Especificaciones técnicas para el diseño, la fabricación, las

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Nº documento Proyecto ALBA:
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Especificaciones técnicas para el diseño, la fabricación, las pruebas y
la entrega de los imanes correctores para el booster del
SINCROTRÓN ALBA
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1
INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................5
2
ALCANCE DEL CONTRATO ............................................................................................5
3
DETALLES DE LOS IMANES CORRECTORES ..............................................................5
3.1
Descripción de los imanes correctores................................................................................ 6
3.2
Lista de parámetros ............................................................................................................ 6
3.3
Lista de planos.................................................................................................................... 6
3.4
Placa de soporte del imán................................................................................................... 6
3.5
Monumentos para la alineación........................................................................................... 6
3.6
Cáncamos........................................................................................................................... 7
4
FASES DEL CONTRATO .................................................................................................7
5
CALENDARIO ...................................................................................................................8
6
GESTIÓN DE LA PRESENTACIÓN DE LA OFERTA Y DEL CONTRATO ......................8
7
6.1
Presentación de la oferta .................................................................................................... 8
6.2
Información que se debe presentar con la oferta ................................................................ 8
6.3
Gestión del contrato ...........................................................................................................10
6.4
Control de calidad ..............................................................................................................11
6.5
Documentación ..................................................................................................................11
6.6
Numeración........................................................................................................................11
6.7
Garantía.............................................................................................................................12
ACERO MAGNÉTICO..................................................................................................... 12
7.1
Características del acero para el imán ...............................................................................12
7.2
Laminaciones.....................................................................................................................13
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8
9
10
11
7.3
Pruebas del acero ..............................................................................................................13
7.4
Suministrador del acero .....................................................................................................13
LAMINACIONES Y NÚCLEO MAGNÉTICO ................................................................... 13
8.1
Estampación de las laminaciones ......................................................................................13
8.2
Pruebas de estampación de laminación.............................................................................13
8.3
Núcleo magnético ..............................................................................................................14
8.4
Pruebas mecánicas del núcleo magnético .........................................................................14
8.5
Protección y pintura ...........................................................................................................14
BOBINAS ........................................................................................................................ 15
9.1
Fabricación de bobinas ......................................................................................................15
9.2
Conductor ..........................................................................................................................15
9.3
Pruebas en el conductor antes de bobinar .........................................................................16
9.4
Enrollado de bobina ...........................................................................................................16
9.5
Tests de las bobinas después de bobinar ..........................................................................16
9.6
Aislamiento de la bobina e impregnación ...........................................................................16
9.7
Terminaciones de la bobina ...............................................................................................16
9.8
Pruebas de la bobina .........................................................................................................17
PRUEBAS MECÁNICAS Y ELÉCTRICAS EN IMANES FINALIZADOS ......................... 18
10.1
Pruebas mecánicas y eléctricas en imanes pre-serie finalizados .....................................18
10.2
Pruebas mecánicas y eléctricas en imanes de producción finalizados .............................18
10.3
Pruebas de aceptación tras la entrega .............................................................................19
EMBALAJE Y TRANSPORTE......................................................................................... 19
11.1
Embalaje ..........................................................................................................................19
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11.2
Transporte........................................................................................................................19
12
LISTA DE PARÁMETROS .............................................................................................. 20
13
LISTA DE PLANOS......................................................................................................... 21
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1
INTRODUCCIÓN
El Consorcio para la construcción, el equipamiento y la explotación de un laboratorio de luz sincrotrón
(CELLS) es el responsable de la construcción de una nueva fuente de radiación sincrotrón denominada
ALBA. El equipo incluirá un anillo de almacenamiento de electrones de 3 GeV, inyectado desde un Linac
de 100 MeV mediante un booster sincrotrón a energía nominal, y un complemento inicial de siete líneas
experimentales.
El booster está formado por 40 imanes dipolares, 60 imanes cuadrupolares, 16 imanes sextupolares, y 88
imanes correctores además de un determinado número de imanes de recambio.
Durante la aceleración de los electrones, el campo magnético en los imanes tiene que aumentar
sincronizadamente desde los valores iniciales a inyección hasta el valor máximo a extracción. La curva de
excitación sigue una dependencia sinusoidal a una frecuencia de repetición de 3 Hz.
La línea de transferencia del Booster al anillo de almacenamiento comprende 8 imanes correctores que
también forman parte de esta especificación. Estos imanes están alimentados con corriente continua.
La presente especificación contiene las especificaciones técnicas para los imanes correctores. Todas las
dimensiones y tolerancias de los imanes están definidas en la especificación y en los planos adjuntos. El
pequeño tamaño del haz de electrones de ALBA hace que se tengan que construir imanes con unas
tolerancias muy ajustadas.
Los contratos para los imanes correctores incluirán la responsabilidad de los diseños eléctrico, mecánico
y térmico de los imanes, su construcción, seguido por pruebas mecánicas y eléctricas y su entrega.
CELLS tendrá la responsabilidad del campo magnético generado por los polos de los imanes. Esta
especificación, por consiguiente, define el perfil requerido de los polos junto con el rendimiento operativo
mecánico y eléctrico. Los acuerdos sobre el diseño final para conseguir las características especificadas
de modo reproducible en un imán correctamente fabricado serán la responsabilidad del fabricante.
Las medidas magnéticas no forman parte de este contrato. De todas formas, si un fabricante tiene la
capacidad y el interés de realizar tales medidas puede incluirlo en su oferta como un anexo. En este caso
debe darse una explicación detallada de los métodos y los procedimientos que se proponen.
2
ALCANCE DEL CONTRATO
2.1.1
Esta especificación abarca el diseño técnico, la fabricación, el montaje, las pruebas, y la entrega
de imanes correctores para el booster.
2.1.2
La especificación abarca además el suministro de todos los materiales y la construcción de todas
las herramientas, plantillas y dispositivos necesarios para completar el contrato.
2.1.3
Los imanes fabricados estarán formados por núcleo magnéticos, bobinas, y demás ménsulas
mecánicas y accesorios necesarios para su completo montaje. Estarán también equipados con
pies de apoyo, bloques de terminación eléctrica, interconexiones de bobinas y cubiertas
protectoras aisladas.
2.1.4
Opcional: Las medidas magnéticas en los imanes.
3
DETALLES DE LOS IMANES CORRECTORES
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3.1
Descripción de los imanes correctores
3.1.1
ALBA requiere un total de 100 imanes correctores.
3.1.2
Los correctors se requieren con una longitud de 70 mm.
3.1.3
Los imanes correctors son de dos tipos: horizontales y verticales. Los núcleos son laminados, de
cara paralelas y con separación en el plano medio para permitir la colocación de la cámara de
vacío. En el diseño propuesto los dos imanes son iguales, y difieren solo en pequeños detalles del
ensamblaje. El ofertante deberá presentar una solución para el ensamblaje de los tipos de
correctores.
3.1.4
La posición de la cámara de vacío del haz de electrones en el centro de los imanes lleva a la
definición de un área central “libre para la cámara de vacío”. Esto queda definido en los planos
correspondientes. Durante el diseño mecánico y eléctrico del imán, el fabricante será también
responsable de mantener este espacio libre para los componentes del vacío y de tener en cuenta
esto al diseñar la bobina.
3.1.5
Los imanes serán excitados por bobinas montadas en los polos. Estas bobinas serán devanadas a
partir de un conductor sólido sin orificio central de enfriamiento por agua. Los correctors serán
alimentados individualmente.
3.2
Lista de parámetros
3.2.1
El capítulo 12 incluye una lista de parámetros completa
3.2.2
El diseño de las fuentes de alimentación está basado en los valores de corriente pico, valores
máximos de inductancia y de resistencia y frecuencia de operación según la lista de parámetros.
El fabricante tiene la obligación de diseñar un imán que no supere estos parámetros eléctricos.
3.3
Lista de planos
Los planos se encuentran especificados en el capítulo 13. Para producir un conjunto completo de planos
para esta especificación ha sido necesario realizar ciertas suposiciones en cuanto a partes del diseño de los
imanes que serán responsabilidad del fabricante. Se advierte a los ofertantes que ciertas características
que se muestran en los planos son provisionales y quedarán sujetas a cambios por el fabricante durante la
fase de diseño. Esta reserva se aplica de forma particular a:
•
forma de la bobina y posición de la bobina en los polos
•
forma externa de la laminación del imán
•
diseño de la región de unión de laminaciones con placas de soporte
3.4
Placa de soporte del imán
3.4.1
La base de los imanes correctores tiene un soporte hechos de material no magnético, tal como se
indica en el dibujo apropiado, para fijar los imanes en los pedestales.
3.4.2
El diseño de esta pieza es responsabilidad del fabricante. CELLS presenta una propuesta de
referencia.
3.5
Monumentos para la alineación
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3.5.1
Los imanes correctores se proporcionarán con características de montaje en su cara superior
capaces de adaptar hasta 2 monumentos para la alineación. Estos monumentos y su montaje
serán especificados al comienzo del contrato.
3.6
Cáncamos
3.6.1
El fabricante deberá hacer una propuesta para poder elevar el imán completo o solo la mitad
superior de forma fácil.
4
FASES DEL CONTRATO
4.1.1
El contrato tendrá dos fases.
4.1.2
La primera fase incluye:
•
•
•
•
•
•
4.1.3
Todo el diseño mecánico y eléctrico
La provisión de todas las herramientas, plantillas y dispositivos necesarios
El aprovisionamiento de todos los materiales para dos imanes de pre-serie: 1 corrector
vertical CORV y un corrector horizontal CORH.
El aprovisionamiento de todos los materiales que no están disponibles “ex -stock” para los
imanes de producción
Las pruebas mecánicas, eléctricas y de fabricación de dos (2) correctores
La medición mecánica de precisión y las pruebas de cada imán de pre-serie, como se
especifica en el apartado 10.1.
La segunda fase incluye:
•
•
•
Cualquier modificación necesaria del mecanizado que resulte de las pruebas mecánicas y
magnéticas de los pre-series
La provisión de todos los materiales adicionales requeridos para la producción de imanes
Fabricación, pruebas y mediciones magnéticas y entrega de los siguientes imanes de
producción
Tipo
Cantidad
COH
49
CORV
49
4.1.4
CELLS no autorizará la segunda fase hasta que las pruebas y las mediciones en los imanes preserie, incluyendo las medidads magnéticas, se hayan completado con éxito y hayan sido
aprobadas por CELLS.
4.1.5
Todos los diseños, herramientas y materiales obtenidos durante la primera fase serán propiedad
de CELLS y serán entregados a CELLS en cualquier momento durante el contrato, al cabo de un
mes del recibo de notificación escrita.
4.1.6
Los ofertantes deben proporcionar presupuestos independientes para las dos fases, que juntas
abarcarán de manera total el “alcance del contrato” definido más arriba.
4.1.7
El presupuesto de las dos fases de los contratos será un precio fijo.
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4.1.8
Opcional: El presupuesto de las medidas magnéticas será un concepto separado y será también
precio fijo
5
CALENDARIO
Se requiere el programa siguiente para los calendarios de diseño, fabricación y entrega
Adjudicación del contrato
Semana 0
Diseño técnico
Semana 10
Reunión de aprobación del diseño
Semana 14
Imán de pre-serie finalizado
Semana 28
Finalización de pruebas en el fabricante
Semana 30
Aprobación de CELLS (si los imanes son aceptables)
Semana 34
Finalización de la entrega de correctors de producción
Semana 60
6
GESTIÓN DE LA PRESENTACIÓN DE LA OFERTA Y DEL CONTRATO
6.1
Presentación de la oferta
6.1.1
Se recomienda a los contratistas interesados que se pongan en contacto con CELLS para conocer
los detalles de las especificaciones y así asegurarse de que el ofertante entiende por completo los
requisitos y las implicaciones de la especificación antes de realizar la oferta. Las consultas de
tipo técnico deben dirigirse al Dr. M. Pont, CELLS, tel.: 34-93-5924314, e-mail: [email protected].
Las consultas relativas al contrato deben dirigirse al Sr. M.Sazatornil, CELLS, tel.: 34-935924307, e-mail: [email protected].
6.1.2
CELLS adjudicará el contrato teniendo en cuenta los aspectos técnicos y económicos de la
propuesta formal. Véase la carpeta de las cláusulas administrativas.
6.2
Información que se debe presentar con la oferta
6.2.1
El ofertante deberá proporcionar, junto con los documentos de la oferta, la información
suficiente para permitir una elección informada del contratista. Dicha información debe incluir:
•
•
•
•
•
•
6.2.2
Una confirmación de la aceptación de todas las cláusulas de la presente especificación o una
explicación detallada de cualquier desviación de las condiciones definidas en esta
especificación.
Desglose del precio en categorías principales.
Detalles del control de calidad que propone el contratista.
Un borrador del calendario que muestre el diseño principal, el pedido, la fabricación y las
pruebas de los imanes correctores.
Indicaciones de los paquetes de trabajo propuestos para que los lleven a cabo subcontratistas,
con la identidad del subcontratista propuesto.
Una lista de los proyectos anteriores, similares o comparables en tamaño y alcance, para que
CELLS pueda evaluar la viabilidad y la capacidad de los contratistas para cumplir con el
contrato.
Información específica sobre:
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•
Diseño técnico y diseño de los imanes
Propuesta para el ensamblaje de los tipos de correctores, de forma que las conexiones eléctricas
queden siempre en el mismo lado y que el ensamblaje de la cámara de vació pueda realizarse de
forma fácil.
En el caso de que características principales del diseño de los imanes se hayan dejado al juicio de
los ofertantes, se dará una indicación de las soluciones o parámetros.
•
Acero Magnético
Fuente de suministro de acero propuesta que se utilizará en los núcleo magnéticos de los imanes
El ofertante indicará los métodos de prueba y de mediciones propuestos para el control de
calidad de las propiedades magnéticas, eléctricas y físicas del acero magnético.
•
Estampación de las laminaciones y montaje del núcleo magnético
Se proporcionará una breve descripción de las herramientas propuestas para la estampación de
las laminaciones y si se piensa en un proceso de una o dos etapas. Se indicará el tamaño de la
prensa de estampar que se vaya a utilizar.
Se debe dar una estimación de la altura de las rebabas y alcance esperado del ángulo de
cizallamiento en la laminación, junto con la frecuencia estimada de remolida del utillaje para
cumplir la especificación.
Detalles de los métodos propuestos y del instrumental disponible para la medida precisa de los
perfiles de laminación.
Una breve descripción del dispositivo de apilamiento de laminaciones, incluyendo la técnica de
apilamiento. Se debe explicar el método propuesto para enlazar las laminaciones.
Detalles de los procedimientos de medición propuestos para la comprobación mecánica del
núcleo magnético después del apilamiento y del enlace, e indicar cómo se pueden comprobar las
tolerancias de dimensión dadas por CELLS.
Detalles de las técnicas propuestas para cualquier mecanización requerida.
•
Producción y pruebas de las bobinas
Indicación de la fuente esperada de suministro de conductor de cobre y detalles de las
dimensiones propuestas del conductor.
Detalles de la operación de enrollamiento de las bobinas propuesta incluyendo información sobre
el tejido de vidrio que se va a utilizar. Se deben describir el método de producción y todos los
materiales que se utilizarán (incluyendo piezas de embalaje requeridas). Se debe establecer el
número de carretes para enrollar bobinas.
El ofertante indicará una propuesta para la fuente de suministro del sistema químico de resina
epoxi, junto con detalles de las propiedades mecánicas, térmicas y la radiación esperadas.
Se deben proporcionar detalles de la técnica de impregnación propuesta y de la operación de
endurecimiento para el sistema de resina, incluyendo información sobre todos los montajes,
herramientas y moldes requeridos. Se debe establecer el número de moldes que se debe utilizar.
Detalles de las tolerancias que se pueden conseguir en las dimensiones de las bobinas.
Se debe proporcionar una breve descripción del equipo propuesto para las diferentes pruebas que
aparecen en el calendario de pruebas de las bobinas.
Se proporcionarán detalles de los conmutadores de sobrecalentamiento propuestos. Se explicará
asimismo el método propuesto de montaje del sensor de temperatura sobre la bobina.
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Conexiones eléctricas
El ofertante indicará el tipo de conexiones propuestas para los cables de alimentación, así como
la disposición propuesta de tableros terminales y cubiertas protectoras.
El ofertante indicará el método propuesto de interconexión eléctrica de las bobinas y la forma de
evitar los daños por radiación al aislamiento de la interconexión.
El ofertante dará detalles de las conexiones de los conmutadores de bloqueo que se proponen.
•
6.3
Gestión del contrato
6.3.1 Al inicio del contrato, el contratista deberá asignar unas personas de contacto para las cuestiones
técnicas y administrativas que serán las responsables de informar y contactar con CELLS.
6.3.2 En las 2 semanas después del inicio del contrato, el contratista deberá presentar un programa
detallado que deberá incluir las fases de diseño, de fabricación y de pruebas lo suficientemente
detalladas para permitir un control periódico del avance del proyecto.
6.3.3 En las 2 semanas después del inicio del contrato, el contratista y CELLS acordarán un programa
de reuniones sobre cuestiones técnicas y del avance del proyecto.
6.3.4 A partir de entonces, y durante todo el contrato, el contacto técnico deberá presentar cada mes un
informe por escrito a CELLS en el que indicará con detalle el avance en relación al programa.
6.3.5 El fabricante será el responsable del diseño final, de los métodos de producción y del correcto
funcionamiento de todos los imanes, independientemente de que hayan sido elegidos por el
contratista o sugeridos por CELLS.
6.3.6 La aceptación por parte de CELLS del diseño y de los componentes no eximirá al contratista de
su responsabilidad de corregir errores, descuidos y omisiones para asegurar el cumplimiento de
las especificaciones incluidas en el presente documento.
6.3.7 En caso de que el contratista haya interpretado erróneamente cualquiera de las especificaciones
que haya proporcionado CELLS, esta última espera que dicha interpretación errónea se corrija
sin coste adicional alguno por su parte.
6.3.8 El contratista deberá declarar cualquier subcontratista que se utilice para la ejecución del
presente contrato y deberá informar a CELLS de cualquier cambio de subcontratista. CELLS
deberá aceptar dicho cambio por escrito.
6.3.9 Los miembros designados del personal de CELLS, o sus representantes designados, deberán
tener garantizado el acceso razonable a los locales del contratista, para las reuniones de avance,
las visitas de inspección, etc., incluso sin notificación.
6.3.10 Los miembros designados del personal de CELLS, o sus representantes designados, deberán
tener garantizado el acceso razonable a los locales de cualquier subcontratista, para las reuniones
de avance, las visitas de inspección, etc. estando presente el contratista principal, incluso cuando
las visitas se notifiquen con poca antelación.
6.3.11 CELLS tendrá el derecho de observar las pruebas y sugerir que se hagan otras adicionales. El
contratista deberá presentar una notificación al menos 10 días laborables antes de la fecha de la
prueba para permitir efectuar las gestiones necesarias para organizar el viaje.
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6.3.12 CELLS se reserva el derecho de solicitar pruebas adicionales o más extensas que deberán
realizarse en caso de diseño o rendimiento marginal.
6.3.13 El contrato finalizará cuando se hayan entregado los imanes al lugar indicado por CELLS y
cuando se hayan superado satisfactoriamente las pruebas de aceptación y cumplan totalmente el
presente documento de especificación.
6.4
Control de calidad
6.4.1 El contratista deberá mantener y aplicar un programa de control de calidad que sea conforme con
la ISO-9001 para el diseño, la fabricación y las pruebas de todos los sistemas y equipos que
proporcione.
6.4.2 Todos los equipos deberán fabricarse de acuerdo con las mejores técnicas existentes y las buenas
prácticas de ingeniería reconocidas disponibles en el momento de la construcción. Todos los
sistemas deberán diseñarse y construirse con una vida útil prevista superior a los 10 años. Los
imanes deberán diseñarse y fabricarse para un uso continuo.
6.5
Documentación
6.5.1 El contratista deberá entregar la siguiente documentación por duplicado a medida que esté
disponible y de acuerdo con el calendario presentado en el capítulo 5:
•
•
•
•
Calendario
Planos de producción de bobinas y circuitos magnéticos.
Controles ejecutados en cada paso del proceso de fabricación
Un cuaderno de fabricación que estará compuesto de:
o Para las bobinas: pruebas mecánicas, y eléctricas.
o Para el montaje de sub-núcleo magnéticos: comprobaciones dimensionales.
o Para el circuito magnético montado: comprobaciones dimensionales.
o Para el imán montado: pruebas mecánicas, y eléctricas.
o Los resultados de la inspección final.
o La lista de los casos de falta de cumplimiento que se hayan procesado.
Todos los documentos técnicos entregados por el contratista serán en inglés o castellano.
El contratista deberá proporcionar 2 (dos) copias completas en papel de los planos de construcción.
Además, el contratista deberá proporcionar 2 (dos) copias electrónicas completas en soporte físico de
los planos de construcción. Es preferible que dichas copias se presenten en formato IDEAS, aunque
también se aceptan otros formatos tales como DXF o IGES.
6.6
Numeración
Cada bobina, núcleo magnético y cada imán finalizado deben estar identificados y numerados. La
posición del número de identificación se acordará con CELLS.
Se debe fijar una placa de acero inoxidable o aluminio a cada imán. En la placa debe figurar la
información siguiente:
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•
•
•
•
•
•
6.7
Nombre del imán (proporcionado por CELLS en las primeras fases del contrato)
Número de serie
Año de fabricación
Corriente máxima
Peso bruto de la unidad
Nombre del contratista
Garantía
El contratista deberá garantizar los imanes contra cualquier fallo debido a componentes defectuosos o a
una fabricación defectuosa durante un periodo de 24 meses después de que CELLS haya aceptado los
imanes. La garantía no quedará sin efecto por la apertura del imán para la instalación de componentes
del sistema de vacío o para el examen visual y las pruebas diagnósticas. Se garantiza que no se efectuará
modificación alguna sin el permiso por escrito del contratista.
7
ACERO MAGNÉTICO
Esta sección describe las propiedades eléctricas y magnéticas y las pruebas de pre-producción
necesarias para el acero de los imanes.
7.1
Características del acero para el imán
7.1.1 Se proyecta que esta especificación la cumplirán las planchas de acero, laminadas en frío,
totalmente recocidas y no orientadas.
7.1.2 La siguiente tabla proporciona los valores mínimos de inducción bajo excitación CC aceptables en
los valores establecidos de campo paralelo a la dirección de laminación. Se supone que las
pruebas se realizan en tiras, de forma que se puedan evaluar de forma separada las propiedades
paralelas y perpendiculares a la dirección de laminado. La inducción medida perpendicular a la
dirección de laminado será superior al 80% de los valores dados en la siguiente tabla.
Datos magnéticos del acero
Campo magnético
[A/m]
2500
5000
10000
Inducción mínima
paralela a la dirección
de laminado [T]
1.49
1.60
1.70
7.1.3 La coercitividad se define como el campo necesario para producir inducción cero en una muestra
mixta del acero tras excursiones cíclicas repetidas a inducción alta con un campo superior a
10000,0 A/m.
Coercitividad máxima permitida en una muestra individual: 35 A/m
Variación máxima de la media ± 15 %
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7.1.4 Las propiedades magnéticas del acero se garantizarán en muestras globales tras la estampación sin
ningún tratamiento adicional de calor o recocido.
7.1.5
7.2
El acero debe estar recubierto en un lado con un recubrimiento aislante con un grosor aproximado
de 5 µm.
Laminaciones
7.2.1 El espesor nominal de la laminación es 0.5 mm.
7.3
Pruebas del acero
7.3.1 El acero eléctrico se produce normalmente en “lotes”. Todos los lotes de acero producidos por los
proveedores de acero tendrán muestras de prueba tomadas del principio y final del lote, junto con
una muestra adicional del medio del lote. En circunstancias excepcionales, donde las pruebas en
estas muestras indiquen que existe una variación grande (más del 15% pico-pico) de las
propiedades magnéticas en un solo lote, CELLS tendrá derecho a pedir que se tomen más
muestras en un cuarto y tres cuartos del lote.
7.3.2 Las tres muestras de cada lote deberán pasar por las siguientes mediciones llevadas a cabo con una
técnica de muestras de tiras para propiedades paralelas y normales a la dirección de laminación.
i) Permeabilidad en todos los valores de inducción especificados en el apartado 7.1.2
ii) Coercitividad como se define en el apartado 7.1.3.
7.3.3 El aislamiento de la superficie será comprobado en tres muestras tomadas de los lugares indicados
más arriba, utilizando la técnica de medición de aislamiento estándar del fabricante de acero.
7.3.4 El espesor del acero se comprobará en muestras, tomadas de los lugares indicados más arriba.
7.3.5 Los ofertantes proporcionarán información en la oferta sobre los métodos propuestos para
mediciones magnéticas, eléctricas y físicas del acero del imán.
7.4
Suministrador del acero
7.4.1 Varios suministradores disponen de acero de la cualidad descrita y el fabricante tendrá libertad
para escoger el material que considera adecuado. CELLS cree que acero del tipo M270-50A
recubierto en los dos lados con Stabolit 70, from ThussenKrupp es adecuado para estos imanes.
8
LAMINACIONES Y NÚCLEO MAGNÉTICO
8.1
Estampación de las laminaciones
8.1.1 El fabricante es responsable de conseguir las tolerancias de dimensión requeridas para que todas
las laminaciones cumplan las especificaciones mecánicas.
8.2
Pruebas de estampación de laminación
8.2.1 Antes del comienzo de la estampación de la producción y tras cada operación de mantenimiento
de las herramientas de estampación, se punzonarán varias estampaciones y se medirán tres de ellas.
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Además, tras cada 4.000 laminaciones durante la operación de estampación, se tomará de la línea
de producción una laminación al azar y se procederá a su medición. La aptitud de la laminación se
juzgará con respecto al plano de laminación que habrá sido aprobado por CELLS.
8.2.2 CELLS se reserva el derecho a estar presente durante todas estas mediciones.
8.2.3 Las laminaciones de pruebas, debidamente marcadas con una etiqueta identificativa, se pondrán a
disposición de CELLS para la verificación independiente de las tolerancias de dimensión.
8.2.4 CELLS podrá rechazar cualquier laminación que no esté dentro de las tolerancias indicadas en el
plano apropriado.
8.2.5 La máxima rebaba en cualquier lugar de la laminación no debe superar los 0,025 mm. No se
permitirá ninguna operación de rebabado posterior.
8.2.6 El mantenimiento de las herramientas se debe llevar a cabo a intervalos tales que se mantengan las
tolerancias de dimensión requeridas de todas las laminaciones.
8.2.7 El acero debe ser protegido contra corrosión.
8.3
Núcleo magnético
8.3.1 El fabricante diseñará los núcleo magnéticos de forma que consigan las tolerancias mecánicas
requeridas en los imanes finalizados.
8.3.2 Durante el apilado de los imanes de pre-series iniciales se mantendrá un registro del peso de las
laminaciones utilizadas para cada núcleo magnético. Tras la aceptación de los pre-series, estos
pesos se definirán como el peso estándar de laminaciones en un núcleo magnético dado.
8.3.3 Durante el apilamiento de los núcleos magnéticos de los imanes de producción, el número de
laminaciones que se incluirán en cada bloque de núcleo magnético estará determinado por el peso
y estará comprendido entre más o menos la mitad del peso de una única laminación del peso
estándar de las laminaciones de un bloque de núcleo magnético.
8.3.4 El factor de apilamiento deberá ser superior al 97%, y dentro del ±0.5 % para todos ellos.
8.4
Pruebas mecánicas del núcleo magnético
8.4.1 Una vez que las laminaciones se han montado en un núcleo magnético, las dimensiones
geométricas principales se comprobarán con sumo cuidado de acuerdo con las tolerancias de los
planos relevantes. La calidad del campo depende en la observancia estricta de la simetría.
8.4.2 Tras el montaje final del núcleo magnético se comprobarán las tolerancias funcionales, que
incluyen el entrehierro, la distancia entre superficies de referencia en la parte superior e inferior de
los correctors y el plano mediano. Los controles dimensionales se especifican en los planos
correspondientes.
8.5
Protección y pintura
8.5.1 Tras el montaje y el control, los núcleo magnéticos se protegerán contra la oxidación mediante
pintura. Se utilizará pintura epoxi de dos componentes, cuya dureza y resistencia mecánica serán
aseguradas por el fabricante. Las áreas no pintadas, indicadas en los planos apropriados, se deben
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proteger con un aceite ligero u otras medidas preventivas contra la oxidación. El color será RAL
6024.
9
BOBINAS
9.1
Fabricación de bobinas
9.1.1 Cada imán corrector tienen 2 bobinas. Cada bobina está montada en un polo. Cada bobina está
compuesta de 174 vueltas.
9.1.2 Las bobinas deben realizarse con una longitud única de conductor de cobre plano y aislado con
enamel. No se permitirán uniones en una bobina.
9.1.3 El aislamiento del cable debe estar diseñado para soportar temperaturas de al menos 180ºC.
9.1.4 Tras la finalización del enrollado, se proporcionará un aislamiento a tierra exterior mediante un
tejido de vidrio de borosilicato, traslapado al 50% para producir un espesor mínimo de 0.5 mm.
9.1.5 Las bobinas operarán en un ambiente de radiación y deben por tanto construirse utilizando
sistemas de aislamiento de vidrio y resina epoxi. No se permitirán materiales diferentes a los
especificados en esta sección de la especificación. Por tanto, los materiales utilizados para
aislamiento estarán sujetos a la autorización por escrito de CELLS.
9.1.6 Las terminaciones eléctricas serán de fácil manejo.
9.1.7 Cada corrector tendrá dos conmutadores de sobrecalentamiento (normalmente cerrado), preparado
para abrir un circuito eléctrico a 60±5°C. Estos conmutadores estarán equipados cada uno con dos
contactos o conexiones externas, y serán montados con ellos antes del proceso de impregnación, o
encolados a la superficie de la bobina tras la impregnación. Independientemente de la técnica
utilizada, el fabricante se asegurará de que se obtiene un buen contacto mecánico y térmico
utilizando materiales que cumplen los requerimientos de esta especificación.
9.1.8 Todos los huecos que surjan en el interior de las bobinas se rellenarán con fibra de vidrio con el
fin de evitar la presencia de áreas ricas en resina y la delaminación. El material utilizado cumplirá
con los requerimientos descritos debajo.
9.1.9 El aislamiento en la vecindad de los contactos y las terminaciones de la bobina requerirá especial
atención, con el fin de proporcionar la resistencia apropiada y para evitar la presencia de resina
excesiva en esa área. En estas áreas se deben utilizar los insertos de tejido de roving o epoxi de
vidrio preformado y todos los materiales deben estar cumplir con los requerimientos descritos
debajo.
9.2
Conductor
9.2.1 El cobre será Cu-OF libre de oxígeno (designación ISO) recocido tras trabajo en frío (templado
recocido completamente extrasuave)
9.2.2 El cobre estará libre de grietas, porosidades y vacíos. No tendrá fragilidad al hidrógeno. Se
requieren muy buenas características para soldadura así como ductibilidad que permita el
enrollado del conductor en bobinas de imán con vueltas apretadas.
9.2.3 La composición será un mínimo de 99,99% Cu (+Ag). El contenido de oxígeno se mantendrá por
debajo de 10 ppm.
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9.2.4 La resistividad eléctrica será menor de 17,24 × 10-9 Ωm a 20ºC.
9.2.5 La uniformidad del conductor será tal que la resistencia de todas las bobinas construidas a partir
de él sea igual dentro de +2%.
9.3
Pruebas en el conductor antes de bobinar
9.3.1 El fabricante tiene que proporcionar certificados de las características del cobre, que incluya
dimensiones, y resistividad.
9.3.2 Antes de empezar a bobinar hay que limpiar el conductor.
9.4
Enrollado de bobina
9.4.1 En todas las etapas de la construcción de la bobina se ejercerá un escrupuloso cuidado en el
manejo de todos los componentes, que se llevará a cabo en un entorno limpio. Todas las
superficies de trabajo se limpiarán inmediatamente antes de utilizarse y todo el personal
involucrado utilizará guantes de protección El control de calidad de este diseño tendrá que
garantizar la falta de cualquier oclusión conductiva entre cables (cortaduras, polvo...)
9.5
Tests de las bobinas después de bobinar
9.5.1 Después de bobinar las dimensiones de las bobinas serán controladas con respecto al plano
correspondiente.
9.6
Aislamiento de la bobina e impregnación
9.6.1 Las bobinas serán impregnadas al vacío. Se considera esencial la utilización de un molde, y éste
debe aplicar presión de contacto directa a la mayor superficie posible de la bobina.
9.6.2 La impregnación y el endurecimiento deben estar precedidos por el secado en horno de una bobina
y la desgasificación de la resina, la bobina y el molde. Es preferible la utilización de un molde
abierto para la operación de impregnación.
9.6.3 Tras la terminación, la resina de las bobinas debe ser completamente transparente, sin colorante o
aditivo que limite la observación de las espiras de cobre utilizadas dentro del sistema de resina.
No se permitirá pintura o recubrimiento externo.
9.6.4 No se reparará ninguna bobina tras su impregnación inicial sin el consentimiento por escrito de
CELLS, y cualquier reparación del tipo se llevará a cabo sólo con materiales y métodos aprobados
por CELLS.
9.7
Terminaciones de la bobina
9.7.1 Los imanes estarán diseñados con todos los servicios mecánicos y todas las conexiones eléctricas
(incluyendo terminales de alimentación) en el lado exterior del anillo y en el núcleo inferior del
imán.
9.7.2 Las dos conexiones eléctricas para los terminales de alimentación estarán montadas en el panel de
servicios mecánicos y eléctricos que estará rígidamente apoyado en el imán. La conexión entre los
terminales de la bobina y el panel de servicios serán la responsabilidad del fabricante.
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9.7.3 El fabricante evitará, durante el diseño inicial, la colocación de cualquier material de origen
orgánico en el plano mediano del centro del imán, donde podría estar sujeto a daños por radiación
a largo plazo debido al haz de electrones. El ofertante debe proponer una solución para el
interconexionado eléctrico.
9.7.4 Los terminales de la bobina, los puestos de conexión y todas las partes metálicas conectadas a
ellos estarán protegidos contra contacto accidental mediante una cubierta transparente y aislante
que sólo se puede quitar mediante el uso de herramientas. Las propuestas de los ofertantes para
esta cubierta quedarán descritas en la oferta.
9.7.5 El cableado de los conmutadores de bloqueo de sobrecalentamiento formarán parte del contrato.
Los dos terminales de cada conmutador se montarán en el tablero de servicios eléctricos como está
especificado.
9.7.6 Para poner el núcleo magnético a tierra eléctrico se proporcionará un puesto de conexión de un
único terminal de 10 mm2. El fabricante asegurará que hay conexión eléctrica adecuada entre el
núcleo magnético, los colectores y otros componentes de forma que todas las partes metálicas
expuestas del imán estén puestas a tierra de manera segura por este puesto terminal.
9.8
Pruebas de la bobina
9.8.1 Todas las bobinas deben ser examinadas visualmente para determinar la ausencia de cracks,
huecos, delaminaciones y otros defectos.
9.8.2 La resistencia eléctrica de todas las bobinas se medirá con un puente de CC. Los valores deben
corregirse a 23ºC y deben estar dentro del ±2% del valor medio de todas las bobinas.
9.8.3 Cada bobina de los imanes de pre-serie y cada décima de la serie se debe sumergir en agua
corriente a temperatura ambiente, pero con los terminales expuestos sobre el nivel de agua.
Cualquier otra parte de la bobina que no esté completamente sumergida tendrá los extremos en
contacto con el agua cubiertos con paños húmedos. Se llevará entonces a cabo la siguiente
secuencia de pruebas:
(a) Registre la resistencia de aislamiento entre los terminales de la bobina y el baño de agua,
utilizando un voltaje mínimo de 100 V.
(b) Aplique una tensión directa de 250 V entre los terminales de la bobina y el baño de agua
durante un minuto y registre la corriente de pérdida.
(c) Repita la medida como en (a).
Se descartará cualquier bobina que presente signos de ruptura o cambios significativos en la
resistencia de aislamiento durante estas pruebas.
9.8.4 Tras la finalización de las pruebas en 9.8.3 se realizará un test de ciclado térmico. El fabricante
debe realizar una propuesta para este test.
9.8.5 Al finalizar el ciclo térmico se deben repetir las pruebas de aislamiento descritas en 9.8.3. Si hay
cambios significativos en la resistencia de aislamiento o características de ruptura, se deberá
descartar la bobina. También se descartará cualquier bobina que presente signos de agrietamiento
o delaminación.
9.8.6 Todas las bobinas deben probarse utilizándose como bobinado secundario de un transformador. Se
inducirá un voltaje máximo de 10 V/vuelta en las terminaciones de la bobina durante el periodo de
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un minuto y se registrará la corriente primaria correspondiente. Cualquier indicación de
cortocircuito entre las espiras dará como resultado que se descarte la bobina.
10
PRUEBAS MECÁNICAS Y ELÉCTRICAS EN IMANES FINALIZADOS
10.1
Pruebas mecánicas y eléctricas en imanes pre-serie finalizados
10.1.1 Después de que los imanes hayan sido completamente montados, se medirán mecánicamente
para asegurar que cumplen con las tolerancias especificadas.
10.1.2 Las técnicas a utilizar serán diseñadas especialmente para controlar cada una de las dimensiones
y tolerancias definidas en los planos y en esta especificación. Las técnicas a utilizar deberán ser
aprobadas por CELLS. Los ofertantes deben hacer una propuesta en su oferta.
10.1.3 Antes del montaje final de los imanes de pre-serie, y sin las bobinas u otros pequeños
dispositivos presentes, el fabricante estudiará la reproducibilidad mecánica del entrehierro. El
objeto de este trabajo será:
•
confirmar las tolerancias necesarias en los polos, caras de unión y piezas de soporte del
núcleo magnético.
•
establecer un montaje satisfactorio y un procedimiento de sujeción que no requiera el uso de
mediciones iterativas y ajustes para alcanzar la reproducibilidad requerida en entrehierro.
10.1.4 Se aplicará un voltaje directo de 100 V entre los terminales de cada bobina y su núcleo
magnético durante un minuto. Cualquier bobina que presente signos de ruptura, indicada por una
resistencia de pérdida de menos de 10 MΩ, será rechazada.
10.1.5 Se llevará a cabo una prueba de corriente operativa CC durante un periodo de al menos dos horas.
Durante esta prueba, se monitorizarán las temperaturas de superficies de la bobina y todas las
interconexiones y terminales de las bobinas con termómetros de contacto. Se juzgarán los
resultados con respecto a las especificaciones térmicas apropiadas del imán. Deberá descartarse
cualquier imán que muestre indicios de sobrecalentamiento, puntos locales calientes u otros
fallos durante este periodo.
10.1.6 El fabricante demostrará el rendimiento operativo de los conmutadores de sobrecalentamiento
aumentando la temperatura de cada bobina al valor (60°C) al que se garantiza el funcionamiento
de los conmutadores. La técnica que será utilizada para el sobrecalentamiento necesario será
acordada con CELLS. Debido al peligro de daño a la bobina, CELLS prefiere un método que
tenga que ver con el calentamiento externo del agua circulante. En la oferta deben aparecer
detalles del método propuesto.
10.2
Pruebas mecánicas y eléctricas en imanes de producción finalizados
10.2.1 Una vez que los imanes han sido montados con bobinas, y ménsulas de montaje, se debe medir
el montaje completo para asegurar que cumple con las tolerancias de dimensión como se
especifica.
10.2.3 Se llevará a cabo una prueba de corriente operativa CC máxima durante un periodo de al menos
dos horas. Durante esta prueba, se monitorizarán las temperaturas de superficies de la bobina y
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todas las interconexiones y terminales de las bobinas con termómetros de contacto. Se juzgarán
los resultados con respecto a las especificaciones térmicas apropiadas del imán. Deberá
descartarse cualquier imán que muestre indicios de sobrecalentamiento, puntos locales calientes
u otros fallos durante este periodo.
10.2.4 El fabricante demostrará el rendimiento operativo de los conmutadores de sobrecalentamiento
aumentando la temperatura de cada bobina al valor (60°C) al que se garantiza el funcionamiento
de los conmutadores. La técnica que será utilizada para el sobrecalentamiento necesario será
acordada con CELLS. Debido al peligro de daño a la bobina, CELLS prefiere un método que
tenga que ver con el calentamiento externo del agua circulante. En la oferta deben aparecer
detalles del método propuesto.
10.3
Pruebas de aceptación tras la entrega
10.3.1 Tras la entrega, los imanes correctores serán inspeccionados visualmente para comprobar que no
han sufrido daños mecánicos durante el transporte. Cualquier daño de este tipo se informará al
fabricante. La posible reparación estará sujeta a acuerdo con CELLS. Por lo general, el imán será
descartado cuando el daño haya dado lugar a la alteración en la geometría del hierro del corrector
o de la estanqueidad o de la forma del conductor de la bobina, aislamiento o terminales.
10.3.2 Tras la entrega, el personal de CELLS llevará a cabo las pruebas eléctricas. El fabricante tiene
derecho a estar representado durante estas pruebas, pero si quiere ejercer ese derecho debe
notificar a CELLS por escrito.
10.3.4 El imán deberá activarse a la corriente máxima durante un periodo de al menos dos horas.
Deberá descartarse cualquier imán que muestre indicios de ruptura, puntos locales calientes u
otros fallos durante este periodo.
11
EMBALAJE Y TRANSPORTE
11.1
Embalaje
11.1.1 El contratista remitirá a CELLS una solución para el embalaje. El embalaje tendrá que utilizar
las herramientas clásicas. Los imanes embalados estarán protegidos contra los elementos
atmosféricos, salientes y roturas durante el trasporte y almacenamiento.
11.1.2 El embalaje de cada imán debe ser a prueba de polvo, agua y debe proteger las piezas de acero
contra la oxidación. Además, las piezas han de estar protegidas contra la deformación, los
impactos y los rozamientos que puedan dañar sus superficies.
11.1.3 Para las partes frágiles (superficies de referencia, conexiones eléctricas y bobinas) se requiere
una protección particular.
11.2
Transporte
11.2.1 El contratista incluirá en su oferta el transporte desde la fábrica:
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•
al lugar donde CELLS controlará y medirá los imanes. Este lugar no tiene que ser
necesariamente el emplazamiento de CELLS.
•
al área de almacenamiento que indique CELLS. Este almacenamiento tendrá lugar en el
emplazamiento de CELLS o en los alrededores.
11.2.2 El contratista se reserva la responsabilidad de los correctors hasta la entrega a uno de los lugares
que se listan arriba. CELLS suministrará las herramientas locales de manejo.
11.2.3 La transferencia de riesgos tendrá lugar cuando la carga se deposite en el suelo.
12
LISTA DE PARÁMETROS
Beam Energy, extraction
Bending radius
Bending angle
Bending field with inf. mu
Gap
GeV
m
mrad
T
mm
3.0
200.0
1.00
0.0503
35
Length of Fe yoke, arc
Overall length of magnet
Cross section of Fe
Pole width
Weight of copper
Length of Cu, 1 coil
Total length of Cu
Weight of steel
Total weight
m
m
2
mm
mm
kg
m
m
kg
kg
0.0700
0.13
15098
70
1.97
54.57
109.13
8.31
10.27
Number of turns per coil
Number of coils
Coil cross section
Conductor cross section/turn
Copper cross section/turn
Cooling channel diameter
Number of ampere turns
peak current
peak current density
Resistance at 20ºC
Inductance
Frequency
resistive voltage, max
inductive voltage, max
average power dissipated
mm, diam.
2
mm
2
mm
mm
amp-turn/coil
A
2
A/mm
m
mH
Hz
V
V
W
174
2
1.6
2.0
2.0
0
700
4.0
2.00
977.0
47.3
3.00
3.93
3.6
7.91
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13
LISTA DE PLANOS
BO-P-MA.COCT-0001-01
BO-A-MA.COCT-0003-01
Lamination
Iron Block
Magnet Assembly
Coil Cross Section
Support
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Especificaciones técnicas para el diseño, la fabricación, las

Transcripción

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