«Испекаем» запчасти



Внедрение аддитивных технологий в технической службе Астраханской ТЭЦ-2

 

Внедрение аддитивных технологий в технической службе Астраханской ТЭЦ-2

Аддитивные технологии, называемые также 3D-печатью, сегодня быстро развиваются и всё больше используются на новых и модернизируемых предприятиях. При аддитивном производстве деталь формируется путём постепенного наращивания (лат. additivus - прибавляемый) объёма материала на плоской платформе или осевой заготовке.

Основные преимущества аддитивных производственных технологий по сравнению с традиционными таковы:

* сокращение технологической цепочки и резкое уменьшение отходов;
* кастомизация выпускаемого продукта;
* возможность ускорить апробацию новых идей и внедрение новых изделий;
* детали могут иметь практически любые формы;
* лёгкость освоения персоналом.

Такие самопишущие регистраторы уже не выпускаются

 

Очень важен экологический момент - минимизация отходов и, как следствие, экономия исходного сырья. Его потери при традиционных способах изготовления могут доходить до 85%.

Пластмассовые элементы Н-катионитовых фильтров

 

Существует множество разновидностей 3D-печати, но в нашем случае рассматривается технология FDM (Fused deposition modelling, послойное наплавление), где пластмассовое изделие путём наложения слоёв формируется экструдером - горячей головкой, через которую выдавливается расплавленный пластик. FDM-технология широко используется для создания трёхмерных моделей и прототипов будущих изделий в конструкторских и дизайнерских бюро, а также на производственных предприятиях. В качестве расходных материалов для печати используются термопластики нескольких типов, поставляемые на катушках в виде нитей (прутков).

В последние годы, пока на Астраханской ТЭЦ-2 шёл ремонт двух энергоблоков, в группе тепловой автоматики участка средств измерений ТЭЦ возникла острая нехватка запасных частей и комплектующих для ревизии старых приборов и механизмов.

В частности, лаборатория электропривода и запорной арматуры столкнулась с сильным люфтом и износом пластмассовых шестерней в коробках концевых выключателей (ККВ). Наиболее дефицитны шестерни для ККВ с передаточным числом 240. Лаборатория химического контроля воды жаловалась на износ пластмассовых элементов Н-катионитовых фильтров, а лаборатория пирометрии - на износ и люфт шестерней вторичных регистрирующих приборов, которые на предприятии работают круглосуточно по многу лет.

Поставщики подобного оборудования отказываются продавать для него отдельные детали, а закупка новых приборов и механизмов - нерациональное решение проблемы. Поэтому в начале 2019 года на Астраханской ТЭЦ-2 было решено с целью изготовления пластмассовых элементов обслуживаемого оборудования освоить FDM-технологию.

Анализ мирового рынка показал, что аддитивные технологии ускоренно внедряются во многих сферах, в том числе в промышленности. Так, в 2017-2018 годах их доля на производстве подскочила с 20 до 43%, в искусстве - с 7 до 16, в образовании - с 6 до 16%. Это значит, что 3D-печать уже во многом преодолела «детские болезни» и достигает технологической зрелости.

Ключевые элементы 3D-принтера - прецизионные шаговые двигатели

 

С учётом опыта других организаций на Астраханской ТЭЦ-2 был выбран простой в настройке и надёжный в работе 3D-принтер - Ultimaker 2. Однако его розничная цена на рынке (около 170 тыс. руб.) выглядела завышенной, зато аппарат можно было собрать по частям: нидерландская компания Ultimaker придерживается подхода "openbuilder" (по-английски «открытая разработка»), публикуя в Интернете чертежи и списки комплектующих. Поскольку приобрести 3D-принтер мало, а нужно ещё понять принципы его работы и научиться грамотно им пользоваться, наиболее рациональным вариантом оказалась самостоятельная сборка аппарата из частей. Группа тепловой автоматики занялась поиском комплектующих.

Свыше полутора сотен различных деталей было заказано в городах России и за рубежом. Корпус из фанеры вырезали на станке ЧПУ в Санкт-Петербурге. Основу стола из алюминия изготовили в Волгограде. Пластмассовые части конструкции приехали из Москвы, а всё остальное - от винтов, гаек, втулок и до нагревательных элементов - было приобретено у наших друзей-китайцев. В целом на изготовление устройства ушло около двух месяцев, не считая времени на доставку комплектующих. В указанный срок входят и такие важные этапы работы, как прошивка управляющей программы и настройка 3D-принтера. По себестоимости комплектующих принтер обошёлся предприятию примерно в 35 тыс. руб.

Собранный 3D-принтер по характеристикам не уступает оригинальному Ultimaker 2

Для надёжного послойного наплавления основа подогревается до температуры 50-100 °C

 

Сегодня на участке средств измерений и автоматики Астраханской ТЭЦ-2 имеется надёжный высококачественный 3D-принтер, собранный по оригинальным чертежам и схемам, который используется для печати пластмассовых деталей к различным приборам и механизмам. Точность печати - не ниже 20 мкм. Теплостойкость пластика в зависимости от марки варьируется в пределах от 75 до 110 °C. Он также выдерживает низкие температуры до -40 °C.

 

Теперь на нашей электростанции нет необходимости закупать коробки концевых выключателей стоимостью по 3500 руб. за штуку и выше. С учётом большого количества единиц трубопроводной арматуры, используемой на ТЭЦ-2 (около 900) и себестоимости печати одной шестерни в 15 руб. получается значительная экономия.

Кроме того, отпала потребность в восстановлении старых H-катионитовых фильтров или в заказе их на заводе целыми партиями (от 1000 шт. при ориентировочной стоимости 50 руб. за штуку). И наконец, новая технология позволяет провести полноценную ревизию вторичных регистрирующих приборов, выпущенных ещё в советское время. Для них оценить экономический эффект не представляется возможным, так как подобные приборы больше не производятся. Перспективы возврата средств, затраченных на сборку принтера, этим не ограничиваются - принтер способен распечатывать самые разные детали, нужно лишь создать к ним 3D-модели.

Детали исходные и распечатанные на замену

 

Помимо Астраханской ТЭЦ-2 общество «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго» эксплуатирует две парогазовые установки: ПГУ-110 и ПГУ-235. Их технические директора были ознакомлены с результатами проделанной работы и приглашены к сотрудничеству. В лабораториях ПГУ нас уже просили распечатать запасные части.

Об авторе: Павел Алексеев - старший мастер группы тепловой автоматики участка средств измерений и автоматики Астраханской ТЭЦ-2 ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго».

Источник

 

Теги: 

3D-принтер - Ultimaker 2, Астраханская ТЭЦ-2, внедрение аддитивных технологий, 3D-печать, FDM-технология, «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго», парогазовые установки: ПГУ-110 и ПГУ-235

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru