Nhà thép tiền chế

Hotline: 0913 99 12 99 - Email: phongduan@trunglam.vn
Chọn Skin Color:
TIN TỨC Thông Tin Truyền Thông
Tiềm năng của hàn máy phát điện áp dụng nhà thép

 Hãy tưởng tượng một công nghệ có thể hàn một đường tròn chu vi của Đường ống Trans-Alaska trong chưa đầy ba giây. Hóa ra công nghệ, một quá trình rèn rèn siêu năng lượng được gọi là hàn đồng phát (HPG), đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ.

Vào những năm 1980, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Cơ điện tại Đại học Texas ở Austin (UT-CEM) đã làm việc để hoàn thiện quy trình hàn ống trong một chương trình công nghiệp chung với các công ty dầu mỏ lớn, tìm cách hợp lý hóa việc hàn cho J-lay ngoài khơi xây dựng đường ống. Họ đã đến gần, gần như hoàn thiện các thông số chuẩn bị hàn và hàn để tạo ra một mối hàn sạch trong vòng vài giây.

nhà thép tiền chế

Một vật cố định giữ các phôi như một máy phát đồng nhất gửi một xung năng lượng

Đường ống đang được thử nghiệm không lớn như đường ống Alaska, nhưng quá trình này sẽ đủ đơn giản để mở rộng quy mô. Than ôi, hàn HPG không bao giờ bị bắt, một phần vì chi phí thiết bị.

Nhưng tiến bộ công nghệ đã thay đổi phương trình chi phí đó. Ngày nay, một công nghệ hàng chục năm tuổi đã bị phá hủy, thử nghiệm và hoàn thiện lại lần nữa cho lần hàn này. Nếu các nhà nghiên cứu UT-CEM và các đối tác công nghiệp chiếm ưu thế, hàn HPG có thể thay đổi thế giới chế tạo công nghiệp, kết cấu và đường ống.

Đĩa Faraday


Sự hàn của HPG bắt nguồn từ những thí nghiệm đầu tiên về điện từ, quay trở lại với công việc của Michael Faraday vào những năm 1830 trên máy phát điện đồng âm, cái được gọi là đĩa Faraday.
Hầu hết các máy phát điện hiện đại, mọi thứ từ tuabin nhà máy điện đến máy phát điện trong ô tô của bạn đều là dị vòng , tạo ra dòng điện bằng cách truyền một dây dẫn bởi các từ trường khác nhau theo hai hướng ngược nhau và xen kẽ từ dòng này sang dòng khác do đó có dòng điện xoay chiều.

Một máy phát đồng nhất có một nguồn của trường điện từ, kéo dài từ trung tâm của đĩa quay đến vành. Sản xuất dòng điện trực tiếp, cực tính của máy phát điện xoay quanh hướng của đĩa: quay nó theo một hướng và bạn có cực tính dương; quay nó theo hướng tiêu cực và bạn nhận được một cực âm.

Là kim loại rắn, đĩa quay đó có điện trở hoặc trở kháng rất thấp, khiến nó trở nên đặc biệt có giá trị đối với các nhà nghiên cứu tại UT-CEM, bao gồm cả Phó Giám đốc Raymond Zowarka. Vì đĩa kim loại có lực cản cực kỳ thấp, nếu bạn có cách lấy năng lượng ra khỏi đĩa quay đó, thì bạn có thể rút ra dòng điện cực lớn.

Đĩa quay xây dựng điện áp, và nhờ trở kháng thấp, một vài volt có thể tạo ra một dòng điện cực lớn. Chỉ vài chục hoặc trăm volt có thể được chuyển đổi thành một vụ nổ hơn một triệu ampe.

Sự bùng nổ hay xung nhịp của sức mạnh là thứ khiến nó trở nên hữu ích cho các nhà nghiên cứu tại UT-CEM, một trung tâm được ra mắt vào những năm 1970 để giải quyết các cơ hội của sức mạnh xung. Công việc ban đầu đã phân tích khả năng năng lượng xung trong tụ điện, pin và máy móc quay. Các nghiên cứu của chúng tôi đã kết luận rằng máy móc quay có mật độ mạnh hơn và có thể bao quát nhiều ứng dụng hơn, ông Zowarka nói, vì vậy đó là những gì chúng tôi theo đuổi, nghiên cứu năng lượng xung và máy móc quay.

Một số công việc ban đầu của UT-CEM bao gồm thiết kế các máy móc có thể cung cấp sức mạnh to lớn mà tokamaks (thiết bị hình xuyến giam cầm plasma nóng) cần thiết cho máy phát điện hạt nhân thử nghiệm. Trong những năm qua, các nhóm của UT-CEM đã theo đuổi vô số con đường nghiên cứu đồng tính, thực hiện công việc được tài trợ bởi các khoản tài trợ và quan hệ đối tác trong ngành. Chẳng hạn, trung tâm đã làm việc cho DARPA để phát triển máy phát điện đồng âm cho súng trường, vũ khí bắn đạn với tốc độ gấp 7 lần tốc độ âm thanh và cần một xung năng lượng lớn để làm điều đó.

Nghiên cứu cũng bao gồm những gì Zowarka gọi là thí nghiệm chiều Thứ Sáu. Vào nhiều ngày thứ Sáu, nhóm nghiên cứu đã theo đuổi một loạt các thử nghiệm để trả lời một câu hỏi cơ bản: Chúng ta có thể làm gì khác với máy HPG?

nhà thép tiền chế

Hàn HPG sử dụng năng lượng xung được tạo ra bởi sự chuyển đổi động năng từ rôto thành năng lượng điện

Vào một chiều thứ sáu trong những năm 1980, một trong những thí nghiệm liên quan đến hàn. Như Zowarka đã nhớ lại, chúng tôi đã lấy hai mảnh thép gai tròn 1080. Theo nghĩa đen, chúng tôi đã rèn hai thanh cái bằng đồng, đập chúng xung quanh hai mẫu thanh tròn này. Chúng tôi ép chúng lại với nhau bằng một vật cố định được làm từ những vòng đệm nặng bằng lò xo, xả [năng lượng] đồng nhất qua nó, và lo và kìa, nó hàn hai mảnh thép lại với nhau. Có lẽ chúng tôi đã chuyển một cái gì đó khoảng 500.000 amps thông qua giao diện.

Vùng có điện trở cao nhất, tại giao diện mối hàn, ngay lập tức chuyển sang màu cam và sau đó nóng trắng khi kim loại nung nóng vượt quá nhiệt độ rèn. Áp lực trong vật cố buộc các thanh rèn. Sau khi hàn, tất cả những gì còn lại là một chút kim loại khó chịu, sau khi được cạo ra, đã tiết lộ một đường hàn sạch xung quanh chu vi của một mảnh barstock, giờ dài hơn. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện mối hàn đầu tiên của họ, một mối hàn kháng trên steroid.

Đĩa kim loại quay đầu tiên của máy đó có đường kính 3 feet và dày khoảng 1 ft. Đây là trọng lượng của một chiếc xe nhỏ của hãng Volkswagen, Z Zarkarka cho biết, và đã đạt được tốc độ 4.000 vòng / phút. Chúng tôi có băng đen ở một nửa trục cánh quạt và băng trắng ở nửa còn lại. Và khi nó đang quay, tất cả những gì bạn thấy là một vệt mờ màu xám.

Trong vòng một giây, trục đã dừng lại. Đó là một chuyển đổi cơ điện cổ điển. Chúng tôi đã chuyển đổi tất cả động năng đó, chiếc Volkswagen nhỏ đó quay với tốc độ 4.000 vòng / phút, và đưa nó vào mối hàn. Từ trường đi qua rôto bắt đầu tương tác với mọi nguyên tử trong rôto mang dòng điện. Mỗi electron gắn vào mỗi nguyên tử đều cảm thấy lực dừng cùng một lúc. Mỗi nguyên tử đi qua được lấy từ trường, chuyển đổi tất cả động năng quay đó thành năng lượng điện. Đó là nơi mà dòng điện khổng lồ đó phát ra và tất cả năng lượng điện đi vào mối hàn. Lực lượng Lorentz ở mức tàn bạo nhất, năng lượng như vậy có thể hợp nhất một lượng lớn kim loại gần như ngay lập tức.

Sau những thí nghiệm ban đầu đó, nhóm nghiên cứu bắt đầu hàn tất cả các loại kim loại, bao gồm nhiều loại thép nhẹ, thép không gỉ, thép mạ crôm, nhôm, thậm chí là vonfram. Chúng tôi đã cố gắng về tất cả mọi thứ, ngay lập tức

Cuối cùng đã đến dự án công nghiệp chung với các công ty dầu khí tìm cách hợp lý hóa đường ống hàn. Phần lớn công việc tập trung vào các thông số tinh chỉnh, bao gồm căn chỉnh phôi và áp lực rèn tải, cũng như chuẩn bị mối hàn.

Việc chuẩn bị mối hàn là đặc biệt quan trọng, bởi vì các kỹ sư đã nhắm đến việc loại bỏ càng nhiều hậu xử lý càng tốt, đặc biệt là trên đường kính bên trong của ống. Một cấu hình khớp mông đòi hỏi ít hoặc không cần chuẩn bị sẽ là lý tưởng giống như khớp mông trong các thử nghiệm barstock trong các thí nghiệm chiều thứ sáu đó.

Tuy nhiên, các thử nghiệm của HPG đối với hàn ống cho thấy rằng các đường ống vẫn cần được vát đến độ dày đất cụ thể để có kết quả tối ưu. Một vùng đất mỏng tập trung dòng chảy hiện tại, hỗ trợ hiệu quả hàn và chỉ đạo hành động rèn để giảm thiểu lượng flash còn lại cần phải loại bỏ. Đối với hàn ống, càng ít đèn flash phải được loại bỏ khỏi ID thì càng tốt.

Thực tế kinh tế
Tốc độ đáng kinh ngạc của hàn HPG làm cho âm thanh như thể nó có ý nghĩa kinh doanh, ngay cả khi thiết bị đắt tiền. Nhưng như Scott Pish, kỹ sư nghiên cứu tại UT-CEM, giải thích, vài giây đó chỉ chiếm thời gian hàn. Vẫn cần thời gian để định vị và căn chỉnh phôi, và đèn flash vẫn cần phải được gỡ bỏ sau khi hàn. Hầu hết thời gian được dành để tải, sắp xếp và chuẩn bị.

Mặc dù vậy, thời gian đó vẫn còn khá tối thiểu, đặc biệt là khi bạn xem xét mất bao lâu để hàn các ống bằng tay. Ngay cả việc loại bỏ đèn flash sau khi hàn cũng không mất nhiều thời gian; một công cụ scathing đơn giản sẽ làm không cần mài. Vậy tại sao hôm nay, Hàn không phải là công nghệ hàn ống phổ biến? Tại sao quá trình không diễn ra?

Phần lớn phải làm với chi phí của thiết bị, đòi hỏi phải có vòng bi thủy tĩnh để đảm bảo chuyển động quay đều. Điều đó làm cho cánh quạt chạy trên một màng dầu áp suất cao, 'Pish Pish nói. Và chúng tôi đã sử dụng chúng trong nhiều năm, và nói thêm rằng những vòng bi đó cũng làm cho máy trở nên đắt đỏ.

Nhưng vào giữa những năm 1990, công nghệ mang đã phát triển đáng kể. Sau đó, người Nhật đã phát triển vòng bi gốm, hiện đã trở nên rất phổ biến, theo ông Zowarka. Các loại gốm này phá vỡ đường dẫn từ. Điều này có nghĩa là máy không còn cần tất cả các bộ phận phụ trợ mà nó đã từng làm, điều đó cũng có nghĩa là giá thành của máy là một phần nhỏ so với trước đây.

Điều đó làm giảm chi phí xuống 4 lần, theo ông Pish Pish. Và đó là sử dụng đô la điều chỉnh lạm phát.

Một loại cầu hàn mới


Tất cả các nghiên cứu này đã tạo tiền đề cho ứng dụng đồng nhất tiềm năng mới nhất: hàn cầu. UT-CEM đã trả lời cuộc gọi từ Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ về các đề xuất hàn mặt bích cầu bằng thép hiệu suất cao, một ứng dụng hiện đang bị chi phối bởi hàn hồ quang chìm (SAW).

Làm việc với công ty tư vấn kỹ thuật Koo và Associates, nhóm đã thử nghiệm các phôi với các mối hàn của HPG dài 6,5 in và dày 1 in. Giống như ứng dụng hàn ống trước đó, ứng dụng hàn cầu này đòi hỏi phải chuẩn bị mối hàn, lần này là góc xiên cho hình học khớp chữ V kép với 0,5 in. đất đai.

Một khi nó đạt đến nhiệt độ giả mạo, [phần vát] phẳng, và vật chất đùn ra như đèn flash, theo Z Zarkarka. Điều này được loại bỏ bất kỳ tạp chất và oxit trên bề mặt. Họ tự nhiên bị đuổi ra khỏi khu vực hàn.

Các nhà nghiên cứu đã làm việc với một công ty luyện kim Houston để nghiên cứu các vi ảnh của mối hàn. Các nhà luyện kim nói với chúng tôi rằng kích thước hạt trông rất tốt ở giao diện mối hàn, ông Pish nói.

Các thí nghiệm mới nhất kết hợp một loại xử lý nhiệt sau sinh kiểu đồng tính. Sau chu trình hàn, HPG bắt đầu quay đĩa một lần nữa để làm nóng phôi và làm chậm quá trình làm mát mối hàn.

Sau đó, chúng tôi đã thấy sự cải thiện to lớn về các yếu tố như độ bền kéo, ' Các mẫu vật kéo rất tuyệt vời.

nhà thép tiền chế trung lâm

Một kỹ sư thiết lập một máy hàn HPG. Vỏ tròn lớn chứa đĩa quay tạo ra dòng xung lớn.

Các mối hàn đã vượt qua tất cả các bài kiểm tra theo tiêu chuẩn hàn công nghiệp như Mã hàn cầu AWS D1.5 , lưu một: bài kiểm tra Charpy V-notch về độ bền. Theo văn bản này, trung tâm đang nghiên cứu một giải pháp tiềm năng: một vật cố định mới với bộ truyền động có thể giải phóng các tiếp điểm bằng đồng sau khi hàn. Hiện tại, vật cố kết hợp các tiếp điểm bằng đồng bắt vít giúp hàn, nhưng sau đó chúng hoạt động như một bộ tản nhiệt, rút ​​nhiệt ra khỏi khu vực hàn một cách nhanh chóng.

Chúng tôi cảm thấy rằng nếu chúng ta có những bộ truyền động có thể kéo các tiếp điểm bằng đồng đó trở lại, mối hàn sẽ nguội chậm hơn nhiều, thì Z Zarkarka giải thích. Điều này có thể đưa chúng ta vượt qua rào cản cuối cùng trong giai đoạn nghiên cứu này.

Hàn trong  vài giây


Ngay sau khi giành được dự án từ DOT, nhóm UT-CEM đã đến thăm một nhà chế tạo kết cấu thép và công nghiệp địa phương để quan sát các thực hành hiện tại, bao gồm chuẩn bị hàn, quy trình SAW, và mài và hoàn thiện sau khi hàn.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích một ứng dụng liên quan đến bốn mối hàn lớn được đặt trên phôi dài 150 ft. Sử dụng SAW, phải mất hơn hai ngày, cửa hàng Zowarka nói. Chúng tôi đã nghiên cứu thời gian để hàn và chúng tôi thấy rằng để tải các phôi lớn vào thiết bị của chúng tôi, cấp nguồn cho máy đồng nhất, xả nó và tạo ra mối hàn, sẽ mất ít hơn một ngày . Và họ nói với chúng tôi rằng việc cắt bỏ cả ngày trong quá trình sản xuất sẽ có ý nghĩa đặc biệt đối với họ.

Với máy hàn hiện đại và tốn ít nhân lực và chi phí như thế này sẽ là tin vui đối với các nhà thép đặc biệt là nhà thép tiền chế trong gia công kết cấu thép.

Hàn HPG đòi hỏi phải có máy móc lớn, vì vậy rõ ràng nó phù hợp với hàn trong nhà. Hầu hết các hệ thống hàn vào lĩnh vực này sẽ không có ý nghĩa gì trong hầu hết các trường hợp.

Phần mềm này được thiết kế để trở thành một quy trình nội bộ, theo ông Pish Pish giải thích, nhưng đồng thời, chúng tôi đang thảo luận về tiềm năng của các máy móc gắn trên xe lửa chạy bằng động cơ diesel. Các hệ thống này có thể hàn đường sắt trên đồng ruộng. Ông cũng nói rằng dự án đường ống trước đó liên quan đến một hệ thống có thể được vận chuyển đến một nền tảng xây dựng đường ống J-lay ngoài khơi.

Sau đó, DOT quan tâm đến việc chúng tôi thương mại hóa công nghệ này. Vì vậy, hiện tại chúng tôi đang trong quá trình cố gắng xác định các ứng dụng và ngành công nghiệp tiềm năng có thể quan tâm đến vấn đề này. Chúng tôi có một máy móc, xe buýt làm việc, báo chí tải trước khớp. Đó là một hệ thống về cơ bản đã sẵn sàng để thử nhiều loại mối hàn.

Xem thêm tin tức thépTHÉP ANH THỎA THUẬN GIẢI CỨU VỚI QUỸ HƯU TRÍ THỔ NHĨ KỲ

 

thefabricator.com

 Bản để in  Lưu dạng file  Gửi tin qua email
Đối Tác

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TRUNG LÂM 

 

Địa Chỉ: 21/20 Đường  9, Khu Phố Tam Đa, P. Long Trường, Q. 9, TP HCM
ĐC nhà máy: Số 25 Đường số 8, P. Long Trường, Q. 9, TP HCM

 

Điện thoại:      (08)222 99 899

Fax:                (028) 62 55 49 99

Email: phongduan@trunglam.vn

Tư vấn kết cấu thép : 0913 99 12 99 ( Mr: Lâm )

Copyright 2016 © Trunglam. Design By Vihan