NG D NG CÔNG NGH C T B NGỨ Ụ Ệ Ắ Ằ
TIA N C ÁP SU T CAO D I N CƯỚ Ấ ƯỚ ƯỚ
Tóm t t:ắ
V i tính năng u vi t c a mình, công ngh c t b ng tia n c áp su t caoớ ư ệ ủ ệ ắ ằ ướ ấ
ngày càng đ c ng d ng r ng rãi trong các ngành công nghi p. Lĩnh v c ngượ ứ ụ ộ ệ ự ứ
d ng l n nh t trong t ng lai s n m ngoài kh i, n i các giàn khoan sau m t th iụ ớ ấ ươ ẽ ằ ơ ơ ộ ờ
gian ho t đ ng s ph i s a ch a, thay th hay d b . Khi các ph ng pháp c tạ ộ ẽ ả ử ữ ế ỡ ỏ ươ ắ
truy n th ng r t khó hay có th nói là không th ng d ng đ c d i n c thìề ố ấ ể ể ứ ụ ượ ướ ướ
công ngh c t b ng tia n c áp su t cao tr nên c c kỳ quan tr ng. Các thíệ ắ ằ ướ ấ ở ự ọ
nghi m c t b ng tia n c áp su t cao d i n c s cho phép ta t i u hóa quáệ ắ ằ ướ ấ ướ ướ ẽ ố ư
trình c t.ắ
1. Gi i thi uớ ệ
Đ tăng tính hi u qu c t c a tia n c trong công ngh tia n c áp su t cao,ể ệ ả ắ ủ ướ ệ ướ ấ
ng i ta đ a h t mài hòa vào v i dòng tia. Nh ng h t mài nh , c ng và có c nh s tườ ư ạ ớ ữ ạ ỏ ứ ạ ắ
khi chuy n đ ng cùng v i tia n c lúc ra kh i đ u c t có m t năng l ng phá h y r tể ộ ớ ướ ỏ ầ ắ ộ ượ ủ ấ
l n, cho nên chúng là tác nhân chính c a quá trình c t g t. Sau đây là s đ hai nguyênớ ủ ắ ọ ơ ồ
lý chính c a tia n c tr n h t mài.ủ ướ ộ ạ
Nguyên lý tia n c tr n h t mài không ápướ ộ ạ Nguyên lý tia n c tr n h t mài có ápướ ộ ạ
(Abrasive Water Injection Jet – AWIJ) (Abrasive Water Suspenssion Jet – AWSJ)
Hình 1 . Hai nguyên lý c b n c a tia n c tr n h t màiơ ả ủ ướ ộ ạ
Bình ch aứ
h t mài có ápạ
ng d n h i tỐ ẫ ộ ụ
Đ u c tầ ắ
Thùng ch a h tứ ạ
mài
Đ u phunầ
N cướ
N cướ
Do thành ph n không khí c a tia AWIJ (Nguyên lý tia n c tr n h t mài khôngầ ủ ướ ộ ạ
áp) r t l n (t 90 đ n 95 %), nên ng d ng c a nó cho c t d i n c ch d ng đấ ớ ừ ế ứ ụ ủ ắ ướ ướ ỉ ừ ở ộ
sâu không quá 20m. V i tia AWSJ (Nguyên lý tia n c tr n h t mài có áp) ta ch có haiớ ướ ộ ạ ỉ
thành ph n n c và h t mài, nên có th ng d ng c t đ sâu đ n 6000m và sâu h nầ ướ ạ ể ứ ụ ắ ở ộ ế ơ
n a.ữ
2. C t v t li u thép không r d i n cắ ậ ệ ỉ ướ ướ
2.1 L a ch n v t li u m u thự ọ ậ ệ ẫ ử
Thép không r là v t li u khó gia công c t g t b ng các ph ng pháp c truy nỉ ậ ệ ắ ọ ằ ươ ơ ề
th ng, l i càng không th c t đ c b ng ph ng pháp nhi t, h n n a chúng l i đ cố ạ ể ắ ượ ằ ươ ệ ơ ữ ạ ượ
s d ng nhi u môi tr ng n c, cho nên chúng đ c ch n làm v t li u m u th thíử ụ ề ở ườ ướ ượ ọ ậ ệ ẫ ử
nghi m.ệ
2.2 Các thông s công ngh nh h ng đ n quá trình c tố ệ ả ưở ế ắ
Trong công ngh c t b ng tia n c áp su t cao có h tr c a h t mài, cácệ ắ ằ ướ ấ ỗ ợ ủ ạ
thông s chính quy t đ nh đ n quá trình c t mà ng i ta ph i kh o sát là:ố ế ị ế ắ ườ ả ả
- Áp su t b m p [MPa]ấ ơ
- Lo i h t màiạ ạ
- L u l ng h t mài q [Kg/min]ư ượ ạ
- Đ ng kính đ u c t d [mm]ườ ầ ắ
- Kho ng cách c t s [mm]ả ắ
- T c đ c t v [mm/min]ố ộ ắ
- V t li u c tậ ệ ắ
- Chi u sâu c t h [mm]ề ắ
Ngoài nh ng thông s chung trên ra, m t thông s r t quan tr ng đ c tr ng choữ ố ộ ố ấ ọ ặ ư
quá trình c t d i n c là áp su t c a môi tr ng c t p [MPa]ắ ướ ướ ấ ủ ườ ắ
2.3 Thí nghi m nghiên c u nh h ng c a áp su t môi tr ng và kho ng cáchệ ứ ả ưở ủ ấ ườ ả
c t lên quá trình c tắ ắ
Đ nghiên c u nh h ng c a áp su t môi tr ng và kho ng cách c t, haiể ứ ả ưở ủ ấ ườ ả ắ
thông s quan tr ng nh h ng nhi u nh t lên quá trình c t, ta ph i làm thí nghi mố ọ ả ưở ề ấ ắ ả ệ
c t v i các thông s p [MPa] và s [mm] khác nhau. C th là:ắ ớ ố ụ ể
* p [MPa] = 0,1 ; 0,3 ; 0,5 ; 0,7 và 0,9
* s [mm] = 5 ; 10 ; 20 và 30
Các thông s c đ nh là: p = 140 MPa ; d = 0,62 mm ; q = 0,5 Kg/min ;ố ố ị
v = 200 mm/min ; lo i h t mài: Ovilin ASOASF 90 ; v t li u m u th : thép không rạ ạ ậ ệ ẫ ử ỉ
14301 (X4 Cr Ni 18 10)
Hình 2 . nh h ng c a áp su t môi tr ng và kho ng cách c t lênẢ ưở ủ ấ ườ ả ắ
quá trình c t thép không r ắ ỉ
Kh năng c t c a tia đ c đánh giá thông qua chi u sâu c t c a m u th , doả ắ ủ ượ ề ắ ủ ẫ ử
v y chi u dày c a m u th ph i đ c ch n sao cho chúng không b c t đ t. ng v iậ ề ủ ẫ ử ả ượ ọ ị ắ ứ Ứ ớ
m i kho ng cách c t, m u th đã đ c c t l n l t theo các áp su t môi tr ng khácỗ ả ắ ẫ ử ượ ắ ầ ượ ấ ườ
nhau. Sau khi đo chi u sâu c t đ c và t ng h p chúng l i, ta có đ th v nh h ngề ắ ượ ổ ợ ạ ồ ị ề ả ưở
c a môi tr ng áp su t và kho ng cách c t lên quá trình c t nh đã bi u di n trên hìnhủ ườ ấ ả ắ ắ ư ể ễ
2.
4. K t lu nế ậ
Qua k t qu thí nghi m, ta có th th y kho ng cách c t trong môi tr ng n cế ả ệ ể ấ ả ắ ườ ướ
đã nh h ng r t m nh lên kh năng c t c a tia, l n h n r t nhi u so v i c t trongả ưở ấ ạ ả ắ ủ ớ ơ ấ ề ớ ắ
không khí. T kho ng cách l n h n 30 mm tr lên, trong đi u ki n áp su t môi tr ngừ ả ớ ơ ở ề ệ ấ ườ
l n h n 1 MPa, thì kh năng c t g t c a tia h u nh không còn.ớ ơ ả ắ ọ ủ ầ ư
Khi áp su t môi tr ng tăng lên thì chi u sâu c t gi m và đ c bi t gi m m nhấ ườ ề ắ ả ặ ệ ả ạ
t 0,1 đ n 0,7 MPa. T áp su t 0,7 MPa tr đi, gi m ch m và đ n m t áp su t nh từ ế ừ ấ ở ả ậ ế ộ ấ ấ
đ nh, chi u sâu c t s không gi m n a.ị ề ắ ẽ ả ữ
Ngoài hai thông s đ c tr ng cho ng d ng tia n c áp su p cao d i n c làố ặ ư ứ ụ ướ ấ ướ ướ
kho ng cách c t và áp su t môi tr ng (nh đã đ c trình bày trên), các thông sả ắ ấ ườ ư ượ ở ố
khác nh : áp su t b m, đ ng kính đ u c t, ch ng lo i h t mài, l u l ng h t mài vàư ấ ơ ườ ầ ắ ủ ạ ạ ư ượ ạ
t c đ c t cũng nh h ng m nh lên quá trình c t. Đ tìm ra đ c các thông s côngố ộ ắ ả ưở ạ ắ ể ượ ố
ngh t i u, c n ph i nghiên c u và làm ti p các thí nghi m v i t ng thông s đó.ệ ố ư ầ ả ứ ế ệ ớ ừ ố
Áp su t môi tr ng p [MPa]ấ ườ
Chi u sâu c t h [mm]ề ắ