Ao construir uma máquina de montagem de componentes tão grande e complexa, as dificuldades e os contratempos não são uma surpresa – eles são parte integrante da fabricação, montagem e instalação de componentes inéditos.
Desde os primeiros estágios de fabricação até a inserção final no poço do Tokamak, os desafios dos componentes são uma companhia constante e familiar.
Às vezes, no entanto, em meio a problemas comuns, quase diários, surge uma preocupação de maior dimensão, que exige um exame aprofundado, criatividade na elaboração de ações corretivas e tempo e orçamento para reparos.
Dois anos e meio após o início da fase de montagem da máquina, está enfrentando uma preocupação dessa natureza: foram identificados defeitos em dois componentes importantes do tokamak, os escudos térmicos e os setores do recipiente de vácuo.
Os escudos térmicos do recipiente de vácuo e os escudos térmicos do criostato são elementos prateados ativamente resfriados, com 20 e 10 milímetros de espessura, respectivamente, que contribuem para isolar termicamente o sistema magnético supercondutor que opera a 4K, ou menos, 269 °C.
Em cada um dos nove módulos de vaso de vácuo – um dos quais já está instalado no poço de montagem de componentes da máquina – os painéis de blindagem térmica são posicionados no espaço estreito entre o setor do vaso de vácuo e as duas bobinas de campo toroidais associadas.
Um escudo térmico circular, com aproximadamente 20 metros de diâmetro, também reveste a parede interna do criostato para completar a barreira de calor que protege o sistema magnético supercondutor.
O risco é muito alto e as consequências de um vazamento no painel de proteção térmica durante a operação são muito graves. Devemos presumir que o problema é extenso», diz o diretor-geral, Pietro Barabaschi.
«Lidar com ele no poço do módulo que já foi montado seria extremamente difícil. Isso significa que temos que levantar o módulo instalado e desmontá-lo para prosseguir com os reparos.
Estamos explorando diferentes possibilidades, desde o reparo no local até a reconstrução em uma instalação externa, possivelmente com diferentes opções de fixação de tubos. Mas não há dúvidas sobre a necessidade de substituir os tubos de resfriamento.» (O problema é menos grave para os painéis de proteção térmica do criostato porque seus tubos de resfriamento são mais fáceis de acessar).
Enquanto agora se acredita que esse problema da blindagem térmica se deve essencialmente a uma deficiência no projeto da fixação do tubo de resfriamento, que impossibilitou a lavagem completa do resíduo de cloreto, os problemas do setor de vasos de vácuo decorrem de uma dificuldade de fabricação industrial mais comum: a distorção que invariavelmente ocorre nos processos de soldagem, agravada pela complexidade geral dos setores de vasos de vácuo.
Quando um componente finalizado é feito de várias seções usinadas e soldadas individualmente, e quando tem a altura de um prédio de seis andares, como o vaso de vácuo, as não conformidades dimensionais são iguais ao tamanho do componente.
No caso dos três setores do vaso de vácuo que já foram entregues, a soldagem dos quatro segmentos individuais do componente causou desvios das dimensões nominais que foram mais substanciais do que o limite especificado em diferentes locais do revestimento externo do componente.
Essas não conformidades dimensionais modificaram a geometria das juntas de campo onde os setores devem ser soldados juntos a uma máquina de montagem de componentes, comprometendo assim o acesso e a operação das ferramentas de soldagem automatizadas sob medida.