В Южной Корее разрабатывают технологию умной сварки для резервуаров, используемых в СПГ-танкерах

Корреспондент Гу Бон Хёк

- Корейский институт производственных технологий разработал «умную» технологию сварки, адаптированную к специальным материалам для резервуаров, работающих в условиях крайне низких температур

Исследователи, разработавшие технологию «умной» сварки. Научный сотрудник Ким Чжэ Хун (слева), старший научный сотрудник Пак Чжон Ёль, главный научный сотрудник Чжи Чан Ук, научный сотрудник Чон Чжу Ён [Предоставлено Корейским институтом производственных технологий]

В Южной Корее разработали технологию умной сварки, позволяющую быстрее и дешевле изготавливать резервуары, которые являются ключевыми компонентами судов для перевозки сжиженного природного газа (СПГ).

Резервуары для СПГ являются ключевыми компонентами, на которые приходится около 30-40% от общей стоимости строительства судна, и требуют высококачественной прецизионной сварки, поэтому срок их изготовления дольше, чем у других компонентов.

Исследовательская команда во главе со старшим научным сотрудником Чжи Чан Ука из группы интеллектуальных формовочных процессов при Корейском институте промышленных технологий объявила о разработке «гибридной технологии лазерно-дуговой сварки (HLAW)», оптимизированной для специальных материалов, используемых в условиях крайне низких температур, что позволит производить резервуары для СПГ быстрее и с меньшими затратами.

При производстве резервуаров для СПГ в основном используется дуговая сварка, поэтому в случае специальных материалов большой толщины, устойчивых к низким температурам, приходится повторять сварку несколько раз, что приводит к увеличению времени работы и производственных затрат.

Исследовательская команда оптимизировала технологию HLAW, сочетающую в себе преимущества лазерной сварки, обеспечивающей высокую точность соединения, и дуговой сварки, позволяющей заполнять зазоры и неровности между соединениями, для специальных материалов, таких как 9%-ная никелевая сталь.

Благодаря этому удалось реализовать метод однопроходной (1-pass) сварки, позволяющий быстро соединять детали без дополнительной обработки соединений, а также решить проблемы тепловой деформации и растрескивания, характерные для традиционных методов сварки.

В частности, были оптимизированы условия формирования «замочной скважины» (Keyhole), которое проникает глубоко внутрь материала при сварке, что позволяет глубоко и прочно соединять даже изогнутые или сложные детали путем однопроходной (1-pass) сварки.

Под «замочной скважиной» подразумеваются каналы, по которому тепло проникает глубоко в материал, и благодаря этой структуре даже материалы большой толщины можно соединять с высокой прочностью за один проход.

Сварка с помощью гибридного (лазерно-дугового) сварочного оборудования [Предоставлено Корейским институтом производственных технологий]

В процессе HLAW также разработана система мониторинга процесса на основе искусственного интеллекта, позволяющая в режиме реального времени контролировать качество и немедленно реагировать на проблемы, что позволило реализовать технологию умной сварки.

Благодаря применению фотодиодного датчика, который до сих пор использовался только в лазерной сварке, в гибридном процессе, алгоритм искусственного интеллекта анализирует и различает ультрафиолетовые (UV) и инфракрасные (IR) сигналы, возникающие во время сварки, и при обнаружении дефекта оператор может немедленно принять меры.

Исследовательская команда также разработала систему анализа магнитных свойств материалов и прогнозирования дефектов.

9%-ная никелевая сталь обладает сильными магнитными свойствами, поэтому при воздействии внешнего магнитного поля в металле возникает намагничивание (magnetization), которое может привести к появлению дефектов при сварке.

Из-за этого на удаление намагниченности уходит 1–2 дня, но исследовательская команда обнаружила, что при деформации на более 2% или остаточной плотности магнитного потока в более 5 мТ риск возникновения дефектов в процессе сварки из-за намагниченности снижается.

На основе этого критерия была разработана система, позволяющая заранее прогнозировать риск дефектов сварки путем ввода различных данных, таких как состав металла, степень обработки, направление сварки, сила магнитного поля и т. д.

«Мы создали основу для процесса интеллектуальной сварки, который позволяет сократить время, затраты и количество дефектов при сварке криогенных резервуаров. В настоящее время мы проводим исследования по расширению применения новоразработанной технологии на производство резервуаров для экологически чистых судов, использующих водород и аммиак в качестве топлива» - сказал старший научный сотрудник Чжи Чан Ук.

nbgkoo@heraldcorp.com

#южнаякорея #корея #политика #экономика #промышленность #сварка #спг #танкеры #судостроение #технология #роботы #инновация #финансы #бизнес #общество #культура #искусство #азия