Cтраница 2
Начиная с 1950 - х гг. ведется строительство надводных кораблей, судов ( в основном ледоколы) и подводных лодок, имеющих в качестве главного источника энергии ядерные силовые установки. Атомные ледоколы входят в состав линейного ледокольного флота и являются федеральной собственностью. Функции оператора атомного ледокольного флота выполняет Мурманское морское пароходство ( ММП), в управлении которого находятся восемь атомных ледоколов. [16]
Например, в США разрабатывается комплект гусеничных и колесных машин для ведения СНАВР в очагах радиоактивного заражения. Эти машины получили название MRMU - Mobile Remote Manipulator Units - и предназначены для использования в зонах с высокими уровнями радиации, при выполнении аварийно-восстановительных работ на случай выхода из строя ядерных силовых установок, будущих летательных аппаратов с ядерными двигателями и тушения пожаров. [17]
Вскоре атомные электростанции появились и в других странах, а в США к 1970 году атомные реакторы уже вырабатывали около половины всей потребляемой электроэнергии. Компактная ядерная силовая установка была даже смонтирована на искусственном спутнике, который запущен в космос 3 апреля 1965 года. Но до сих пор проблемой атомных реакторов является опасность радиоактивного загрязнения. Регулярные выступления общественности против развития ядерной энергетики начались с 1970гх годов. [18]
Практические аспекты влияния излучения высокой энергии на смазочные масла и гидравлические жидкости относятся главным образом к ядерным реакторам. В стационарном энергетическом реакторе, в ядерных силовых установках таких транспортных средств, как подводные и надводные суда, можно обеспечить оптимальную защиту, поэтому применительно к смазочным материалам или жидкостям проблема радиационной стойкости возникает только в тех случаях, когда они находятся вблизи активной зоны. Такие условия имеют место в циркуляционных насосах теплоносителя, загрузочных, разгрузочных и обслуживающих механизмах реактора, механизмах управления регулирующими стержнями и в оборудовании для обнаружения неисправных тепловыделяющих элементов. [19]
Для обеспечения надежности конструкции важно иметь возможность с большой вероятностью обнаруживать трещины прежде, чем они достигнут критического размера. Условия ( 107) и ( 108) необходимо учитывать при выработке технических требований, предъявляемых к неразрушающему контролю. Например, для типичной стали, используемой в сосудах давления ядерных силовых установок, эта величина составляет примерно 140 мм, а для высокопрочной авиационной стали имеет порядок 1 мм. Приблизительно так соотносятся критические длины трещин, следовательно, и к выбору метода контроля подход будет различный. [20]
Сейчас у Соединенных Штатов ( речь идет о 1970 годе) имеется большой флот атомных подводных лодок, первая из которых, Наутилус ( стоимостью 50 миллионов долларов), спущена на воду в 1954 году. Эта подлодка имеет в XX веке такое же, значение, как в свое время знаменитый пароход Клермон конструкции Фултона. Такие подлодки снабжены ядерными силовыми установками практически с неограниченными ресурсами, что дает им возможность оставаться под водой очень долгое время, в то время как обычные субмарины вынуждены подниматься на поверхность для подзарядки батарей от дизельных генераторов, для работы которых нужен воздух. Более того, если обычная подлодка движется со скоростью около 8 узлов, то ядерная субмарина разгоняется до 20 узлов. [21]
Здесь необходимо остановиться на одном из наиболее значительных факторов важности ошибки: ее последствий для системы. В промышленности ошибка при производстве или контроле качества может привести к выпуску негодной или нестандартной продукции. При производстве и эксплуатации ядерных силовых установок необнаруженная ошибка может привести к радиоактивному выбросу, а последовательность из нескольких ошибок может повлечь расплавление активной зоны реактора, как это случилось при аварии на Три-Майл - Айленд. Ошибки, влекущие за собой тривиальные последствия, не представляют интереса для администрации и часто остаются неисправленными. Некоторые системы оказываются нечувствительными к значительным изменениям ВОЧ при выполнении конкретных задач. В тех случаях, когда ВОЧ при решении задачи меняется и установлено ее влияние на систему, необходим анализ чувствительности системы. [22]
Здесь необходимо остановиться на одном из наиболее значительных факторов важности ошибки: ее последствий для системы. В промышленности ошибка при производстве или контроле качества может привести к выпуску негодной или нестандартной продукции. При производстве и эксплуатации ядерных силовых установок необнаруженная ошибка может привести к радиоактивному выбросу, а последовательность из нескольких ошибок может повлечь расплавление активной зоны реактора, как это случилось при аварии на Три-Майл - Айленд. Ошибки, влекущие за собой тривиальные последствия, не представляют интереса для администрации и часто остаются неисправленными. Некоторые системы оказываются нечувствительными к значительным изменениям ВОЧ при выполнении конкретных задач. В тех случаях, когда ВОЧ при решении задачи меняется и установлено ее влияние на систему, необходим анализ чувствительности системы. [23]
Ядерная энергетика еще очень молода, но она бурно развивается, и эта предельная цифра 10000 кет, по-видимому, будет значительно уменьшена. Что касается применения атомных двигателей на автомобиле, то для автомобилей больших мощностей ( автопоездов) ядерный двигатель может уже сейчас конкурировать с дизельным. Так, например, за рубежом проводятся работы по созданию атомного автопоезда, состоящего из пяти прицепов длиной 8 м каждый. Управление автопоездом осуществляется из головной машины, а ядерная силовая установка с защитой размещается в заднем прицепе. Однако для массовых автомобилей, где мощности очень малы, в ближайшие годы мало вероятен переход на ядерные двигатели. [24]
Для нас важность их решения обусловлена снижением объемов производства для восполнения выводимых из эксплуатации машин и конструкций. Это в первую очередь касается объектов тепловой и ядерной энергетики, нефтегазопроводов, химической промышленности, наземного, надводного и воздушного транспорта, промышленного и гражданского строительства. Такого же характера проблемы имеют место и в оборонном комплексе: ракетно-космической технике, авиации, надводном и подводном флоте с ядерными силовыми установками. [25]
Сплав А453 обычно применяют при повышенных температурах, так как он имеет превосходные прочность, сопротивление ползучести и окислению в этих условиях. Сплав используют для деталей крепежа, дисков и лопаток турбин, деталей форсажных камер реактивных двигателей. Он был применен в качестве криогенного материала в космической технике. Поэтому его рассматривают в качестве конструкционного материала для ракет с ядерными силовыми установками, где необходимы исключительно высокие характеристики как при низких, так и при повышенных температурах. [26]
Знания и навыки, необходимые для мастерского выполнения работы, сохраняются в течение долгого времени после окончания обучения. Рабочие обычно не испытывают затруднений в сохранении уровня мастерства во время отпуска или при чередовании смен на работе. Правда, качество выполнения производственных заданий, в которых несколько элементов должно быть выполнено в необычной последовательности, сильно страдает из-за ограниченных возможностей памяти. Чтобы помочь людям усвоить все элементы задания и правильный порядок их выполнения, разработаны письменные инструкции и подробные контрольные листы. По расчетам Суэйна и Гуттманна [6], при наличии письменных инструкций вероятность пропуска оператором ядерной силовой установки одного задания из пяти понижается более чем в 100 раз по сравнению с использованием одних только устных инструкций. Наличие руководства с указаниями по контролю понижает вероятность ошибки дополнительно еще в три раза. [27]
Знания и навыки, необходимые для мастерского выполнения работы, сохраняются в течение долгого времени после окончания обучения. Рабочие обычно не испытывают затруднений в сохранении уровня мастерства во время отпуска или при чередовании смен на работе. Правда, качество выполнения производственных заданий, в которых несколько элементов должно быть выполнено в необычной последовательности, сильно страдает из-за ограниченных возможностей памяти. Чтобы помочь людям усвоить все элементы задания и правильный порядок их выполнения, разработаны письменные инструкции и подробные контрольные листы. По расчетам Суэйна и Гуттманиа [6], при наличии письменных инструкций вероятность пропуска оператором ядерной силовой установки одного задания из пяти понижается более чем в 100 раз по сравнению с использованием одних только устных инструкций. Наличие руководства с указаниями по контролю понижает вероятность ошибки дополнительно еще в три раза. [28]
Большинство лекторов, по моим наблюдениям, начиная рассказ о хрупких разрушениях в условиях неравномерного нагрева, приводят пример стакана, лопнувшего после того, как в пего был налит горячий чай. Тела при нагревании, как всем известно, расширяются, и в стакане внутренние нагретые слои давят на еще холодные внешние, появляются растягивающие напряжения, которые могут стать критическими для небольшой царапины па внешней поверхности стакана. Подобные разрушения могут встретиться и в серьезной инженерной практике, как, например, в уже описанной нами аварии остывшего на сильном морозе резервуара, в который по небрежности обслуживающего персонала была налита горячая фосфорная кислота ( рпс. Хрупкие разрушения от внутренних температурных напряжений могут происходить не только при быстром нагревании, но и при быстром охлаждении. Скажем, в лесу в сильный мороз довольно часто разрушаются стволы деревьев ( особенно дубов), образование трещин - морозобоин сопровождается резким, похожим на выстрел звуком. Внезапное охлаждение возникает также п прп аварии ядерного реактора, когда жидкость системы охлаждения попадает па нагретые элементы конструкции. Расчеты оптимальных характеристик, гарантирующих отсутствие разрушения в такой ситуации, являются обязательными при проектировании ядерных силовых установок. [29]
Обычно чем сложнее система, тем сложнее определить причину ее выхода из строя. Специально подготовленные инженеры, операторы и техники при поисках причин отказа используют свои знания системы, данные о ее состоянии и логический анализ. Часто последовательное исключение потенциальных причин отказа позволяет провести правильную диагностику. Для успешной диагностики сложных систем требуются большие затраты сил и времени. Если время поиска неисправности жестко ограничено, то вероятность ошибочной диагностики значительно возрастает. Суэйн разработал модель, которая демонстрирует зависимость вероятности ошибочной диагностики от времени, прошедшего с момента обнаружения аномального влияния на контрольном пульте ядерной силовой установки. [30]