Александров. Именно тогда, вопреки правде и нравственности, была  развернута пропаганда РБМК на АЭС как объектов совершенно безопасных. Среди работников атомных станций и молодых инженеров сложилось убеждение, что авария невозможна в принципе.

В начале 80-х годов при ЦК КПСС был создан сектор по надзору за АЭС, который занимался не безопасностью, а исключительно управлением  АЭС. В сектор входили В.Марьин и Г.Копчинский, подчинявшиеся секретарю ЦК КПСС В.Долгих. Чиновники стали активно вмешиваться в управление АЭС, что и привело к катастрофе.

Я недолго работал в Минэнерго, и там обнаружил что единой инструкции по эксплуатации АЭС не было вообще! На одном блоке находится 41 тысяча датчиков. Однако первичных датчиков, рецепторы которых непосредственно находятся в зоне прохождения физических процессов, всего несколько десятков. Когда, вынимая стержни, выводят реактор на проектную мощность — характеристики и величина нейтронного потока становится известны, только начиная с 3% мощности. От 0 до 3% мощности операторы  разгоняли реактор вслепую!

Такова была общая обстановка в атомной отрасли непосредственно перед аварией.

— Что же  произошло в  Чернобыле?

— 4-й блок планово выводился в ремонт, перед которым всегда проводятся испытания защит реактора. Суть последней, 6-й проверки, заключается в том, чтобы — на случай аварийного обесточивания АЭС — использовать электроэнергию на инерционном выбеге турбины.

Но случилось так, что перед проведением 6-й проверки аварийно «отвалился» блок на Трипольской ГРЭС. Чтобы восполнить  дефицит энергии, «Киевэнерго» прислал телекс с требованием вывести 4-й блок Чернобыльской АЭС на 50 % мощность.

Этого в тот момент  категорически  нельзя было делать!

Но телекс от «Киевэнерго» был продублирован телефонным звонком из ЦК КПСС. Прямо на Щит управления 4-м блоком  Чернобыльской АЭС позвонил  лично Копчинский. И его указание было выполнено.

Здесь надо учесть еще вот что. Вклад атомных электростанций в общий  баланс выработки электроэнергии страны составляет примерно 16 %. И для Минэнерго атомная энергетика всегда была чем-то вроде неродного дитяти. Чиновники получали премии за экономию углеводородного топлива, и были не заинтересованы  в снижении мощности тепловых электростанций, поскольку  тогда терялся КПД. Поэтому в ночные часы, когда потребление электроэнергии снижалось, по их приказу уменьшали мощности  на АЭС, что в принципе недопустимо. Атомные блоки должны работать только в базовом режиме (колебания мощностей приводят к образованию йодного отравления реакторов).

На реакторах типа РБМК до Чернобыльской аварии минимальный запас реактивности составлял 26 стержней. С разрешения главного инженера можно было оставить и меньше, ноникак не менее 15.

Так вот, перед самой катастрофой на 4-м блоке Чернобыльской АЭС после проверок защит, и после 12 часовой работы  на 50 % мощности, в активной зоне реактора оставалосьвсего 7 стержней!

Сам же 4-й реактор был к тому моменту в глубокой йодной яме, то есть полностью неуправляемым.

Но оставалась еще последняя 6-я проверка, для проведения которой надо было опять выводить реактор на мощность, разгонять турбины — вынимать из активной зона реактора последние оставшиеся стержни.

 — С чем  можно сравнить подобную ситуацию?

 — По оживленному городу мчится  автомобиль со скоростью 300 км в час, а в его тормозной системе нет тормозной жидкости.

— Сейчас даже копеечная электронная игрушка снабжена системой защиты от дураков. Почему она не сработала на Чернобыльской АЭС?

 — Создать подобную ситуацию специально не хватило бы ума ни у кого. К аварии привело наложение многих фактов.

— Сколько же стержней осталось в активной зоне реактора в момент катастрофы?

—Полтора.

— Кто же их извлек?

— У нас есть такое понятие – стержни съела «йодная яма».

Руководителем вывода 4-го блока в ремонт был заместитель главного инженера А.Дятлов. И он, и оперативный персонал понимали, что выводить реактор на мощность в этой ситуации ни в коем случае нельзя. К тому же, десяток инструкций и регламент по эксплуатации реактора категорически запрещали это делать. Но А.Дятлову на щит управления опять позвонил Г.Копчинский, работник всесильного ЦК КПСС — и приказал выводить 4-й реактор на мощность, с тем, чтобы закончить проверку защит.

— Почему же Дятлов послушался и стал вынимать последние стержни защиты из активной зоны реактора?

 — Дятлов, находясь за щитом управления, ясно видел, что реактор находится в йодной яме, что реактор неуправляем. Но Дятлов, видимо, все же надеялся, что  «проскочит», и поэтому выполнил приказ Копчинского. А тот сказал буквально следующее:

— «Проводи проверку! Или ты уйдешь на пенсию, или будешь главным инженером новой Чернобыльской АЭС-2».

Копчинский имел в виду новую Чернобыльскую АЭС с 5-м  и 6-м блоками, которая находилась тогда в стадии строительства.

— Как стали известны подробности этого разговора?

— Я лично слышал эту запись когда возглавлял экспертную комиссию по подготовке обвинительного заключения. Все разговоры и звонки на Щите управления АЭС записывались. Дятлов вскоре умер в тюрьме, а Копчинский живет сейчас в Киеве.

Именно так Чернобыльская АЭС ступила на свой смертный путь

 — Почему же, не владея оперативной обстановкой, партработник по телефону заставил  Дятлова продолжить проверку аварийной защиты? Чем руководствовался Копчинский?

— Я уже говорил, что  вместо надзора  сотрудники ЦК КПСС пытались напрямую управлять АЭС. Копчинский — видимо, в целях экономии — не хотел, чтобы это последняя проверка проводилась уже после замены топлива. Но главное, мне кажется, в другом. Таким образом  Копчинский, до отъезда в Москву работавший замглавного инженера по науке именно на  Чернобыльской АЭС, демонстрировал свои аппаратные возможности. Показывал, что сидя в Москве, в кабинете на Старой площади, он по прежнему управляет Чернобыльской АЭС.

— Дятлов, видимо, все же  надеялся, что в крайнем случае он нажмет на красную кнопку аварийной защиты, и реактор в самый последний момент заглушится. Разве не так?

— Пытаясь вывести реактор на мощность, Дятлов приказал вынуть практически все стержни из активной зоны реактора. Однако когда стало очевидно, что не «проскочило», что реактор неуправляем, сменный инженер по управлению реактором (СИУР) нажал на кнопку аварийной защиты (АЗ-5) реактора. Стержни пошли вниз, но тут  возник всплеск нейтронного потока, который мгновенно разогнал реактор на сверхдопустимую мощность. Произошел тепловой взрыв, разрушивший реактор.

 — Почему произошел этот катастрофический всплеск активности сразу после нажатия кнопки аварийной зашиты реактора? Ведь все должно быть наоборот? Только что реактор пытались, но не смогли разогнать, вынимая стержни. А тут – от опускания стержней! — реактор вдруг разогнался, да так, что произошла катастрофа?

— Это уже вопрос к создателям РБМК. Защитные стержни сделаны из бористой стали. Но у каждого из этих стержней был двухметровый графитовый  наконечник. При нормальных условиях  эти стержни выполняли свои функции, выравнивая зону нейтронного потока. Но в данном случае, когда были нарушены все регламенты и нормативы эксплуатации атомного реактора, графитовые наконечники, войдя в активную зону, резко замедлили нейтроны от высших энергий до тепловых нейтронов. И произошел взрыв.

— Если бы эти наконечники были сделаны, как и сами стержни, из бористой стали, то чернобыльская катастрофа все равно могла произойти?

— Нет. В этом случае наконечники  заглушили бы реактор, и чернобыльской катастрофы не было бы.

— После Чернобыльской катастрофы эти графитовые наконечники стальных стержней по-прежнему остались в конструкции реакторов РБМК?

-Сейчас  стрежни защиты  делаются целиком из бористой стали.

В итоге безответственные телефонные звонки коммунистического чиновника Копчинского из Москвы на Щит управления 4-го блока Дятлову, привели к нарушению всех инструкций по управлению и эксплуатации Чернобыльской АЭС. И в конце концов работа 4-го блока в экстремальном режиме выявила конструкционный недостаток – графитовые наконечники стержней вместо экстренной остановки ректора привели к взрыву, к катастрофе, последствия которой будут ощущаться на Земле долгие века.

http://www.informprostranstvo.ru/N6_2006/obs_6_2006.html

</span></p></span>Материал из Циклопедии Перейти к: навигация, поиск

Графитовый стержень (замедлитель) — элемент уран-графитовогоядерного реактора, служащий для управления интенсивностью течения ядерной реакции в активной зоне

Графитовые стержни эксплуатируются в виде сборок, включающих в себя до 180 стержней и более. Сборка закрепляется на подвижных элементах реактора, с помощью которых она либо погружается в активную зону реактора.

Таким образом происходит управление реакцией.

Графит получил подобное применение в атомной промышленности благодаря его физическим свойствам, которые позволяют ему замедлять быстрые нейтроны. Графит для ядерных реакторов имеет очень низкое содержание поглотителей нейтронов — кадмия и бора (порядка 0,0001 %). Содержание золы по сравнению с обычным графитом очень низкое (порядка 0,002 %).

Отработавший свой срок графит представляет опасность, так как в ходе эксплуатации получает высокую активность.

Предприятия, на которых используются (использовались) уран-графитовые реакторы РБМКАДЭФ-1

Используемые источники:

• https://proinstrumentinfo.ru/grafitovyj-elektrod-svarka-mednyh-provodov-tsena/
• https://stepankapusta.livejournal.com/44011.html
• http://cyclowiki.org/wiki/графитовые_стержни