Trong thời gian thực hiện vừa qua, nhúm Đề tài đó thu thập được 21 Patent ở giai đoạn 1972-2002 liờn quan đến cỏc vấn đề về thiết bị và cụng nghệ hàn nối ống khụng quay được cụng bố trờn thế giới, chủ yếu là ở Mỹ.
Đú là cỏc Patent sau đõy:
1. US Patent 3,668,360_1972: Phương phỏp hàn tựđộng đường ống. 2. US Patent 3,765,665_1973: Đồ gỏ kẹp định vị bờn trong ống. 3. US Patent 4,177,914_1979: Thiết bịđịnh vị quay trong ống. 4. US Patent 4,132,338_1979: Thiết bị hàn tựđộng ống dẫn.
5. US Patent 4,192,986_1980: Phương phỏp và thiết bị hàn tự động đường ống.
6. US Patent 4,255,641_1981: Phương phỏp hàn bờn ngoài đường ống 7. US Patent 4,283,617_1981: Hệ thống hàn đường ống tựđộng. 8. US Patent 4,373,125_1983: Thiết bị hàn ống.
9. US Patent 4,429,211_1984: Hệ thống hàn Laser ống quay.
10.US Patent 5,030,812_1991: Phương phỏp hàn lút một phớa mối nối ống.
11.US Patent 5,288,005_1994: Đồ gỏ định vị tựđộng ghộp ống.
12.US Patent5,347,101_1991: Hệ thống dịch chuyển tự động cho hàn ống. 13.US Patent 5,568,893_1996: Đồ gỏ kẹp bờn trong ống. 14.US Patent 5,676,857_1997: Phương phỏp hàn nối cuối ống thứ nhất với đầu ống tiếp theo. 15.US Patent 5,816,475_1998: Đồ gỏ kẹp ống. 16.US Patent 5,981,906_1999: Phương phỏp hàn nối cỏc đầu ống bằng dõy hàn kộp. 17.US Patent6,109,503_2000: Đồ gỏ định vị ống bờn trong.
18.US Patent6,124,566_2000: Quỏ trỡnh tự động dịch chuyển trờn mộp nối hàn ống và thiết bị cho quỏ trỡnh này.
19.US Patent6,220,130_2001: Thiết bị gia cụng mộp ống.
20.US Patent 2001/0015349A1_2001: thiết bị và phương phỏp hàn ống với nhau.
21.US Patent6,410,876_2002: Phương phỏp hàn quỹ đạo ống cú đường kớnh nhỏ, trung bỡnh và đường kớnh lớn.
Nổi bật trong cỏc Patent này cỏc vấn đề về định vị cỏc đầu ống với nhau, điều khiển đầu hàn và xe hàn dịch chuyển tự động theo quỹ đạo xung quanh chu vi ống và về cụng nghệ hàn tựđộng nối ống khụng quay với nhau.
1.4. Tổng quan về cỏc Tiờu chuẩn liờn quan
Trong quỏ trỡnh tỡm hiểu cỏc hệ thống Tiờu chuẩn liờn quan đến cụng nghệ, vật liệu và thiết bị hàn đường ống, Đề tài tập trung vào cỏc Hệ tiờu chuẩn sau đõy:
• ISO (International Organization for Standardization),
• AWS (American Welding Society),
• JIS (Japanese Industrial Standards),
• API (American Petroleum Institute),
• ASTM (American Society for Testing and Materials),
• ANSI (American National Standards Institute),
• GOST (Russia).
Tuy nhiờn về cơ bản là cỏc Hệ tiờu chuẩn chủ yếu trỡnh bày về vật liệu cho hàn ống, cũn về cụng nghệ và thiết bị hầu như chưa cú được cỏc thụng tin nào đầy đủ.
Đề tài đó tham khảo và thu thập được 03 Tiờu chuẩn của Liờn xụ cũ về cỏc mối ghộp hàn cho hàn ống và cho hàn tựđộng dưới đõy:
• GOST 8713-79: Mối hàn tựđộng
• GOST 15878-79: Mối hàn ỏp lực
Với cỏc Tiờu chuẩn này, trong điều kiện Việt Nam hiện đang được sử dụng rộng rói trong chế tạo đường ống thủy điện, Đề tài sẽ cú cơ sở khoa học để tiến hành cỏc cụng việc thử nghiệm và ỏp dụng vào thực tế theo cỏc quy chuẩn trong cụng nghệ hàn tự động cho đường ống ỏp lực của cỏc cụng trỡnh thủy điện.
1.5. Kết luận Chương I.
Trờn cơ sở cỏc tài liệu tổng quan, Patent, Tiờu chuẩn và cỏc thụng tin thu được như sơ đồ, bản vẽ, hỡnh minh họa về thiết bị hàn tựđộng ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay của cỏc nước trong khu vực và trờn thế giới, Đề tài đó lựa chọn giải phỏp kỹ thuật – cụng nghệđể thiết kế toàn bộ hệ thống thiết bị hàn chớnh và thiết bị phụ trợ, lập bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh theo TCVN, sử dụng tối đa nguyờn vật liệu, linh kiện trong nước để chế tạo, tiến hành khảo nghiệm kiểm tra đo lường và hiệu chỉnh cần thiết sau đú thực hiện việc ứng dụng trực tiếp cho nối ống khụng quay tại hiện trường.
Phương phỏp nghiờn cứu được lựa chọn và đề ra là:
- Sử dụng phương phỏp nghiờn cứu kết hợp lý thuyết và ỏp dụng cơ sở quy hoạch thực nghiệm xỏc định thụng số chế độ cụng nghệ hàn tự động cho cỏc tư thế hàn tựđộng nối ống khụng quay để xõy dựng Bộ cơ sở dữ liệu chế độ cụng nghệ hàn.
- Điều khiển thụng số chếđộ cụng nghệ hàn bằng lập trỡnh PLC.
- Kiểm tra đỏnh giỏ chất lượng mối hàn bằng cỏc kỹ thuật kiểm tra khụng phỏ hủy NDT tiờn tiến như chụp X-ray, siờu õm khuyết tật, xỏc định ứng suất dư trong kết cấu bằng siờu õm.
Mức chất lượng của sản phẩm KHCN của Đề tài dự kiến trờn cơ sở tham khảo tài liệu về Mỏy hàn ống MAG PIPE 400 của Nhật Bản dựng cho
hàn nối ống khụng quay đường kớnh 4-40 inch (100-1.000 mm) với cỏc thụng số kỹ thuật sau [5]: - Sốđầu hàn: 1. - Dũng điện hàn: 0-200 A. - Dải điều chỉnh điện ỏp hàn: Ukhụng tải = 30 V - Tư thế hàn: 5G; 6G theo AWS. - Tốc độ cấp dõy: 0 – 200 mm/s. - Biờn độ dao động: 0-10 mm. - Tần số dao động: 0-60 lần/phỳt. - Tốc độ hàn: 0 – 0,5 m/ph.
Đề tài đó xem xột và so sỏnh chọn lựa khi hàn ống cú đường kớnh lớn (≥ 1.200 mm) thỡ nờn sử dụng đồng thời 2 xe hàn và cần thay đổi cỏc chỉ số thụng số cụng nghệ tương ứng. Vỡ vậy, mức chất lượng của sản phẩm KHCN của đề tài dự kiến như sau: - Sốđầu hàn đồng thời: 2. - Dũng điện hàn: 0 – 400 A. - Dải điều chỉnh điện ỏp hàn: Ukhụng tải = 30 V - Tư thế hàn: 5G; 6G theo AWS. - Tốc độ cấp dõy: 0 – 200 mm/s. - Biờn độ dao động: 0-25 mm. - Tần số dao động: 0-60 lần/phỳt. - Tốc độ hàn: 0 – 0,5 m/ph.
Chất lượng mối hàn theo Quy phạm cụng trỡnh thủy lợi, thủy điện QPTL-E-3-80, Việt Nam.
Cỏc kết quả nghiờn cứu tổng quan tài liệu, Patent, Tiờu chuẩn sẽ được Đề tài sử dụng trong quỏ trỡnh nghiờn cứu triển khai cụng nghệ và ỏp dụng sản xuất.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ 2.1. Nguyờn lý thiết kế tổng thể.
Thiết kế tổng thể bao gồm cỏc bộ phận cấu thành chớnh và cơ sở lắp ghộp của cỏc cụm thiết bị [7, 20, 21]. Cỏc thiết kế chi tiết của cỏc cụm thiết bị được thể hiện qua cỏc tài liệu của Hồ sơ thiết kế trong Phần Phụ lục kốm theo.