5. Cấu trúc luận văn
3.1.3. Hệ thống gia công
Thí nghiệm được thực hiện trong buồng tạo áp có dung tích 140 lít và có khả năng tạo áp suất tư 0-1 MPa tương ứng độ sâu từ 0- 100 mét dưới nước Trong bài các thí nghiệm được thực hiện tại áp suất trong bình nén theo các mức 0,1;
0,2;0,3; 0,4 ; 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 ; 0,9 MPa tương đương các độ sâu 10 m; 20m; 30 m; 40 m; 50 m; 60 m; 70 m; 80 m; 90 m. Buồng tạo áp được nối với bình khí nén và có van chỉnh áp, đồng hồ đo áp để đặt áp suất theo ý muốn 9 xem hình 3.10).
(H3.10) Đồng hồđo áp suất buồng tạo áp 3.1.3.2. Gá cắt
Gá cắt được thiết kế để đảm bảo có được 2 chiều chuyển động X (sang phải,
trái) nhờ động cơ điện 1 chiều và chiều Y ( tiến trước: sau) bằng điều chỉnh tay qua trục cam để thay đổi vị trí vết cắt qua mỗi lần cắt. Vì phá được hoạt động trong bình tạo áp đầy nước nên các chi tiết phải chịu được nước như thép không rỉ, nhôm, đồng . Trong quá trình cắt có hạt mài , hạt mài được chuyến động hỗn loạn trong bình tạo áp vì vây hệ thống chuyển động của phá phải đảm bảo chúng bụi. Trong chuyển
động chính phá cắt dược chuyển động trên thanh dẫn hướng bằng thép không gỉ , toàn bộ gá cắt qua tay đòn nối với động cơ được dịch chuyển bằng hệ thống bi lăn. Gá được thiết kế bằng dịch chuyển trên thanh dẫn hướng.
3.2. Chuẩn bị mẫu
Căn cứ vào tính chất vật liệu, các thí nghiệm cắt dưới nước chủ yếu là nhôm và thép không gỉ là 2 nhóm đặc trưng cho các 'loại vật liệu được sử dụng dưới nước, đặc biệt là thép không gỉ. Trong thí nghiệm vật liệu được chọn là thép không gỉ ký hiệu mác X5 Cứu 1 89 và hợp kim nhôm mác AlZnMgCu 1.5 với
các tính chất như sau :
Vật liệu Lực chịu kéo Rm [Mpa] Lực kéo giới hạn 0,2% Độ giãn nở A5[%] Độ cứng AlZnMgCu 1.5 570 500 6 130 HV 30 X4CrNi 18 10 691 212 53 355 HV 10 Bảng 3.5 Thông số vật liệu
Kích thước của vật mẫu là 75 x 50 x 50 mm (Dài x Rộng x Cao)
chiều rộng 50 mm và dịch chuyển theo chiều dài 75mm, mỗi mẫu có thể thực hiện 5 mạch cắt với các thông số thí nghiệm khác nhau.
3.3. Phương pháp đo , đánh giá kết quả:
Trong hình vẽ mô tả vết cắt trong mẫu: Để xác định chiều sâu rãnh cắt trung bình trên mỗi rãnh cắt ta xác định chiều sâu rãnh cắt lớn nhất và chiều sâu rãnh cắt nhỏ nhất , sau đó lấy giá trị trung bình. Trên mỗi rãnh cắt ta xác định ít nhất 2 điểm.( tại .2 đầu mẫu) chiều sậu lớn nhất và chiều sâu nhỏ nhất.
km =∑kmax+∑kmin
nm 3.1( )
(H3.12) Hình dạng vết cắt trên mẫu thí nghiệm
Khi đo ta chỉ lấy giá trị trong khoảng M, vì vết cắt tại 2 đầu khi bắt đầu cắt và trước khi ra khỏi phôi (kết, sĩ. ) giá trị không chính xác (xem phụ lục 3, mẫu thí nghiệm ta thấy vết cắt lúc vào và lúc ra khỏi phôi khác nhau). Để xác định giá trị chiều sâu rãnh cắt, thông thường ta dùng thước cặp số đo độ sâu có thanh dò độ sâu mỏng từ 0,7 -1 mm. Tuy nhiên phương pháp này chỉ thích ứng đối với vết cắt có bề rộng lớn hơn 1 mm và dùng que dò độ dầy 0,7 mm. Ở khoảng bề rộng rãnh cắt nhỏ hơn 1 mm, que dò nhỏ hơn 0,5 mm phương pháp này không chính xác nữa do thanh do mỏng dễ bị uốn cong khi đo. Để tránh hiện tượng thanh dò độ sau bị uốn cong,
người ta dùng thanh dò riêng trên gá trượt để đảm bảo độ vuông góc với rãnh cắt sau đó lấy dầu và đo trên thước cặp số.
Khi đo chiều sâu lớn nhất (kmax) của rãnh cắt ta dùng đầu dò nhọ để mũi đầu dò có thể tiếp xác với điểm cực đại của rãnh cắt. Khi đo chiều sâu nhỏ nhất (kmax) cửa rãnh cắt ta dùng đầu dò tù có bề rộng từ 3-5 mm để đo các giá trị trên của vết nhấp nhô rãnh cắt (xem hình 3.13).
(H3.13) Cách đo giá trị min, max của chiều sâu rãnh cắt
Đường kính rãnh nhấp nhô trong vết cắt phụ thuộc vào đường kính vòi phun. Độ nhấp nhô cao thấp trong rãnh cắt thường phụ thuộc vào lưu lượng hạt mài, khoảng cách cắt .
3.4. Kết luận
Với các thông số thí nghiệm cơ bản đã được đăng ký đảm bảo các kết quả thí nghiệm được thực hiện lần đầu và có quyền thừa hưởng cho các đề tài nghiên cứu sau dưới dạng tài liệu tham khảo. Các thông số thí nghiệm chọn trong bài hoàn toàn phù hợp với các công trình nghiên cứu hiện nay trên thế giới và thiết bị đủ hiện đại. Công nghệ trộn hạt mài có áp kiểu Suspension là một trong những công nghệ hiện
đặc biệt phương pháp này ứng dụng khi gia công dưới nước vì có thể thực hiện
được dưới độ sâu ồn.
Thiết bị thí nghiệm tại phòng thí ' nghiệm tia nước áp suất cao Hannover là những thiết bị mới được các hãng sản xuất gợi tới khảo nghiệm và đánh giá kết quả trước khi sản xuất hàng loạt. Với những điều kiện thiết bị và công nghệ tiên tiến , đề tài đã đưa ra được những kết quá thí nghiệm hữu ích và đóng góp trực tiếp cho ngành công nghiệp dầu khí của nước nhà.
CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong khuôn khổ luận án, bài viết đã:
- Tổng hợp các nghiên cứu mới nhất các kết quả về công nghệ tia nước áp suất cao trên thế giới
- Giới thiệu và làm chủ hệ thống thiết bị hiện đại , công nghệ trộn hạt mài có áp kiểu "Suspension", hiện đang được nghiên cứu phát triển trong các phòng thí nghiệm tại Anh, Đức, Mỹ và ứng dụng rộng rãi trong các công trình ngoài biển - Xây dựng mô hình thực nghiệm cắt bằng tia nước áp suất cao dưới nước
Kiến nghị :
Công nghệ tia nước áp suất cao hiện đang được các nước phát triển như Anh, Đức Pháp, Mỹ, Nhật và Trung quốc nghiên cứu ứng dụng. Đối với Việt nam, đây còn là công nghệ mới : chưa được ứng dụng nhiều trong công nghiệp. Với việc đầu tư phòng thí nghiệm Công nghệ tia nước áp suất cao giúp chúng ta có thể đón đầu những ứng dược của giải pháp công nghệ mới trên thế giới, ứng dụng trực tiếp vào các nhà máy công nghiệp lớn đặc biệt là sử dụng trong nền công nghiệp Dầu khí (VD : cắt chân đế giàn khoan). Vì vậy việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị trong lĩnh vực này là cần thiết. Các đề lài nghiên cứu nên tập trung vào các lĩnh vực đang được quan tâm như: phương pháp trộn hạt mài có áp kiểu "Suspension" hiện nay
đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, nó phát huy hiệu quả to lớn trong khả
năng tăng hiệu suất cắt thay cho việc tăng áp suất bơm. Việc cải tiến và điều chỉnh hệ thống bình nén để tạo ra lưu lượng hạt mài chính xác cần được tiếp tục nghiên cứu và phát triển.
hạt mài có áp để gia công các vật liệu khác nhau nhằm ứng dụng trong cắt vật liệu.
Nếu được tiếp tục nghiên cứu công trình này, tác giả sẽ tìm hiểu sâu hơn, cụ thể
hơn, có những số liệu cụ thể dẫn chứng từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả trong việc sử dụng tia nước áp suất cao có trộn hạt mài như ứng dụng trong thực tiễn sửa chữa công trình ngoài biển, sửa chữa tháo dỡ lò phản ứng hạt nhân . Trên thực tế ứng dụng khi cắt vật liệu kích thước lớn đòi hỏi năng suất cắt cao hơn các thông số thiết bị như đường kính vòi phun: lưu lượng hạt mài lớn hơn và vận tốc cắt, khoảng cách cắt nhỏ hơn.
Tác giả đề xuất nghiên cứu thêm các ảnh hưởng trong quá trình sử dụng phương pháp trộn hạt mài có áp như mài mòn vòi phun, chất lượng bề mặt và sử dụng hạt phụ gia như Polyme, Bermocoll trong dung dịch hạt mài để tăng chất lượng bè mặt gia công và giám mài mòn thiết bị. Xu hướng này hiện cũng đang được các nước Châu âu tập trung nghiên cứu để cạnh tranh với dung dịch Super Water đang được ưa dùng tại Mỹ.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Trần Văn Địch, “Nghiên cứu độ chính xác gia công bằng phương pháp thực nghiệm Giáo trình Cao học ĐHBK Hà Nội, Khoa Cơ Khí
2. Trần Ngọc Hưng, “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tia nước áp suất cao đến 2500 bar để làm sạch vỏ tàu thay thế công nghệ phun cắt”
3. Trần Anh Quân “Nghiên cứu công nghệ tia nước áp suất cao trong làm sạch công nghiệp”, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, 2003, Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp
4. Chu Ngọc Chiểu, “Công nghệ gia công bằng tia nước áp lực cao”, luận văn Thạc sỹ, 2001, ĐHBK Hà Nội
TIẾNG NƯỚC NGOÀI
5. Trương Hữu Chí ,“Trennen mit Flussigkeitsstrahl”, Dissertaion A, 1990, Universitat Chemnitz
6. Cortrill, A : US asesses an explosive issue. Offshore Engineer (1996) March, S.18