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STF クライオスタット 製作の現状

STF クライオスタット 製作の現状. ２００６年　 4 月２ 1 日 土屋、大内、久松、増澤 早野、岡村、満田、 寺島. Schematic diagram. Gas return pipe (GRP). 9cell 　加速空洞. 2K He 容器. Vac. vessel. 1337. Input coupler. クライオスタット概観. 35MV/m 空洞. 45MV/m 空洞. Flow diagram. クライオスタット断面構成. アライメント ターゲット. サポートポスト. サポートポスト. 80K シールド. Ｈｅ容器

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STF クライオスタット 製作の現状

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Presentation Transcript

  1. STFクライオスタット 製作の現状 ２００６年　4月２1日 土屋、大内、久松、増澤 早野、岡村、満田、寺島

  2. Schematicdiagram Gas return pipe (GRP) 9cell　加速空洞 2K He容器 Vac. vessel 1337 Inputcoupler

  3. クライオスタット概観 35MV/m 空洞 45MV/m 空洞 Flow diagram

  4. クライオスタット断面構成 アライメント ターゲット サポートポスト サポートポスト 80Kシールド Ｈｅ容器 (ジャケット） 5Kシールド Gas Return Pipe (GRP) • 冷却パイプの構成、サポートポスト、熱輻射シールドの構造はTESLA-TTF-Type IIIを基本としている。 • 空洞、インプットカップラー、チューナーはKEK独自の設計。 Input Coupler Ｈｅ容器 (ジャケット） 35MV/m Cavity 45MV/m Cavity

  5. クライオスタットの設計及び検討課題 • TESLAデザインを基本としたクライオスタット。 • 取り合い確認 • コールドマス挿入方法 • 要素開発 • SUS-Ti継手(35Mv/m) • サポートポストの試作 • 磁気シールド(45Mv/m) • 真空容器内の残留磁場測定と遮蔽性能試験。

  6. 35MV/m cavities (4) 45MV/m cavities (4) 製作の現況 (1) • STF-phase1の設計・製作 （株）日立製作所 • 空洞機器との干渉に関する詳細検討を経て、主要な構成品の製作を完了。 • サポートポスト（４本）は、INFN-milanoより提供されたものを使用する。（ＫＥＫでも試作を並行する。） バルブボックスへ接続

  7. 製作 (2)輻射シールド/真空容器 真空容器　 45 MV/m cavities 輻射シールド板 シールド用異形管

  8. 製作(3)　　　ガスリターンパイプ サポートポスト サポートポスト ガスリターンパイプ ガスリターンパイプの加工

  9. サポートポスト/スライディングサポート Slide:8.4mm Slide:8.4mm Fixed Fixed Invar rod Slide:1.4mm Fixed Slide:1.4mm Fixed 断熱サポートポスト Ｈｅ容器　スライディングサポート

  10. 要素開発（1）サポートポスト ＦＷ-ＧＦＲＰ 　　　　薄肉チューブ 2K R. T.

  11. サポートポスト（2）

  12. サポートポスト（3） Ｓ.Ｉ.10層 5Ｋ　ディスクの窒素冷却 完成（1.8Ｋ　側） 300Ｋディスク　挿入

  13. (株)日立ハイテクノロジーズ （株）日立製作所 試作ポストの荷重試験 ・5K、80K、2K部定格荷重試験 ・5K、80K、2K部過荷重試験 ・2K部定格セン断試験 ・2K部過荷重セン断試験 ◪　定格の2倍までを負荷した 　　過荷重試験の後も、不具合の 　　発生はない。 ◪　各部に過荷重が加わり、ＦＲＰ　　 　　に合成荷重が加わった場合 　　でも発生応力は50MPa以下で 　　あり強度的に問題ない。 5Ｋシールド部の試験

  14. 要素開発（2）　SUS-Ti 異材継ぎ手 (35 MV/m cavity helium vessel) SUS-pipe Ti helium vessel • 35MV/m空洞液体ヘリウム容器（Ti）と冷却配管（SUS）の接続に使用する。 フランジによる接続に比して、製作の簡素化をめざす。 • 摩擦圧接法 • Hot Isostatic Pressing (HIP)

  15. 摩擦圧接 SUS/Ti継ぎ手

  16. SUS/Ti異材継ぎ手摩擦圧接

  17. SUS/Ti異材継ぎ手Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ（Ｈ　Ｉ　Ｐ）SUS/Ti異材継ぎ手Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ（Ｈ　Ｉ　Ｐ） SUS Ti SUS-Ti junction by HIP

  18. 異材継手　試作結果 • 摩擦圧接法 • 母材破断するものもある。 • サンプル試験では、サーマルショック、リーク試験とも問題なし。 • Φ60.5の実サイズの試作を検討する。 • HIP法 • 室温と液体窒素温度での引張り試験と衝撃試験を行った。 母材破断は経験していない。 • サンプル試験では、サーマルショック、リーク試験とも問題なし。

  19. 45ＭＶ/ｍ空洞 磁気シールド計画図 2分割 　　　エンドキャップ 2分割エンドキャップ 直線部シールド パーマロイ t1×2ply

  20. シールド性能測定装置

  21. まとめ 1.STFクライオスタットの製作は、概ねスケジュールに沿って進行している。 2.SUS-Ti　異材継手 • 摩擦圧接、ＨＩＰ法ともに、充分使用可能な強度を得ている。 ヘリウムリーク試験（＠ 2Ｋ）の結果、有意な漏れはない。 3.　サポートポストは、寸法不具合を解消する必要があるものの 機械強度は充分であることが確認できた。 4.　磁気シールド • シールド板は製作を終了、遮蔽性能試験を準備中。

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