Разработка эскизной конструкторской документации

Для изготовления рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr в первую очередь было необходимо создать эскизную конструкторскую документацию. На данный момент эскизная документация на рентгеновскую трубку 0,3РСВ1-Cr полностью готова и включает в себя 26 листов с чертежами деталей, а также 20 листов сборочных чертежей. Копии чертежи деталей отданы в цех механической обработки, где по ним производится изготовления деталей. На основе сборочных чертежей выполняется разработка необходимых оправок для обеспечения точной сборки отдельных деталей и узлов трубки. Чертежи для ознакомления с конструкцией рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr представлены в приложении 3.

Разработка программы тренировки и испытаний

Для обеспечения стабильной работы рентгеновской трубки в номинально режиме необходимо произвести ее тренировку и последующие испытания. В ходе тренировки сначала на трубке устанавливают ток 1-2мА при анодном напряжении порядка 1/3 от номинального и в течении
60-120 минут постепенно повышают напряжение и ток вплоть до номинальных значений по мощности и 10% перегруза по напряжению.

На данный момент в метрологический отдел
ЗАО «Светлана-Рентген», который разработкой программ тренировки и испытаний рентгеновских трубок, передана вся необходимая информация по трубке 0,3РСВ1-Cr, и к моменту ее изготовления данные программы будут написаны.

Разработка программы откачки

Откачкой называется процесс удаления из объема рентгеновской трубки всех газов, как свободных, так и растворенных в деталях и снижения скорости их выделения из внутренних элементов прибора, включая и оболочку, до величины меньшей или равной скорости поглощения этих газов обезгаженными внутренними элементами. При этом, если процесс удаления газов из объема ЭВП не вызывает особых затруднений и длится (в зависимо­сти от его объема) от десятков секунд до десятков минут, то процесс снижения скорости выделений газов из внутренних элементов прибора требует длительного их обезгаживания при высокой температуре.

Конечной целью откачки ЭВП является получение низких рабочих и остаточных давлений газов в объеме прибора. В большинстве современных ЭВП рабочее давление составляет (10^-3÷10^-7) Па. Столь низкие давления в рабочем пространстве приборов необходимы для обеспечения их нормальной работы.

Откачка рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr будет производиться на стационарном откачном посту по стандартной схеме, которая включает в себя общую тепловую обработку, обезгаживание катода и тренировку электронной бомбардировкой.

На первом этапе трубку подключают к вакуумному посту и осуществляют предварительную откачку до достижения в системе давления 5∙10^-5мм рт.ст.

Далее производится прогрев трубок в печи с одновременным обезгаживанием катода.

На последнем этапе происходит обезгаживание анода электронной бомбардировкой. По окончанию этой процедуры рентгеновская трубка отпаивается. Давление остаточных газов внутри трубки при этом не превышает 5∙10^-6. Полная программа откачки рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr представлена в приложении 3.

Разработка технологии сборки

Сборка рентгеновской трубки предполагает наличие соответствующей документации, в которой бы были указаны все технологические процедуры, применяемые в ходе сборки прибора, а также их порядок. Кроме этого необходимо разработать и изготовить оснастку, используемую при сборке, и обозначить ее в соответствующей документации.

На данный момент все необходимые данные по рентгеновской трубке 0,3РСВ1-Cr отданы в соответствующие отделы ЗАО «Светлана-Рентген», а именно в «конструкторское бюро по инструментам», где будет выполняться разработка и изготовление необходимой оснастки, а также в «технологическое бюро», которое составит технологическую документацию.

Результаты

В ходе выполнения магистерской диссертационной работы были получены следующие результаты:

1. Произведен полный анализ рентгеновской трубки TFS-3007-HP производства «TruFocus Corporation» (США), в ходе которого было собрано большое количество информации, которая позволит рассмотреть возможность внедрения альтернативных методов обработки и соединения деталей и узлов рентгеновских трубок на предприятии
ЗАО «Светлана-Рентген».

2. Были собраны и успешно испытаны 2 макета катода, который будет входить в конструкцию рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr.

3. В ходе разработки рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr были выполнены следующие расчеты:

‒ тепловой расчет анода;

‒ расчет параметров катода;

‒ траекторный анализ электронного пучка в межэлектродном промежутке;

‒ расчет распределения электрического поля и напряженностей в вакуумном объеме рентгеновской трубки.

4. В соответствии с техническим заданием был создан полный комплект конструкторской документации на малогабаритную рентгеновскую трубку с полной защитой от неиспользуемого излучения 0,3РСВ1-Cr, на основании которого в настоящее время выполняется изготовление деталей и узлов для данной трубки.

5. Разработана программа откачки

6. На данный момент происходит оформление технологической документации, а также выполняется разработка программ для тренировки и испытаний для разработанной рентгеновской трубки.

Список используемой литературы

1. 12-я Международная выставка по неразрушающему контролю и технической диагностике в промышленности [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://ndt-russia.primexpo.ru/media/18/pdf/psr_ndt_12.pdf. Дата обращения: 06.05.2012.

2. Ломов А.А. Развитие рентгеновской дифрактометрии и рефлектометрии высокого разрешения для исследования многослойных гетероструктур: Дис. докт. физ.-мат. наук.
Москва. 2006. - 369 с.

3. Рентгеновская дифрактометрия: Учеб. пособие / В.А.Лиопо, В.В.Война - Гродно: ГрГУ, 2003. - 171 с.

4. I. Kraus, V. V. Trofimov, Rentgenova tenzometrie, Praha, Academia, 1988, 248 s.

5. Рентгенотехника. Справочник в 2-х томах / Под ред. В.В.Клюева.-М.: Машиностроение, 1992 – Том 2. 1992. 368 с., ил.

6. Уманский М.М. Аппаратура для рентгено-структурных исследований. М.: Физматгиз, 1960. - 348 с.

7. Уманский Я.С. Рентгенография металлов. М.: Металлургия, 1967. - 235 с.

8. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. - 479 с.

9. Хейкер Д.М., Зевин Л.С. Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов. Л.: Машиностроение, 1973. - 256 с.

10. Рентгенографический и электроннооптический анализ. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. - Изд-во «Металлургия», 1970, 2-е изд. - с. 366.

11. Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. - М.: изд-во Моск. ун-та, 1978. - 278 с.

12. Residual stress, retained austenite, grinding burn and
heat treat defect detection by Stresstech Group –
Goniometer G3 or G3R [Электронный ресурс] / Режим доступа http://www.stresstechgroup.com/content/en/11501/145/145.html.
Дата обращения: 12.05.2012.

13. Trufocus X-Ray – TFS Series 3007 HP X-ray Source – Product Data Sheet [Электронный ресурс] / Режим доступа http://www.trufocus.com/pages/product/Product.php?pid=5
Дата обращения: 020.04.2012.

14. С. А. Иванов, Г. А. Щукин, Рентгеновские трубки технического назначения, - Л.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ,
 1989. - 200 с.

15. Быстров Ю. А., Иванов С. А. Ускорительная техника и рентгеновские приборы: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, - 1983.

16. С. А. Иванов, Г. А. Щукин, Рентгеновские трубки для научных исследований промышленного контроля и технологии. Обзоры по электронной технике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. – М.: ЦНИИ «Электроника», 1982, вып. 1(867). – 48 с.

17. Гаджиев А. М., Герасимов В. С., Корнеев В. Н. и др. Combination of optical and small - angle X-ray scatterig diffractometers in the hightime-resolution method for structurel stadies//NIM. A282, 1989.

18. Асланов Л.А. Инструментальные методы рентгеноструктурного анализа. - М.: изд-во МГУ, 1983. - 288 с.

19. Ю. А. Кацман. Электронные лампы, - М.: «Высшая школа» 1979. - 303с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

чертеж макета для испытания катода рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

Рис. А.1

фотографии макетов для испытания катода
рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

Рис. А.2

Рис. А.3

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

траекторный анализ электронного пучка и расчет размеров
фокусного пятна рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

Рис. Б.1

Рис. Б.2

ПРИЛОЖЕНИЕ В

габаритный чертеж рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

Рис. В.1

сборочный чертеж рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

Рис. В.2

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

программа откачки рентгеновской трубки 0,3РСВ1-Cr

1. Подготовка трубок к откачке.

Проверить трубки на отсутствие посторонних частиц внутри трубки, внешних дефектов.

Расправить накальные выводы трубок, надеть на них стеклянные трубочки до упора в жесткие штырьки. Проверить омметром наличие контакта в цепи катода.

Напаять трубки на вакуумные системы.

Запустить вакуумные системы согласно СПО.054.215ТК.

Подсоединить выводы катода к соответствующим клеммам поста и соединить корпус трубки с любым катодным выводом.

Проверить наличие контакта в цепи катода кратковременным включением напряжения накала (ток накала не более 1 А). Давление в системе при этом должно быть не более 5*10^-5мм рт.ст.

Опустить печь общего прогрева.

1. Прогрев трубок в печи и обезгаживание катода.

Включить печь общего прогрева. Давление в системе при этом должно быть не более 1*10^-5 мм рт.ст.

Поднять температуру печи до 480⁰С за время не менее 30 мин. Давление в системе при подъеме температуры должно быть не более 2*10^-4 мм рт.ст.

Примечание: 1. Включить прогрев элементов вакуумных систем одновременно с  

включением печи общего прогрева.

                 2. Выключить прогрев элементов вакуумных систем после      

                       выдержки при температуре 420⁰С.

Произвести обезгаживание трубок в печах и обезгаживание катода согласно режиму, указанному в таблице 1.

Таблица Г.1

Температура печи,0С	Время выдержки, мин.	Ток накала, А	Давление в системе в конце выдержки, мм рт.ст., не более
480	120	-	1*10-5
420	60	-	8*10-6
420	3	0,5	5*10-6
	3	1
	3	1,5
	3	1,8
	3	2

 

Выключить печь общего прогрева.

Продолжать обезгаживание катода по режиму, указанному в таблице 2.

Таблица Г.2

Время выдержки, мин.	Ток накала, А	Давление в системе в конце выдержки, мм рт.ст., не более
60	2,1	5*10-6
15	2,3

 

Снизить ток накала до 1 А и оставить до электронной бомбардировки.

Поднять печь общего прогрев при достижении температуры 180⁰С.

1. Обезгаживание анодов трубок электронной бомбардировкой.

Подсоединить к аноду трубок вывод от высоковольтного выпрямителя, заизолировав его от металлических частей поста.

Произвести тренировку трубок по режиму, указанному в таблице 3.

Таблица Г.3

Напряжение трубки, кВ	Трок трубки, мА	Ток накала, А. не более	Время выдержки, мин		Давление в системе в конце выдержки, мм рт. ст., не более
			подъема	выдержки
30	0,1	2,1	-	60	5*10-6
30	0,2	2,1	-	10

Снизить напряжение трубок до нуля.

Отсоединить вывод высоковольтного выпрямителя от трубок.

Снизить ток накала до нуля.

Выключить напряжение накала.

Отсоединить вывод трубок от выводов поста.

1. Отпайка трубок.

Отпаять трубки. Давление в системе перед отпайкой должно быть не более

5*10^-7 мм рт.ст.

Выключить вакуумные системы согласно СПО.054.215ТК.