Хүнд хэмжигч 5083 Далайн зэрэглэлийн бүрсэн хавтан нь 6000 метрийн далайн доорх гидростатик даралтыг тэсвэрлэж чадах уу?

Далайн гүн дэх хайгуул, ёроолын далай судлал, гүний ёроолын робот техник нь 6000 метр хүртэл гүнд ажиллах чадвартай бүтцийн хашлага шаарддаг. Эдгээр туйлын гүнд барилга байгууламжууд 60 МПа (ойролцоогоор 8,700 psi буюу 600 бар) -аас дээш хүчтэй гидростатик даралтыг тэсвэрлэдэг бөгөөд хөлдөх шахсан далайн ус ( 1 ° C - 4 ° C ), ууссан хүчилтөрөгчийн өндөр түвшин, түрэмгий хлоридын концентрацитай хослуулдаг.

Далайн доорхи инженерийн багууд түүхэндээ гүний усны багаж хэрэгсэл болон Алсын удирдлагатай тээврийн хэрэгслийн (ROV) бүтцийн гулсууруудад зориулж 5-р зэрэглэлийн титан (Ti-6Al-4V) эсвэл хур тунадасаар хатуурсан никелийн хайлш (Inconel 718) дээр тулгуурлан ажиллаж байжээ. Эдгээр хайлш нь эвдрэлийг тэсвэрлэдэг боловч одон орны түүхий эдийн зардал, синтаксик хөвөх хөөс шаарддаг хүнд жин, машин механизмын ноцтой элэгдэл зэрэг нь төсөв, хуваарийн хэт их ачаалал үүсгэдэг. 5083 төрлийн далайн давхаргатай бүрсэн хөнгөн цагаан хавтангууд нь стрессээс ангижруулсан, хатуурсан ( H116 / H321 ) ба далайд дамждаг эпокси/полиуретан хаалтаар хамгаалагдсан бөгөөд хэмнэлттэй хувилбарыг бий болгодог. Хананы зузаан ба диаметрийн зохистой харьцаагаар ( t/D ) тооцоолсон тохиолдолд тэдгээр нь уян хатан нуралтгүйгээр 6000 метрийн гидростатик шахалтын ачааллыг тэсвэрлэж, далайн гүний ан цавын зэврэлтээс сэргийлж, титан угсралттай харьцуулахад бүтцийн хуурай массыг 40% хүртэл бууруулна..

5083-H116/H321-ийн шахалтын бат бэх ба бөхийх механик

Далайн доорх даралтат савнууд, цилиндр хэлбэрийн хонхорцог, хавтгай төгсгөлийн тагнууд нь хурцадмал байдлын үед бүтэлгүйтдэггүй; Тэдний эвдрэлийн үндсэн горим нь уян хатан уналт, хуванцар нуралт эсвэл олон тэнхлэгт гурван тэнхлэгт шахалтын дор нутагшсан уналт юм .

Зузаан хавтангийн хананы хэмжээ (t/D харьцаа): 6000 метр (P = 60 МПа) дээр нимгэн хананы бүрхүүлийн томъёо хүчингүй байна. Зузаан ханатай даралтын орон сууц болгон боловсруулсан хүнд царигийн 5083 хавтан нь зузаан цилиндртэй Ламе тэгшитгэлийг ашигладаг.

Зузаан-диаметрийн харьцаатай ( t/D ≈ 0.12 - 0.18 ) дизайн хийх нь хамгийн их шахалтын оргил ачааллыг аюулгүй ажиллагааны хязгаарт байлгаж 5083-H116  ( 215 МПа хамгийн бага гарц)  , аюулгүй байдлын хүчин зүйлийг ( SF ≥ 1.5 - 1.8 ) хангана.

Бичил бүтцийн нэгэн төрлийн байдал: Хяналттай халуун цувих, хэт авианы нэгэн төрлийн болгох замаар боловсруулсан хүнд царигийн хавтангууд нь хавтангийн гол хэсэгт жигд ширхэгийн бүтцийг хангаж, гурвалсан даралтын дор нурж болох сул хавтгай эсвэл дотоод бичил хоосон зайг арилгана.

Хөвөх чадварын эдийн засаг, титан: Титан 5-р зэрэглэл (4.43 г/см) нь ихэвчлэн сөрөг хөвөх чадварыг бий болгодог зузаан хана шаарддаг бөгөөд нэг литр тутамд 30-50-аас дээш үнэтэй синтакс хөөс шаарддаг. Хөнгөн цагаан (2.68 г/см⊃3;) нь өндөр бат бэх ба живэх жингийн харьцааг хангаж, өндөр үнэтэй хөвөх хөөсний хэрэгцээг эрс багасгадаг.

Далайн доорхи өндөр чанартай бүрэх найрлага

60 МПа гидростатик даралтын дор усны молекулууд гадаргуугийн бичил сүвэрхэг рүү шилждэг.

Өндөр хатуу бодисыг өөрчилсөн эпокси-фенолын праймер: Нягт хөндлөн холбоос бүхий давирхай нь металлд ковалент байдлаар наалддаг бөгөөд өндөр гидравлик толгойн дор усны уурын тархалтыг эсэргүүцдэг.

Эластомер полиуретан өнгөлгөө: Уян хатан дээд давхарга нь хөлөг онгоцны хөөргөх ба сэргээх кран дээр барзгар бариулыг шингээж, 1°C хүртэл дулаан агшилтын үед ирмэгийн бичил хагарлаас сэргийлдэг.

Техникийн баталгаажуулалт ба Далайн доорх гүйцэтгэл

Доорх гүйцэтгэлийн харьцуулалт нь 5083 төрлийн далайн давхаргатай бүрсэн хавтанг гүний гүн дэх уламжлалт бүтцийн металлын эсрэг үнэлдэг.

Далайн технологийн фирмүүдийн арилжааны ашиг ба инженерийн ROI

Түгээмэл асуултууд

Асуулт 1: Хөнгөн цагаан үнэхээр нурахгүйгээр 6000 метр далайн гүн дэх даралтыг тэсвэрлэж чадах уу?

Х: Тийм ээ. 6000 метрийн өндөрт гидростатик даралт 60 МПа (8700 psi) байна. Тооцоолсон хана-зузаан-диаметрийн харьцаатай ( t/D ≥ 0.15 ) хүнд царигийн 5083 хавтанг зааж өгснөөр шахалтын цагираг болон тэнхлэгийн хүчдэл нь хайлшийн шахалтын уналтын бат бэхээс хамаагүй доогуур хэвээр үлдэж, гулзайлтын болон хуванцар нуралтаас сэргийлнэ.

Асуулт 2: Далайн даралтын орон сууцанд яагаад 5-р зэргийн титанаас илүү 5083 хөнгөн цагааныг сонгох хэрэгтэй вэ?

Х: Титан нь илүү бат бөх боловч ойролцоогоор 8-12 дахин үнэтэй бөгөөд боловсруулахад илүү хэцүү байдаг. 5083 хөнгөн цагаан нь шаардлагатай шахалтын эсэргүүцлийг зардлаас бага хэмжээгээр хангаж, CNC тээрэмдэх хугацааг гуравны хоёроор багасгаж, усны жинг хэмнэж, үнэтэй синтаксик хөвөх хөөсний хэрэгцээг эрс багасгадаг.

Асуулт 3: Бүрхүүл нь 60 МПа даралтыг цэврүүтэхгүйгээр хэрхэн зохицуулдаг вэ?

Х: Өндөр хатуулагтай эпокси-полиуретан бүрээсийг гүн механик нунтаглалтын профиль бүхий автомат нано хувиргах давхарга дээр түрхдэг. Энэ нь ковалент ба механик холболтыг бий болгодог бөгөөд энэ нь усны молекулууд хүчтэй гидростатик даралтын дор бүрхүүлийг хальслахаас сэргийлдэг.

Асуулт 4: Багажны хонхорцог CNC гүн тээрэмдэх үед хүнд царигийн 5083 хавтан муруйх уу?

Хариулт: Үгүй ээ, хэрэв тэдгээрийг стрессээс ангижруулсан далайн уургаар захиалсан бол ( H116  эсвэл H321 ). Эдгээр ялтсууд нь цувих тээрэмд хяналттай сунгалтанд хамрагдаж, дотоод үлдэгдэл стрессийг хөнгөвчлөхийн тулд гүний цооног ба О-цагирагны битүүмжлэлийн гадаргуугийн хэмжээсийн хатуу хүлцлийг хангадаг.

5-р асуулт: Хөнгөн цагааны орон сууц ба зэвэрдэггүй ган бэхэлгээний хооронд цайрсан зэврэлтээс хэрхэн сэргийлэх вэ?

Х: Далайн гүний усанд зэвэрдэггүй ган (жишээ нь 316л) хөнгөн цагаантай шууд харьцах нь гальван хосыг үүсгэдэг. Шилдэг туршлага нь дамжуулагч бус Делрин эсвэл Тефзел тусгаарлагч угаагч, далайн шүүрэлтээс хамгаалах зуурмагийг ашиглах, хөнгөн цагааны хамгаалалтын бүрээсийг эсрэг нүх рүү сунгах явдал юм.

Дүгнэлт

Далайн зориулалттай 5083 төрлийн хөнгөн цагаан хавтан нь 6000 метрийн гүний гидростатик даралтыг тэсвэрлэх чадвартай, механикийн хувьд ашигтай, хэмнэлттэй, хөнгөн бүтэцтэй материалаар хангадаг.

Далайн гүн дэх инженерийн төслүүдэд амжилтанд хүрэхийн тулд:

Баталгаажсан Далайн Температурыг (5083-H116 эсвэл H321) зааж өгнө үү: Далайн гүн, хүйтэн усанд үр тарианы хилийн дагуу мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөмтгий байдлыг арилгахын тулд ASTM B928-д нийцсэн байх ёстой.

Тооцоолсон хананы зузааны хэмжээг (t/D ≥ 0.15) хэрэгжүүлэх: 60 МПа даралтын үед шахалтын цагирагийн хүчдэл нь баталгаажсан уналтын бат бэхийн 65%-иас доогуур хэвээр байхын тулд зузаан цилиндртэй Ламе тэгшитгэл ба төгсгөлийн элементийн шинжилгээг (FEA) ашиглана.

Эзлэхүүний бүрэн хэмжээний NDT-ийн хяналт шалгалт: 40 мм-ээс дээш зузаантай бүх хавтан дээр AMS-STD-2154 А ангиллын дагуу хэт авианы шинжилгээ хийх шаардлагатай бөгөөд энэ нь стресс баяжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэх дотоод хоосон зай, орц байхгүй болно.