Ускоритель частиц сделает провода прочнее
- 14.08.2017
Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН разработал и поставил новый ускоритель серии ЭЛВ на Подольский опытно-экспериментальный кабельный завод – ОАО «Экспокабель». Ускорители такого типа используются для облучения проводов с полиэтиленовой изоляцией, чтобы повысить их термоустойчивость, которая имеет принципиальное значение, например, в нефтедобывающей промышленности, судостроении, авиапромышленности. В результате появляется возможность заменить дорогие кабели из тефлона и полипропилена на более дешевые с аналогичными свойствами. Средняя рыночная стоимость ускорителей такого типа составляет 30-50 млн. рублей, в зависимости от модификации.
Первый ускоритель типа ЭЛВ производства ИЯФ СО РАН появился на опытном заводе Всесоюзного научно-исследовательского института кабельной промышленности (ВНИИКП) – в настоящее время ОАО «Экспокабель» - в 1973 году. Он непрерывно отработал более 40 лет - новая, более мощная установка станет заменой «ветерану».
Основные параметры ускорителя – энергия и мощность электронного пучка. Энергия влияет на глубину проникновения пучка: чем больше энергия, тем большую толщину изоляции можно обработать, а мощность – на производительность (скорость облучения кабеля), которая может достигать 400 м/мин. По словам технического директора ОАО «Экспокабель» Сергея Чернышенко, использование более мощного ускорителя (20 кВт на старом против 50 кВт на новом) приведет к увеличению скорости облучения проводов более чем в 2 раза. Кроме того, за счет использования нового ускорителя улучшится равномерность облучения проводов, которая влияет на качество и срок службы изоляции.
Ускоритель ЭЛВ
Сшивка полимеров. Облучение проводов. «Полиэтилен – очень дешевый материал, его недостаток – низкая рабочая температура (70ºС), - рассказывает доктор технических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией ИЯФ СО РАН Николай Куксанов. – Длинные, линейные молекулы полиэтилена в ходе электронно-лучевой обработки образуют поперечные связи, в результате чего материал приобретает кристаллические свойства. Такой процесс называется сшивкой полимеров. Облученный полиэтилен, в зависимости от состава композиции, может работать при температуре 120 – 190 ºС, поэтому его используют вместо дорогого термоустойчивого тефлона или полипропилена»
Существует два основных вида сшивки: физическая и химическая. Ускоритель серии ЭЛВ разработки ИЯФ СО РАН используют для физической (электронно-лучевой) сшивки полимеров. Он состоит из источника высокого напряжения, ускорительной трубки, в которой движется пучок, и выпускного окна из фольги для вывода этого пучка в атмосферу. Уровень автоматизации ускорителя позволяет легко связать его с технологической линией, обеспечивая высокую производительность.
Облучение проводов на ускорителе ЭЛВ
Термостойкие провода. Где еще применяются ускорители ЭЛВ. Облученные кабели используются в нефтедобывающей промышленности, для электропитания нефтепогружных насосов. У обычных проводов в таких условиях изоляция растворяется, в то время как «сшитые» провода обладают необходимой масло- и бензостойкостью, а кроме того, имеют высокую рабочую температуру (120–190ºС). Следующая область применения – атомная промышленность: облученные кабели можно сделать устойчивыми к воздействию радиации. Такие провода применяются также в авиа- и судостроении. В соответствии с новым регламентом самонесущие изолированные провода (провода для наружного применения) должны иметь сшитую изоляцию.
Еще одна сфера использования ускорителей ЭЛВ – очистка сточных вод. Данные ускорители успешно применялись при ликвидации экологической катастрофы в Воронеже (более 30 лет назад), когда отходы производства «Воронежсинтезкаучук» попали в городской водозабор, а также при очистке сточных вод текстильного производства в городе Тэгу в Южной Корее. Это единственные в мире примеры использования ускорителей в качестве полномасштабных установок экологического назначения.
ИЯФ СО РАН и «Экспокабель». Исторически опытный завод ВНИИКП служил площадкой для отработки новых технологий с использованием экспериментального оборудования и материалов. После прохождения проверки на этом заводе технологии передавались на другие предприятия. Именно здесь впервые в Советском Союзе, на оборудовании, разработанном специалистами ИЯФ СО АН СССР, была опробована технология радиационной модификации полимеров. В докладе 1985 г.* председателя СО АН СССР, академика В.А. Коптюга говорилось, что экономический эффект от применения ускорителей в электротехнической промышленности превысил четверть миллиарда рублей. Это сопоставимо с затратами на создание новосибирского Академгородка. За время своего существования ИЯФ СО РАН выпустил более 200 промышленных ускорителей, из которых более 120 – серии ЭЛВ.
*Газета «Вечерний Новосибирск» №273 от 28.11.1985
Сш