ISTITUTO
NAZIONALE
DI FISICA NUCLEARE
SEZIONE DI MILANO
LABORATORIO ACCELERATORI E SUPERCONDUTTIVITA’ APPLICATA
Stato del Magnete
Toroidale di Atlas
ver. 2 febbraio
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Atlas
Toroid
Magnet
responsabilità LASA:
1. √ produzione 50% conduttore per il BT e gli ECTs
2. √ avvolgimento & impregnazione di tutte le 16 doppie gallette
del Barrel Toroid
3. produzione & installazione 8 schermi termici
4. costruzione sistema di scarica del BT+ECTs e solenoide,
(RDU, RunDown Unit).
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
immagazzinamento attrezzature Ansaldo
L’ultima doppia galletta è stata consegnata al CERN
nello scorso maggio. Rimane aperta la questione dell’
attrezzatura di costruzione (costo: circa 2.8 M€).
Ansaldo Superconduttori deve contrattualmente
conservare l’attrezzatura per 15 mesi, ossia fino al luglio
2004; è tuttavia difficile che l’ultima bobina possa essere
collaudata entro questo lasso di tempo;
è in corso di perfezionamento l’istruttoria della
variazione di contratto. Nonostante i tempi lunghi, Ansaldo
ha confermato le condizioni dell’offerta del settembre 2003.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
unità di scarica del Magnete
Toroidale e del Solenoide
Situazione realizzativa gennaio 2004
Toroide
Unità diodi
Solenoide
Gara approvata gen 04. In
attesa contratto. Consegna Costruzione completata.
a 5 mesi solari + 1 mese di Collaudi & consegna feb 04
collaudi
Unità resistenze
Consegna prevista ad
aprile 04
(Ordine ATLAS). Consegna
aprile 2004
2 contattori
Gara approvata gen 04. In
attesa contratto. Consegna
a 6 mesi solari
(Ordine ATLAS). Collaudi
@ LASA marzo '04
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Gli accordi di novembre
A ottobre, i problemi sulle saldature che avevano bloccato la
costruzione dello schermo in Zanon nei mesi precedenti sembrano
risolti, la produzione fatica però a prendere il ritmo desiderato
Visto il perdurare della situazione critica, una serie di incontri ad
alto livello ha definito degli accordi per una parziale
riorganizzazione del lavoro
Con una lettera ufficiale della Zanon in data 11 novembre 2003
vengono concordati i seguenti punti:
-Una tempistica precisa e in accordo con le esigenze di ATLAS, con
la consegna dell’ultimo sistema il 30 luglio 2004.
-Il trasferimento della responsabilità del pre-montaggio e
dell’istallazione in cantiere dei supporti dello schermo termico al
LASA, allo scopo di permettere a Zanon di concentrare gli sforzi su
gli altri fronti: completamento dei tronconi e delle linee di
raffreddamento.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
particolare del primo
schermo termico
Prima dell’istallazione dei
circuiti di raffreddamento
e dei supporti
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
primo schermo termico:
circuito di raffreddamento
circuito di raffreddamento
(1 di 2)
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
schermo termico
supporti
circuito di raffreddamento
troncone
supporti
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Assemblaggio tronconi
Attualmente, la situazione degli otto sistemi è la seguente:
i tronconi dei sistemi #1-#2 sono già montati sulle masse fredde al
CERN,
i tronconi del sistema #3 vengono consegnati in questi giorni
il sistema #4 è in corso di assemblaggio
tutti i pezzi fino al sistema #8 incluso sono stati già lavorati, e
devono essere solo assemblati
TUTTAVIA
Il tasso di produzione (1/mese) non viene ancora rispettato. Il
ritardo è di circa 1 mese, in linea di principio recuperabile.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Pre-montaggio dei supporti
Il LASA ha consegnato i supporti del primo schermo termico al
CERN il 15 dicembre 2003. I pre-montaggi del secondo sistema
proseguono al LASA.
I premontaggi vengono eseguiti
da tecnici di Dubna, sotto la
nostra direzione. Gli stessi
eseguono i montaggi al CERN.
Con i primi due sistemi abbiamo:
-Verificato e messe a punto in
ogni aspetto le procedure di
montaggio
-Identificato i problemi
-Trasferito le competenze
necessarie per la corretta
esecuzione del montaggio
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Istallazione dei supporti sulla
massa fredda al CERN
Attualmente è in corso al CERN
l’istallazione dei supporti del primo schermo, svolta da
tecnici di Dubna, sotto la nostra coordinazione tecnica.
D’accordo con ATLAS, anche il pre-montaggio dei supporti,
attualmente eseguito al LASA, verrà trasferito al CERN
terminato l’addestramento dei tecnici di Dubna e rodato il
processo. Questo avverrà verosimilmente a partire dal terzo
sistema.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Montaggio dei supporti
Complessivi e particolari di una delle
cinque famiglie di supporti
Ogni schermo ha 273 supporti,
tutto il magnete 2.184
In totale, vi sono circa 100 tipologie diverse
di componenti, per un totale di 80,000 pezzi!
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Montaggio dei supporti
Oltre al semplice
assemblaggio, è richiesto
un notevole lavoro per la
verifica delle
componenti, che
spesso hanno
tolleranze
strette e
richieste di
lavorazioni
particolari
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Circuito di raffreddamento:
giunzioni bimetalliche & saldature
Striscia termosensibile
Acciaio
Al5083
giunzione bimetallica
saldatura
Cortesia E. Zanon SpA
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Linee di raffreddamento
Il sistema di tubazioni completo per il primo schermo è stato
consegnato a novembre 2003.
Alla ricezione al CERN, si evidenziano due gravissimi problemi,
dovuti alla cattiva esecuzione dell’imballaggio
1. Una tubazione
trapassata da un chiodo
2. Una giunzione
bimetallica troncata di
netto in corrispondenza
alla saldatura
e le disgrazie non
vengono mai sole…
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Collaudo linee di
raffreddamento
Il fattaccio:
I test di accettazione delle linee al CERN (i primi collaudi ufficiali,
secondo le specifiche), hanno segnalato (8 dicembre 2003) perdite
su numerose giunzioni bimetalliche di oltre 10-7 mbar·l·s-¹, ossia
almeno 100 volte il valore massimo di specifica
La ricostruzione dei fatti:
Per garantire una buona qualità delle saldature, Zanon aveva
(in)coscientemente scelto di riscaldare le giunzioni bimetalliche
oltre il valore massimo indicato dal produttore, 130 °C
Due gli aspetti veramente gravi:
-La deliberata trascuratezza del rispetto delle specifiche d’impiego
-Il mancato funzionamento delle procedure di controllo interne alla
ditta
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Natale
Alla vigilia del Natale, la situazione è drammatica
-Il primo circuito di raffreddamento è inutilizzabile, e non si sa se
e quando Zanon rimetterà a punto un ciclo di produzione.
-ATLAS studia la possibilità di trasferire al CERN la costruzione
delle linee di raffreddamento, usando il materiale (bobine di tubo,
profilati metallici, ecc. ) disponibile in Zanon. Zanon accetta di
mettere a disposizione questo materiale.
-Pochi giorni dopo, Zanon afferma di avere identificato e risolto il
problema, e ribadisce la sua motivazione e impegno a completare
la costruzione di tutti e otto i circuiti di raffreddamento.
- Nei primissimi giorni del nuovo anno, viene saldata la prima
giunzione con la procedura riaggiornata, alla presenza di nostro
personale.
- I test fatti, sia radiografici che di vuoto, sono positivi.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Oggi
Tecnicamente, la situazione sembra rasserenarsi
Il completamento del nuovo sistema di linee di raffreddamento in
Zanon non è stato così immediato, e la consegna al CERN non
avverrà prima di venerdi 6 febbraio.
Al tempo stesso, ATLAS è andata avanti nella messa a punto del
processo produttivo, ed è pronta a costruire linee di
raffreddamento, tuttavia con un progetto sensibilmente
modificato rispetto al nostro, con numerose “semplificazioni”, e in
pratica:
il tubo della linea viene saldato direttamente sui profilati a T
sullo schermo
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Linee di raffreddamento
Profilato a “Z”
Saldatura
Tubo Al
Blocchetto
arresto
giunzione
bimetallica
Foto cortesia E. Zanon SpA
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Modifiche al progetto
La soluzione non è sbagliata in linea di principio:
tuttavia
La saldatura, pur non essendo difficile, va eseguita talora in posizioni di
difficile accesso. In caso di errore, se il tubo viene danneggiato, è quasi
impossibile rimuoverlo e potrebbe essere necessario smontare tutti i
tronconi. Inutile dire quale sarebbe l’impatto sulla tempistica: se poi lo
schermo non fosse recuperabile, si aggiungerebbe la difficoltà di
richiedere a Zanon la costruzione di tronconi aggiuntivi, per i quali
potrebbe mancare il materiale, ecc.
Inoltre è noto che la saldatura del tubo induce una deformazione sui
tronconi, testata sulla geometria attuale, ma sconosciuta con la
configurazione “ATLAS”.
Infine, il percorso delle tubazioni va modificato ed è necessario
verificare l’assenza di interferenze con altre componenti. ATLAS
afferma di avere già fatto questa verifica.
La possibilità montare le tubazioni senza rischio di danneggiamento
era stata la considerazione che aveva suggerito, d’intesa con la
collaborazione e il CEA, le scelte progettuali attuali.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
Riparazione del primo sistema
Il primo sistema di linee è ancora al CERN. Che farne?
ATLAS ha studiato la possibilità di affidare a una società
olandese (Schelde-Exotech) la riparazione in manuale di queste
linee, da eseguirsi direttamente al CERN.
La Zanon è sostanzialmente favorevole perché la soluzione
"olandese" li solleverebbe da un problema ulteriore e non
banale.
Tuttavia gli otto campioni preparati dagli Olandesi, non hanno
dato risultati brillantissimi, e non vi è quindi la certezza di
potere eseguire la riparazione.
ATLAS vuole procedere senza tentennamenti su questa linea,
affermando che anche se la Schelde fallisse, le linee
sarebbero state comunque non riparabili e quindi irrecuperabili.
Naturalmente gli accordi con Zanon sono che se qualcun altro si
prende in carico la riparazione, deve anche portarla a termine,
inclusi i controlli radiografici e i collaudi di vuoto.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
La scelta
Zanon ha affermato ufficialmente di volere completare la
produzione di tutti e otto i circuiti di raffreddamento.
Tuttavia, un sistema completamente terminato e collaudato non è
ancora disponibile, né abbiamo certezze sul tasso di produzione
che la ditta riuscirà a mantenere.
ATLAS sta dimostrando estremo dinamismo nell’affrontare il
problema, tuttavia con scelte tecniche affrettate e non immuni da
potenziali rischi.
Si rischia, per guadagnare qualche giorno, di intraprendere strade
che potrebbero portare guai ben maggiori.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
situazione generale delle
altre componenti del sistema
magnetico
e della
integrazione nella H180
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
integrazione 1
A metà ottobre
2003, tutte le
doppie gallette
prodotte in
Ansaldo sono state
integrate con
successo nei
casing.
Attualmente viene
completato il
montaggio dei
circuiti di
raffreddamento,
della
strumentazione e
delle tie-rods.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
costruzione end caps
La situazione è la seguente:
-gli schermi termici sono stati consegnati e istallati nelle camere a
vuoto, tuttavia le saldature sul circuito di raffreddamento non sono
state ancora qualificate (dicembre 2003);
-11 15 bobine avvolte su 16;
- 5 9 bobine impregnate su 16, la costruzione procede al ritmo di una
impregnazione ogni tre settimane circa;
-si prevede che la prima massa fredda possa essere trasportata al
CERN per l’integrazione a fine marzo 2004; maggio 2004
-il collaudo in superficie del primo ECT è previsto nell’autunno 2004.
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004
solenoide centrale
agosto
2003 Il solenoide è stato spostato nella camera bianca;
ottobre
2003 Survey dimensionale;
novembre 2003 Inserimento nel criostato LAr febbraio 2004
gennaio 2004 Test criogenico
marzo 2004
Giovanni Volpini, CSN 1, Roma, 2 febbraio 2004