Хүнд үйлдвэрт зориулсан бохирдолтын аргууд

Хийн металлын нумын балгас (GMAW/MIG) ба Флюс төвөгт нумын балгас (FCAW): Зузаан металлд өндөр хурдтай балгасах шийдэл

Хүнд үйлдвэрийн хэрэглээнд зориулсан GMAW/MIG ба FCAW-ийн зарчим

Зузаан металлтай ажиллах үед GMAW (Хийн металлын нуман боовлох) ба FCAW (Урсгал доторх электродоор боовлох) аргууд нь тасралтгүй утасны хоолойд системтэй байдаг, мөн янз бүрийн нөхцөлд сайн ажилладаг тул хамгийн тохиромжтой сонголтууд болдог. GMAW-д ихэвчлэн аргон ба нүүрстөрөгчийн диоксидийн хольцоос бүрдсэн хамгаалалтын хийг процессийн гаднаас нь оруулах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр боовны агуулагийг хамгаалдаг. Харин FCAW өөрөө ажилладаг учраас тусгай урсгал доторх электрод ашигладаг бөгөөд шатах үедээ өөрөө хамгаалалтын хийг үүсгэдэг. Энэхүү өөрөө хамгаалах чанар нь FCAW-г нэмэлт тоног төхөөрөмж суурилуулахад хэцүү байдаг хэцүү нөхцөлд онцгой сайн ашиглах боломжийг олгодог. Эдгээр аргууд хоёулаа босоо ба таазны боовлолтыг ихэвчлэн асуудалгүй хийдэг тул барилгын бүтээц, үйлдвэрийн машин механизмийн засвар, хангалтгүй хандах боломжтой томоохон барилга барилгын ажлуудад цуглуулагчид итгэл үндэслэн ихэвчлэн ашигладаг.

Барилгын ган ба зузаан металл хавтгайнуудын өндөр хурдтай боовлох аргууд

Флюс төрлийн цөмт нуман бултуургын үед материал хурдан нэмж хийхэд маш сайн ажилладаг бөгөөд ихэвчлэн цагт 25 фунтаас дээш хүрдэг. Энэ нь зузаан хавтанг хурдан барьж байгуулахад тохиромжтой болгодог. Хийн металл нуман бултуурга (GMAW) нь ойролцоогоор цагт 12-18 фунт материал нэмж хийх чадалтай байдаг. FCAW шиг хурдан биш ч гэсэн GMAW нь бултуургын эцсийн үр дүнд илүү сайн хяналт тавих боломжийг өгдөг. Илүү өндөр нэмэгдэх хурд нь томоохон хэмжээний ажлыг гүйцэтгэх үйлдвэрүүдэд хүлээх хугацааг багасгадаг. Гэхдээ FCAW-г ялгаж буй зүйл бол гадаа нөхцөл байдлын хүнд тохиолдолд түүний ажиллах чадвар юм. Салхи болон бусад орчны хүчин зүйлс нь бултуургын чанарыг ихэд муудахад нөлөөлдөггүй тул захиргаачид газрын доорх зам, тавилга барих, тэвшинтэй ажиллах зэрэг төслүүдэд хамгаалах хийг зөв хангах нь бараг боломжгүй үед илүү дуртай сонголт болдог.

Туршлагын жишээ: Тэвшинтэй бултуурга, FCAW-г тэвшин барих, бүтэц угсрах ажилд

2024 оны сүүлийн үеийн тавилын судалгааны дүгнэлтээр хиймэл цөмжүүрийн нугалах арга (FCAW) нь устөрөгчийн электрод ашиглан нугалах (SMAW) аргатай харьцуулахад корпус барих хугацааг ойролцоогоор 35%-иар бууруулдаг байна. Тэнгисийн газрын тосны цамхаг барих үед хийн металлын нугалах арга (GMAW)-г зузаан 2 дюйм хэмжээтэй ган хавтангийн деформацийг багасгахад тун их үр дүнтэй арга болон ашигладаг бөгөөд энэ нь тогтвортой цахилгаан нум ба удирдлагатай дулаан нэмэх боломжийг хангана. Одоогийн үеийн мэдээллийг үзэхэд цэргийн цэргийн бүтээн байгуулалтын төслүүдийн ойролцоогоор 68% нь одоо FCAW эсвэл GMAW аргад тулгуурладаг. Эдгээр тоо хэмжээнүүд нь тавил, далайн инженерчлэлийн байгууллагууд хуучин арга барилуудыг даван дэвшилтэт нугалах технологийг илүүд үздэг болсон чухал зүйлийг харуулж байна.

GMAW ба FCAW-ийн нарийвчлал, хүч чадал, гажигийг хянахад гарч буй дутагдал

GMAW болон FCAW нь харьцангуй үр дүнтэй бөхлөгийн аргууд боловч сайн үр дүн гаргахын тулд параметрт анхааралтай хандах шаардлагатай. Электродны өнцгийг зөв тохируулаагүй эсвэл явалтын техникийг алдсан тохиолдолд FCAW процесс нь цацрагийн орчимд шлакийн хамаарал үүсгэх магадлал ойролцоогоор 12% байдаг. Харин GMAW-ийн бөхлөлт хийх үед хамгаалагч хийг зөв хамраагүй, чийглэг орчинд байвал цэвэрлэгдээгүй хөндийн байдал 8-10% -ийн хувьд асуудал болдог. 2023 онд Америкийн бөхлөгийн нийгэмлэгээс гаргасан сүүлийн үеийн тайлангийн мэдээллээр FCAW-ийн гэмтлийн ойролцоогоор тавны нэг нь буруу хүчдэлийн тохиргоотой холбоотой байдаг. Энэ нь бөхлөлтийн үед явагдаж буй зүйлсийг ажиглах, мөн найдвартай бөхлөлт үргэлжилж байхын тулд туршлагатай хүмүүсийн газар дээр засварлалт хийх чухлыг дахин нэгэн удаа илтгэж байна.

Инерт хийн дугуйлгаар хийх бөхлөлт (TIG) ба Хамгаалагч металлын нумын бөхлөлт (SMAW): Нарийвчлал болон газрын нөхцөлд тэсвэрт чанарыг тэнцвэржүүлэх

Ялгаатай металлуудыг нарийвчлалтай бөхлөх GTAW/TIG механизм

GTAW, эсвэл ихэвчлэн TIG гэж нэрлэдэг цахилгаан болтлоор хайлуулах арга нь процессын туршид хэрэглэгдэж дуусдаггүй вольфрамын электрод болон хайлангийн бүсийг хамгаалахын тулд аргон хийг ашигладаг бөгөөд иймд маш цэвэр, нарийвчлалтай хайлангуудыг үүсгэдэг. Энэ аргыг ялгагч зүйл бол хэрэглэсэн халуун хэмжээг хэр сайн удирдах чадвар юм. Иймд хэт их деформацид оруулахгүйгээр хөнгөн цагаан, цэвэрхий ган зэрэг янз бүрийн төрлийн металлуудыг холбоход маш тохиромжтой. Агаарын онгоцны барилга, анагаах ухааны тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэл зэрэг салбарт энэ аргын нарийвчлал ихээхэн чухал байдаг. Учир нь миллиметрээр нарийвчлан хэмжилт хийх нь функцийн хувьд болон аюулгүй байдлын стандартын хувьд амжилтанд хүрэх эсэхийг шийддэг.

Газар доорх болон чухал деталуудад гүн хайлах болон цэвэр хайлангийн холболт хийх

TIG-ийн баглаа нь цацраг, бохирдлын асуудал багатай, гүн зэвсэглэлттэй байдаг тул бусад хяналт сайтай бус аргуудтай харьцуулахад цоорхой үүсэх асуудлыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг. Тэнгисийн орчинд ажиллах үед энэ нарийвчлал нь хугацаа өнгөрөх тутам далайн ус, их даралтанд өртөх үеийн ч эрдэс ширхэгийн хоолойнууд илүү их хугацаа ажиллах боломжийг олгодог. Хамгийн чухал нь хүнд нөхцөлд ажиллах үед TIG-ийн тогтвортой байдал бөгөөд жижигхэн гажиг ч бүх системд аюул учруулах боломжтой детальд хэрэглэхэд илүү тохиромжтой сонголт болдог. Олон инженер эдгээр чухал хэрэглээнд TIG-г илүүд үздэг нь тэд баглааны чанарын хувьд эрсдэл гаргах боломжгүй учраас л юм.

Холын, хүнд нөхцөлд SMAW-ийн давамгайлал ба талбайн засвар

Стрипийн баглаа нь экранийн металл нумын баглаа (SMAW) гэж бас нэрлэдэг бөгөөд бусад арга замууд ажиллахгүй хэцүү газрууд дээр талбайн засвар хийх үед хүртэл өнөөг хүртэл өргөн ашигладаг. Энэ нь хийнд тулгуурласан арга замаас ялгагдах нь SMAW стрипүүд нь баглах үедээ өөрт нь хамгаалалтын давхаргыг үүсгэдэг тусгай давхарга авч ирдэгт оршдог. Энэ нь салхи шуурдаг, бороо орж, тоос болон чийгийг хаяхгүйгээр л баглах ажилтан ажлаа хийж чадна гэсэн үг юм. Ийм энгийн аргачлалын улмаас стрипийн баглаа нь ууланд өндөрт байрлах хоолойнуудыг засварлах, ойн аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж эсвэл талбайн машин механизмыг түргэн засварлахад хамгийн ихээр сонгогдох арга болсон хэвээр байна.

Мэдээллийн ололт: Ширээний хийн талбайн засварын 65% нь одоогоор ч стрипийн баглааг ашиглаж байна

Одоогийн үед бүх төрлийн шинэ автоматжуулсан, хагас автоматжуулсан нягтлах технологиуд байгаа ч гэсэн SMAW нь ихэнх нефть, хийн олборлолтын талбайд ноёрхдог. Сүүлийн 2024 оны салбарын судалгаагаар, талбайн засварын ажлын ойролцоогоор гурван хоёр нь илүү сайн ажилладаг, нүүрстөрөгчтэй ган, нарийн чуглууд, никел эвдэлт зэрэг янз бүрийн материал дээр сайн ажилладаг уламжлалт стержений нягтлалыг ашигладаг. Энэ аргыг онцлог болгох нь гадны хийн хангамжийн шаардлагагүй байдал юм. Хийн баллоныг авчрах нь маш хэцүү байдаг холынхон ажиллах бригадуудад энэ нь анхнаасаа цоорхой инфраструктурыг байгуулах шаардлагагүйгээр X-шүргэлтийн чанартай нягтлал үүсгэх боломжийг олгодог. Шинэ альтернативууд гарч ирсэн ч гэсэн олон үйлчилгээ үзүүлэгчид стержений нягтлал руу дахин эргэж ирэх нь мэдээж.

Дотор нь нуугдсан нягтлал (SAW) ба электрошлакны нягтлал (ESW): Маш зузаан хэсгүүдийн хувьд хөгжилдөвтэй аргууд

Хүнд барилга байгууламжид SAW ба ESW-ийн гүн нэвтрэх нягтлах чадавх

Далд ултын болон нэг удаагийн дамжуулалтанд 20 мм-с дээш гүн хүрч чаддаг нь тасралтгүй өндөр гүйдэл ашигладагтай холбоотой. Бид материалд ямар хэмжээний металл нэмэгдэж байгааг авч үзвэл цагт ойролцоогоор 20 кг нэмэгдэх нь цөмийн барилга, том салхины турбины босоо хэсэг, эсвэл хүчтэй зузаан шахалттай сав баглаа боодол зэрэг хүчтэй бүтэцтэй бүтээгдэхүүнүүдийн хувьд маш ихээр түгээмэл ашиглагддаг. Харин электрошлакийн бултуургах (ESW) нь SAW-гийн зарчмыг 200 мм-с илүү зузаан хэсгүүдэд вертикаль чиглэлд ашиглах боломжийг олгодог. Энэ аргын гол онцлог нь шлакийг хайлуулах замаар бүх зүйлийг нэг удаагийн дамжуулалтаар нэгтгэх боломжийг бүрдүүлдэгт оршдог. Иймд үйлдвэрлэгчид эдгээр хоёр бултуургах аргыг хослуулахад шаардлагатай дамжуулалтын тоог 60%-80% хүртэл бууруулдаг. Энэ нь томоохон инженерийн барилга, байгууламжийн ажлын хувьд нийт хөдөлмөрийн зардлыг бууруулах, үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг богиносгох боломжийг олгоно.

Туршлагын жишээ: Ширээний бултуургах технологийг цейлонд, электрошлакийн бултуургахийг гүүр, өндөр барилгын төслүүдэд ашигласан

2023 онд хийгдсэн тавилайн төслөөр SAW технологийг ашиглан цагт ойролцоогоор 14 метр хурдаар 80 мм зузаан бүрхэвчийн хавтангуудыг нэгтгэсэн бөгөөд энэ нь хуучин арга замаас гурван дахин хурдан юм. Мөн 450 метр урттай томоохон дүүжин хүрээний ажилд ESW технологи чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Тэд 180 мм-ийн ган балкууд дээр бүтнээр нь нэвтрэх зууралтыг хийж, дууны шинжилгээний 98%-д давж өнгөрсөн. Иймээс одоо эдгээр хоёр арга зам нь томоохон инфраструктурын төслүүдийн бүх зузаан хэсгийн зууралтын ажлын ойролцоогоор 72% эзлэх болсон. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь тусгай бэхэвлэг, автомжуулсан систем шаарддаг тул ихэнх компаниуд зөвхөн томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн ажлыг хийх үед л ашигладаг.

Электрослакийн зууралтын аюулгүй байдал, гажигийн эрсдэл ба чанарын хяналтын сорилтууд

ESW-д тодорхой сайн нэгдмийн давуу тал байгаа боловч ойролцоогоор 1,700 градус Цельсийн температур дээр ажилладаг тул талбайд харьцангуй аюултай нөхцөл бүрдүүлдэг гэдгийг үл тоомшож болохгүй. Өнгөрсөн жилийн 142 ялгаатай ESW төслүүдийг хамарсан салбарын мэдээллийг эргэн харахад судлаачид сонирхолтой зүйлсийг анзаарсан - дор гурван дунд нь бултуургын үед бултуургын шингэн байдлыг хянах асуудлаас үүдэлтэй байв. Гол асуудал болдог цэгүүд? Хийж байгаа деталь 250 мм-ээс илүү зузаан үед хайлмал хийж байгаа нь хатаж трещин үүсгэх склон байдаг бол дахин эхлэх үед шлак металл дотор баптлагдахад хүргэдэг. Төмөрлөг материалууд нь соронзон нумны уналтын нөлөөгөөс болж бүр өөр сорилттой тулгардаг. Аз болоход шинэ ESW системүүд одоо бодит цаг хугацаанд температурыг хянах дулааны сенсоруудтай ирдэг болсон. Зарим компаниуд чанарын шалгалтанд хиймэл оюун ухаан ашиглаж эхэлсэн бөгөөд анхны туршилтуудад эдгээр оюунлаг системүүдийн доголдолын түвшин хуучин арга барилаас бараг хоёр дахин буурсан байна. Хэдий ч ийм чиглэлд сайжруулах боломж үргэлж байна.

Илүү навчлаг болон төвөгтэй хэсгийн уламжлалт арга замаас гартал шилжих, үрэлтээр холбогч болон автоматжуулсан боодлын арга техникийн гарал үүсэл

Үрэлтээр холбогч нь уламжлалт зузаан хэсгийн арга барилаас орчин үеийн олон талаарх шийдэл

Трион холбогч буюу FSW нь бусад арга замаар үүсдэг цочирхог дутагдалд орохгүй тул зузаан хэсгийг хооронд нь холбох аргыг өөрчилж байна. Энэ процесс нь ихэнх хүмүүс сварка гэж мэддэг аргаас ялгаатай. Металлыг хайлуулахын оронд FSW нь материалыг хайлах температурын ойролцоогоор 80-90 хувьд холих үйл явц юм. Үүний үр дүнд илүү хүчтэй холболт үүсдэг бөгөөд шинжилгээний дүнгээр дулаан барьцах байдлаас 15-30 хувийн сайжрал гарч байна. Агаарын болон салхины турбины ажилладаг компаниуд зузаан цагаан тугалган материалтай, заримдаа 75 мм хүртэлх хэсгийг холбоход энэ технологийг анхааралтай авч үзэж байна. Ийм хэрэглээнд дотор нь агаарын жижиг хөндий үүсэхгүй холболт шаардлагатай. Заx зээлийн сүүлийн үеийн судалгаа одоо ямар нэг юм болсон байна гэж харуулж байна. Тогтвортой байдалд анхаарлаа хандуулсан үйлдвэрлэгчид FSW-ийг хурдан хүлээн авч байгаа бөгөөд сүүлийн өгөгдлөөр жилд ойролцоогоор 18 хувиар өсч байна. Яагаад гэвэл ийм трионы сваркийн тоног төхөөрөмжүүд нь ижил ажлыг хийхэд харьцуулахад конвенциональ тоног төхөөрөмжийн хэрэглэдэг цахилгааны энергиэс ойролцоогоор 40 хувиар бага хэрэглэдэг.

Үйлдвэрийн боодлын үйл явцад роботжуулалт, автоматжуулалтыг нэгтгэх

Автомашины үйлдвэрлэлд автоматжуулсан Трикцийн Холимог Боодол (FSW) системүүд нь уламжлалт TIG боодлын арга барилаас илүү сайн үр дүн гаргаж байна. Зарим үйлдвэрүүд зөвхөн цахилгаан баттерейн хайрцаг үйлдвэрлэхэд нийлүүлэх циклийн хугацааг 2.5 дахин бууруулсан байна. Эдгээр дэвшилтэт системүүд нь ерөнхийдөө машинийн харааны технологитой хослуулсан зургаан тэнхлэгт робот техниктэй ирдэг бөгөөд өмнө нь боодлын ажиллагааг зөв хийх боломжгүй гэж үздэг нарийн муруй гадаргуун дээр ч 0.1 миллиметр орчим нарийвчлалыг хадгалж чаддаг. Мэргэжилтнүүдийн хэлснээр програмчлаж болох FSW тоноглолыг бодит цагт хүчийг хянах системтэй хослуулан ашигласнаар деформацийн асуудал ойролцоогоор гуравны хоёроор буурдаг. Энэ нь нарийвчилсан хэмжээсийг ажлын чанар, аюулгүй байдлын стандартын хувьд маш чухал болгодог далайн техникийн хуванцар хэсгүүдийг ашигладаг үйлдвэрлэгчдэд ялангуяа чухал ач холбогдолтой.

Ирээдүйн хандлага: Гулсгалт ба Бат бөх байдалд Ухаалаг шинж чанарын зориулалттай зохицуулах систем

Эдлэл үйлдвэрлэгчид эдгээр өдүүдөд FSW параметрүүдийг нарийвчлан тохируулахын тулд шинэлэг сүлжээнүүдийг бүх л ашиглаж эхэлсэн. Эдгээр систем нь ялгаатай металлуудыг холбох үед ойролцоогоор 200-1500 эрг/мин хурдтай, 50-500 мм/мин хурдтай явж болох хэмжээг урьдчилан таамаглаж чаддаг. Зарим анхдагч туршилтууд нь лабораторийн нөхцөлд дээжний ойролцоогоор 99,8% нь гажалтгүй гарч ирэхэд бараг гажалтгүй үр дүн өгч байна гэж харуулсан. Компаниуд лазераар урьдчилан халаах аргыг хэвийн үрэлтийн холболтын аргатай хослуулахад маш их сайжруулалттай байсан. Нэг судалгаанд ийм хосолсон арга нь 100 мм зузаан цуврамтгай ган хавтанг ойролцоогоор 35% илүү гүн рүү нэвтрэх боломжийг олгодог гэж заасан. Цөмийн цахилгаан станцын салбар эдгээр дэвшилтэд онцгой сонирхолтой байсан. Тэндхийн анхны хэрэглэгчид AI суурилсан нугалмын шинжилгээний хэрэгслүүдийг ашиглахад сертификатжуулалтын процесс нь хэвийнхээс ойролцоогоор хагас хугацаанд дуусдаг гэж мэдэгдэж байна. Энэ чиг хандлага нь бидний бодит цаг хугацааны мэдээлэлд илүү ихээр тулгуурласан, харин хуучин арга замаар таамаглаж буй аргачлалд биш тулгуурласан үйлдвэрлэлийн стандарт руу шилжиж байгааг харуулж байна.

Түгээмэл асуулт

GMAW ба FCAW-ийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

GMAW нь гадаад хамгаалалтын хийг шаарддаг бол, FCAW нь өөртөө хамгаалалтын хийг үүсгэдэг флюстай электрод ашигладаг. FCAW нь гадаад орчинд хэрэглэхэд тохиромжтой, учир нь гадаад хамгаалалтын хийг салхи авч чадах нөхцөлд илүү үр дүнтэй.

Яагаад FCAW-г тэргүүлэн цуслан барьж буйдаа ашигладаг вэ?

FCAW нь материал нэмэх хурдыг ихэсгэж, улмаар харьцуулахад хэвийн бултуургын арга биштэй харьцуулахад корпусны угсралтын хугацааг эрс бууруулдаг. Мөн салхины зэрэг орчны нөхцөлд бага нөлөөлөх учир цуслан барилга шиг гадаа явагдах төслүүдэд тохиромжтой.

SMAW-г хаана хамгийн их хэрэглэдэг вэ?

SMAW нь гадаад хийн нийлүүлэлтийг шаарддаггүй тул уулын бүс нутаг дахь хоолойн шугамын засвар, уурхайн тоног төхөөрөмжийн хурдан засвар гэх мэт хязгаарлагдмал, хүнд нөхцөлд талбайн ажилд өргөн ашигладаг.

Үрэлтийн холимог бултуурга юу гэсэн давуу талуудтай вэ?

Хайлуулалтын дутагдалд орохгүй тул бэхжүүлэх нь илүү хүчтэй бөгөөд улам бага энерги зарцуулдаг. Энэ нь агаарын зэвсэг, салхины энерги гэх мэт салбарт хэрэглэгддэг зэвсэглэлийн хуванцар хэсгийг бэхлэхэд онцгой ач холбогдолтой.