جریان های فعلی در فولاد Prestressing

صنعت فولاد پیش از استرس در حال تغییر قابل توجه است که توسط الزامات زیست محیطی، خواسته های عملکردی و هزینه های ناکارآمدی است.سه روند عمده چشم انداز را تغییر می دهد: یک تغییر در جهت روش های تولید پایدار، توسعه فرمول های پیشرفته آلیاژی و ادغام سیستم های کنترل کیفیت دیجیتال در سراسر زنجیره تولید.

مواد پایدار و فولاد سبز

کاهش میزان کشش کربن فولاد prestressing به اولویت اول تبدیل شده است. [۱] فولاد سنتی از طریق کوره های انفجار تقریبا ۱٫۸ تن CO2 در هر تن از فولاد را منتشر می کند. فرایندهای جدید کوره قوس الکتریکی (EAF) که توسط بار انرژی تجدید پذیر و استفاده از مقادیر بالاتر فولاد، حداقل می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را تا ۶۰ تا ۷۵٪ کاهش دهد.

مهندسی پیشرفته آلیاژ برای عملکرد عالی

زیرساخت های مدرن نیاز به فولادهای پر تنش با قدرت بالاتر، تحرک بهتر و مقاومت بالای خوردگی دارد. نوآوری در میکروکارسازی منجر به نمرات مانند 1860 psi و 1960 psi رشته پارکینگ، که اجازه می دهد طول طولانی مدت و کاهش استفاده از مواد دریایی، Vanaobium، و تیتانیوم ساختار دانه های پیشرفته و تاخیر هیدروژنه سازی چرخه های تعمیر و احتراق مجدد (مانند چراغ های مکانیکی).

تضمین کیفیت و تولید دیجیتال

اتوماسیون دیگر به دوقلوهای دیجیتال از خط تولید محدود نمی شود (با استفاده از سنسورهای IoT و یادگیری ماشین، در حال حاضر نظارت دما، سرعت و نسبت کاهش در زمان واقعی است.تولید کنندگان می توانند پارامترهای را تنظیم کنند تا نقص های ساختاری را از طریق زنجیره های اطلاعاتی ردیابی شده با استفاده از دوربین های ردیابی بالا، ترک های دقیقه یا لبه هایی که می توانند منجر به خرابی شوند، حذف کنند و اطمینان از داده های پایدار.

تکنولوژی های نوظهور در Horizon

در حالی که روند فعلی فرآیندهای موجود را بهبود می بخشد، چندین فن آوری مختل وعده می دهند تا دوباره تعریف کنند که فولاد از قبل تنش زا می تواند به مهندسی نانومقیاس، شبکه های سنسور جاسازی شده و تولید افزودنی از آزمایشگاه به مقیاس آزمایشی حرکت کند و کنترل بی سابقه ای بر رفتار مواد و نظارت ساختاری ارائه دهد.

تکنولوژی نانو برای ساختار های Microstructures

نانوتکنولوژی دستکاری فولاد را در سطح اتمی امکان می دهد.با پراکنده کردن نانو ذرات مقیاسی از کاربیدهای طبیعت یا نیتیدها به طور یکنواخت در ماتریس فریت، محققان می توانند قدرت عملکرد را بدون قربانی کردن نانو ذرات جامد کاهش دهند؛ تقویت کننده کربن در مقیاس فولادها مورد بررسی قرار می گیرد، و نشان می دهد که 30٪ در مطالعات قدرت کششی در اوایل آزمایش های نانو افزایش یافته است.

خود-استرس کردن فولاد

یک عیب خاص از نانوتکنولوژی توسعه پوشش های خود شفا برای تاندون های پیش از استرس است. میکروcapsule حاوی عوامل شفا دهنده (به عنوان مثال، پلی اورتان یا پیش نویس اپوکسی) در یک پوشش ضخیم زانو در اروپا جاسازی شده است، زمانی که ترک ها به دلیل اضافه بار یا خوردگی، کپسول ها و آزاد کردن عامل جاری، پر کردن کراک و بازگرداندن آزمایشات حفاظت از خوردگی نشان می دهد که این فن آوری های متابولیکی در محیط های خاص انتظار می رود.

هوشمند Prestressing Steel با فولاد داخلی – In Sensing

سنسورهای فیبر نوری یکپارچه و سیستم های الکترومکانیکی بی سیم (MEMS) به طور مستقیم به رشته های پیش استرس در طول تولید جاسازی شده اند، این سنسورها فشار، دما و انتشار آکوستیک را در طول زندگی ساختار اندازه گیری می کنند.[۱] جریان های داده ها به صاحبان سنسور دیجیتال هشدار می دهند که قبل از اینکه آنها بحرانی شوند، چندین ماژول های پیش فرض را حذف می کنند.

تولید افزودنی از اجزای Prestressing

چاپ 3D به طور فزاینده ای برای تولید بلوک های لنگراژ، Wedges و زوج ها با هندسه های پیچیده داخلی که کاهش غلظت استرس و بهبود عملکرد خستگی استفاده می شود، استفاده می شود. لیزر پودر دستمال مرطوب (LPBF) از تجهیزات فولاد ابزار اجازه می دهد تا برای ایجاد سنگ های برش خورده با توزیع بار بهینه شده، کاهش خطر از رشته و لغزش.

استانداردهای جهانی و تکامل نظارتی

همانطور که مواد و فن آوری های جدید ظهور می کنند، بدن های استاندارد بین المللی کدهای خود را به روز می کنند تا دستورالعمل های طراحی ایمن را ارائه دهند. ISO 15630 [ [3] سری استاندارد برای تقویت فولاد در حال حاضر شامل روش های تست فولاد پوشش داده شده و مقاوم در برابر با استفاده از قوانین طراحی قبل از تنظیم مواد، کمیته اروپا برای تنظیم مجدد EN138 است.

چالش ها و مسیرهای تحقیقاتی آینده

علی رغم وعده روندهای جدید و فن آوری ها، چندین مانع باقی مانده است. [۱] حق بیمه فولاد سبز و آلیاژهای نانوساختار هنوز قابل توجه است - اغلب ۲۰-۴۰٪ بیشتر از مواد اولیه معمولی است، در حالی که حفظ کیفیت ثابت است که سیستم های سنسور تعبیه شده نگرانی در مورد قابلیت اطمینان بلند مدت و مداخله سیگنال در استانداردهای انتقال داده ها و زیرساخت های هوشمند هنوز هم باید یک روش های نظارتی ضروری باشد.

نتیجه گیری

آینده فولاد پیش از تنش با همگرایی پایداری، مواد پیشرفته و هوش دیجیتال مشخص می شود.تولید فولاد سبز، نمرات با قدرت بالا، نانوتکنولوژی و سنجش جاسازی شده دیگر نظری ندارند - آنها در پروژه های آزمایشی و برنامه های کاربردی طاقچه امروز مستقر می شوند.این نوآوری ها وعده می دهند که قوی تر، سبک تر، با دوام تر، و آسان تر از همیشه برای درک مهندسان ضروری است، و نه دانش آموزان.