- Систематически исследована роль механических деформаций в обмотках сверхпроводниковых магнитов (СМ) как основного источника импульсных тепловыделений, приводящих к преждевременным переходам в нормальное состояние [A10]. На небольших модельных магнитах, помещенных во внешнее магнитное поле, воспроизведены высокие механические напряжения, присущие крупным СМ. Подробно изучено влияние механических свойств обмоток магнитов на их тренировку и деградацию. В результате, выявлены ключевые факторы, позволившие устранить тренировку и уменьшить деградацию.
- Экспериментально доказано, что пластическая деформация обмоток СМ при гелиевой температуре носит скачкообразный характер, который сопровождается значительными импульсными тепловыделениями, вызывающими переходы СМ в нормальное состояние [A12]. Показано, что скачки деформации нарушают устойчивость сверхпроводящего состояния при любых реальных скоростях ввода тока в СМ, и низкая теплоемкость конструкционных материалов при гелиевой температуре не в состоянии препятствовать этому процессу.
- Обнаружена скачкообразная пластическая деформация компаундированных обмоток СМ в области температур выше азотной [A11]. Сопровождающие её эффекты локального тепловыделения необходимо учитывать при ведущихся разработках ВТСП магнитов, работающих при этих температурах.
- Экспериментально установлена непосредственная связь тренировки и деградации СМ с изменением формы и пластической деформацией его обмотки [A12]. Показано, что деформация обмотки под действием пондеромоторных сил состоит из двух составляющих - пластической деформации, ответственной за тренировку, и микропластической, ответственной за деградацию.
- Изучена роль осевой составляющей пондеромоторной силы [A13]. Показано, что при прочих равных условиях деформация обмотки соленоида начинается в осевом направлении с витков на каркасе, что приводит к трению обмотки о каркас и преждевременным переходам обмотки СМ в нормальное состояние.
- На модельных бифилярных обмотках показано, что микроперемещения отдельных витков также приводят к преждевременному переходу СМ в нормальное состояние, что может стать критическим при работе магнита в экстремальных условиях [A10].
- Предложены новые способы увеличения предельных токов в обмотках магнитов, уменьшающие импульсные тепловыделения механического происхождения в крупных СМ [A15], в том числе, изготовленных для SST-1 и ИТЭР. Проведена их апробация на промышленных магнитах, изготовленных для медицины, транспорта, энергетики и горнообогатительной отрасли. Результаты испытаний свидетельствуют о возможности обеспечения заданных рабочих параметров магнитов с высоким уровнем механических напряжений.
- Разработаны рекомендации по достижению проектных параметров при изготовлении крупных СМ [A3, A15] за счет повышения коэффициента заполнения их обмоток металлом до 0.65-0.85 вследствие (1) увеличения размеров токонесущего элемента («размерный эффект»), (2) применения проводников прямоугольной формы и (3) уменьшения толщины изоляции, прокладок и других компонентов, а также (4) внутреннего бандажирования обмотки [A19].
- Разработана и экспериментально опробована методика геометрически подобного моделирования соленоидов для определения предельно достижимых механических напряжений в крупных СМ [A2]. Методика запатентована как «Способ электродинамической обработки сверхпроводящего магнита» [A16].
- Для токамака SST-1 испытана, на модельном соленоиде, устойчивость проводника типа «кабель в оболочке» к электромагнитным и тепловым возмущениям, сопровождающим работу установки [A29]. Исследованы механические потери в проводнике при деформации поперечной нагрузкой. Показано, что механические потери характеризуются гистерезисом и при первом нагружении проводника могут составлять до 30% от общих потерь.
- Применён комбинированный метод исследования скачков пластической деформации в материалах с помощью экстензометра, термометра и датчика магнитного поля в области гелиевых температур. С его помощью изучены магнитоупругие свойства нержавеющей стали 316 LN-IG, используемой для изготовления оболочек проводников магнитной системы ИТЭР. Обнаружен ранее неизвестный магнитоупругий эффект при деформации стали в области низких температур [A36] . Впервые наблюдены локальные понижения температуры в процессе деформации [A7]. Предложено их объяснение на основе магнетокалорического эффекта [A8].
А2. Кривых А.В., Кейлин В.Е., Анашкин О.П. Связь относительных размеров сверхпроводящих соленоидов с их критическими характеристиками. // Известия АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт». 1988. №1. С. 147–148.
А3. Кривых А.В., Анашкин О. П., Кейлин В.Е., Кондратьев М.Н. Влияние жесткости сверхпроводящих обмоток на их тренировку и деградацию // Известия АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт». 1987. № 4. C. 159–163.
А4. Кривых А.В., Кейлин В.Е., Анашкин О. П. Связь относительных размеров сверхпроводящих соленоидов с их критическими характеристиками // Известия АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт». 1988. №1. C. 147–148.
А5. Кривых А.В., Анашкин О.П., Кейлин В.Е., Диев Д.Н., Динисилов А.С., Щербаков В.И., Тронза В.И Механические испытания труб-оболочек проводника для тороидальной обмотки ИТЭР / Препринт РНЦ «Курчатовский Институт», 2011. ИАЭ-6674/10. 10 с.
А6. Кривых А.В. Анашкин О.П., Диев Д.Н., Динисилов А.С., Кейлин В.Е., Поляков А.В., Щербаков В.И., Тронза В.И. Механические испытания труб-оболочек проводника для тороидальной обмотки Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) // ЖТФ. 2012. Т. 82, №11. С. 99–105.
А7. Кривых А.В., Анашкин О.П., Диев Д.Н., Кейлин В.Е., Поляков А.В., Щербаков В.И. Некоторые особенности разогрева образцов из нержавеющей стали 316LN во время механических испытаний в жидком гелии. // Труды международной научно-технической конференции «Нанотехнологии функциональных материалов». Санкт-Петербург. 2012. C. 235– 240.
А8. Кривых А.В., Иродова А.В., Кейлин В.Е. Магнитоупругий эффект при низкотемпературной деформации нержавеющей стали 316LN-IG. // ЖТФ. 2015. Т. 85, №1. С. 73–79. А9. Кривых А.В., Кунавин С.А., Поляков А.В., Скоробогатых В.Н., Щербаков В.И. Особенности деформирования и разрушения нержавеющих сталей типа 316LN и ЭП302 при низких температурах. // Тезисы докладов Всероссийской конференции «Материалы ядерной техники» (МАЯТ-2014), г. Звенигород, Москва: ОАО ВНИИНМ, С. 70.
А10. Anashkin O.P., Varlakhin V.A., Keilin V.E., Krivykh A.V., Lykov V.V. Experimental Investigation of Training and Degradation in Superconducting Magnet Systems // IEEE. 1977. Vol. Mag-13, no. 1. P. 673–677.
А11. Anashkin O.P., Keilin V.E., Krivykh A.V. Observation of Serrated Deformation of Superconducting Magnets Windings // Cryogenics. 1979. Vol.19, no. 1.P. 31–32. А12. Анашкин О.П., Варлахин В.А., Кейлин В.Е., Кривых А.В. Изучение тренировки и деградации механического происхождения на модельных сверхпроводящих магнитах. Москва. 1981. Препринт ИАЭ – 3371. С. 23.
А13. Anashkin O.P., Glytenko A.L., Keilin V.E., Krivykh A.V. Effect of Axial Component of The Lorentz Force on Training and Degradation of Superconducting Coils // Cryogenics. 1982. Vol. 22, no. 2.P. 94–96.
А14. Анашкин О.П., Кейлин В.Е., Кривых А.В., Сурин М.И., Шевченко С.А., Шлейфман В.Х. Опыт создания нестационарно-стабилизированных сверхпроводящих магнитов с энергией до 2МДж // Труды второй Всерос. Конф. по техническому использованию сверхпроводимости. Москва: Атомиздат. 1983. Т.2. С. 246–249.
А15. Anashkin O.P., Keilin V.E., Krivykh A.V Method to Increase Quench Currents of Superconducting Magnets // Cryogenics. 1996. Vol. 36, no. 2.P. 107–111.
А16. Анашкин О. П., Кейлин В.Е., Кривых А.В., Миронов Е.С. Метод электродинамической обработки сверхпроводящих магнитов. 1984. МПФ Госзнака, А.С. №1124775.
А17. Anashkin O.P., Cheremnykh P.A., Chernoplekov N.A., Fedorov V.K., Keilin V.E., Kravets B.A., Krivykh A.V., Lepekhin V.M., Lomovtsev L.A.. Supercoducting Volume-Gradient Magnetic Separator // XVI Intern. Mineral Proc. Congress. 1988. P. 345–354.
А.18. АнашкинО.П., КейлинВ.Е., КривыхА.В., ЛепёхинВ.М., КравецВ.А., ЛомовцевЛ.А. Магнитный сепаратор. 1986. МПФ Госзнака, А. С. №1233938
А19. Анашкин О. П., Иванов Г.С., Иноземцев Н.Н., Кейлин В.Е., Кривых А.В. Сверхпроводящая обмотка возбуждения линейного электродвигателя // Известия АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт». 1987. № 1. С. 160–163
А20. AgalakovV.P., AnashkinO.P., BritousovN.N., DudarevA.V., KeilinV.E., KrivykhA.V., KulikovA.S., LysenkoV.V., MiklyaevS.M., ShevchenkoS.A., SurinM.I. Two 0.5 MJ Coils SMES System Developmentand Test Results // Proc. Of Sympos. On Use of Supercond. In Energy Storage. 1994. P.141–149.
А21. Keilin V.E., Agalakov V.P., Anashkin O.P., Britousov N.N., Dudarev A.V., Krivykh A.V., Kulikov A.S., Lysenko V.V., Miklyaev S.M., Shevchenko S.A., Surin M.I. Development and Test Results of Two 0.5MJ Coil SMES System // IEEE. 1996. Vol. Mag.-32, no. 4. P. 2312–1315.
А22. .Keilin V.E., Anashkin O.P., Krivykh A.V., Kiriya I.V., Kovalev I.A., Dolgosheev P.I., Rychagov A.V., Sytnikov V.E. Composite Superconductors With Cooper-Aluminum Stabilizing Matrix // Advances in Cryogenics Engineering. 1992. Vol. 38B.P. 699–702.
А.23. Анашкин О.П., Ипатов Ю.П., Кейлин В.Е., Кирия В.Е., Кривых А.В., Рычагов А.В., Сытников В.Е. Разработка и исследование сверхпроводящего провода для магнитной системы магнитного томографа всего тела // Электрофизика. 1991. № 3. С. 16–19.
А24. Ипатов Ю.П., Рычагов А.В., Сытников В.Е., Свалов Г.Г., Кейлин В.Е., Кривых А.В., Новиков В.И., Ребеченков В.П. Линия горячей металлизации длинномерных изделий. 1989. А.С. № 1568620.
А25. Anashkin O.P., Keilin V.E., Kiriya I.V., Krivykh A.V., Lysenko V.V., Portugalsky V.R. Superconducting Magnet Protection System // Advances in Cryogenics Engineering. 1992. Vol. 38A.P. 339–344.
А26. Анашкин О. П., Кейлин В.Е., Кирия И.В., Кривых А.В., Лысенко В.В., Португальский В.Р. Система защиты сверхпроводящей обмотки магнитной системы. 1990. А.С. № 1612825.
А27. Anashkin O.P., Keilin V.E., Kiriya I.V., Krivykh A.V., Lysenko V.V., Portugalsky V.R. Superconducting Magnet Protection System. 1992. Euro-Patent № 91910691.4.
А28. АкимовА.Н., АльтшуллерМ.А., КривыхА.В., СухоцкаяВ.К. Стол пациента ЯМР-томографа. 1993. МПФ Госзнака, Патент SU №1809756.
А29. Pradhan S., Saxena Y.C., Das S., Anashkin O.P., Ivanov D.P., Keilin V.E., Kopeikin N.F., Kovalev I.A., Kruglov S.L., KrivykhA.V.,Lysenko V.V., Novikov S.I., Patrikeev V.M., Scherbakov V.I., Shugaev I.O., Stepanov V.V., Kamata K., Hosono F. Cable-in-Conduit Conductor for Superconducting Magnets of SST-1 Tokamak // FURUKU Report 99-06(07). 1999. P 482-499.
А30. Anashkin O.P., Ivanov D.P., Keilin V.E., Kopeikin N.F., Kovalev I.A., Kruglov S.L., KrivykhA.V.,Lysenko V.V., Novikov S.I., Patrikeev V.M., Pradhan S., Saxena Y.C., Scherbakov V.I., Shugaev I.O., Stepanov V.V ”Result of Model Coil Tests for the Cabel-in-Conduit Conductor for SST-1 Tokamak // IEEE Transaction on Applied Superconductivity. 2002. Vol. 4. P. 567-570.
А31. Anashkin O.P., Keilin V.E., Kovalev I.A., Krivykh A.V. Akimov I.A., Shikov A.K. Cryogen-Free HTS Coil in a Heat-exchange gas // Cryogenics. 2002. Vol.42, no. 5. P. 295-297.
А32. Anashkin O.P., Dudarev A.V., Keilin V.E., Krivykh A.V., Lysenko V.V., Shcherbakov V.I., Ten Kate H.H., Mayri C., Vedrint P, .Zaitsev Y Mechanical Testing of the Tia Rods for ATLAS Barrel Toroid. // Cryogenics. 2005. Vol. 45, no. 2. P. 469-471.
А33. Anashkin O.P., Keilin V.E., Krivykh A.V., Diev D.N., Dinisilov A.S., Shcherbakov V.I., Tronza V.I. Tensile Tests of ITER TF Conductors Jacket Materials. // Adv. in Cryog. Ing. 2012.,V. 58. P. 117– 124.
А34. Sytnikov V.E., Rychagov A.V., Ipatov A.M., Jetymov A.M., Dolgosheev P.I., Maryanchik B.V., Keilin V.E., Krivykh A.VAluminium Stabilized Superconducting Cables // Advances in Cryogenics Engineering. 1992. Vol. 38B. P. 703–708.
А35. Diev D.N, Anashkin O.P., Keilin V.E., Krivykh A.V. ,Polyakov A,V., Shcherbakov V.I. Delamination tests of 2G HTS tapes at room and liquid nitrogen temperatures //Adv. in Cryog. Ing. 2014.,V. 60. P. 245– 251.
А36. Krivykh A.V., Irodova A.V., Keilin V.E.Magnetoelastic Effect for 316LN-IG Stainless Steel at Low Temperatures. // ICEC 25/ICMC 2014 Conference, 2014 July 7-11,Track: M-10, Enschede, Netherlands.