คาร์บอนเหล็กจู่โจม: เกณฑ์มาตรฐานประสิทธิภาพและตัวเลือกที่ประหยัดต้นทุนในการทอดสมองานหนัก

ในสาขาวิศวกรรมที่ใช้งานหนักเช่นอาคารสะพานและสิ่งอำนวยความสะดวกพลังงานจุดยึดเป็นโหนดสำคัญสำหรับความปลอดภัยของโครงสร้างและการเลือกวัสดุของพวกเขาส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือและเศรษฐกิจของโครงการ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คาร์บอนเหล็กจู่โจม ได้แทนที่สแตนเลสสตีลเหล็กอัลลอยและจุดยึดพลาสติกในตลาดวิศวกรรมระดับสูงระดับโลกอย่างรวดเร็วด้วยข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์กลายเป็นโซลูชันที่ต้องการสำหรับวิศวกร
ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพเชิงกลของยึดเหล็กคาร์บอนจะเกิดขึ้นจากอัตราส่วนโลหะผสมที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่าง ASTM A449 Standard Steel เป็นตัวอย่างความแข็งแรงแรงดึงสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 1200MPa และความแข็งแรงของผลผลิตเกิน 1,000mpa ซึ่งสูงกว่าสแตนเลส 304 แห่ง ที่สำคัญกว่านั้นผ่านกระบวนการดับที่แม่นยำและการแบ่งเบาชายจุดยึดเหล็กคาร์บอนสามารถรักษาความแข็งแรงได้สูงในขณะที่ควบคุมการยืดตัวในช่วง 8%-15%อย่างมีประสิทธิภาพหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการแตกหักที่เปราะ
ในการทดสอบโหลดแบบไดนามิกอายุการใช้งานความล้าของสลักเกลียวแรงกระแทกของเหล็กคาร์บอนถึง 10^7 รอบ (แอมพลิจูดโหลด± 400mpa) ซึ่งเป็น 2.3 เท่าของสลักเกลียวสแตนเลสสตีลธรรมดา ตัวอย่างเช่นในโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งสลักเกลียวคาร์บอนยึดสลักเกลียวผ่านการทดสอบการจำลองการสั่นสะเทือนของลมพายุไต้ฝุ่นระดับและค่าสัมประสิทธิ์การกระจายพลังงานถึง 0.85 ซึ่งดีกว่าวัสดุอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญ
ข้อบกพร่องของความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าคาร์บอนแบบดั้งเดิมได้รับการปฏิวัติผ่านวิศวกรรมพื้นผิวที่ทันสมัย สลักเกลียวแรงกระแทกของเหล็กกล้าคาร์บอนกระแสหลักใช้ระบบป้องกันคอมโพสิตแบบหลายชั้น:
ชั้นการป้องกันฐาน: การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (ความหนาของชั้นสังกะสี≥85μm) หรือการเคลือบ Dacromet (ความหนา6-8μm) อายุการทดสอบสเปรย์เกลืออายุการทดสอบเกิน 1,000 ชั่วโมง;
เลเยอร์การเสริมความแข็งแรงของฟังก์ชั่น: การเคลือบนาโน-เซรามิก (เช่นการเคลือบคอมโพสิตAl₂o₃-Tio₂) ให้ความเสถียรทางเคมีในสภาพแวดล้อม Ph3-11;
เลเยอร์การซ่อมแซมอัจฉริยะ: เทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยตนเองของไมโครแคปซูลสามารถปล่อยสารยับยั้งการกัดกร่อนอย่างแข็งขันเมื่อการเคลือบเสียหาย
การทดลองเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าในบรรยากาศทางทะเล (ความเข้มข้นของCL⁻ 1.5 มก./มม.) ความลึกของการกัดกร่อนของสลักเกลียวคาร์บอนที่มีการป้องกันสามครั้งหลังจาก 20 ปีของการให้บริการเพียง 0.12 มม. การพัฒนาทางเทคโนโลยีนี้ได้เปิดใช้งานสลักเกลียวคาร์บอนเหล็กเพื่อเข้าสู่สถานการณ์ที่รุนแรงเช่นแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและท่อเคมี
จากมุมมองของเศรษฐกิจวิศวกรรมสลักเกลียวของคาร์บอนผลกระทบที่ดีแสดงความสามารถในการควบคุมต้นทุนที่ยอดเยี่ยม:
ค่าใช้จ่ายในการซื้อ: 40% -60% ต่ำกว่าสลักเกลียวสแตนเลสสตีลตามข้อกำหนดเดียวกันและต่ำกว่าสลักเกลียวของโลหะผสมไทเทเนียมมากกว่า 75%;
ประสิทธิภาพการติดตั้ง: การออกแบบกรวยการขยายตัวที่จดสิทธิบัตรช่วยลดแรงบิดการติดตั้ง 30% และเพิ่มปริมาณการก่อสร้างรายวัน 50%;
ค่าบำรุงรักษา: ภายใต้ระดับการป้องกันที่เทียบเท่าค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา 30 ปีของสลักเกลียวเหล็กคาร์บอนเป็นเพียง 1/3 ของผลิตภัณฑ์สแตนเลส
การใช้โครงการยึดสะพานข้ามทะเลเป็นตัวอย่างการใช้สลักเกลียวยึดเหล็กคาร์บอนกระแทกแทนที่จะเป็นสารละลายสแตนเลสดั้งเดิมลดต้นทุนระบบการยึดโดยรวม 21 ล้านหยวนทำให้ระยะเวลาก่อสร้างสั้นลง 22 วันและผ่านการรับรองของบุคคลที่สามของชีวิตการออกแบบ 50 ปี
จุดยึดเหล็กคาร์บอนที่ทันสมัยได้พัฒนาเป็นพาหะที่สำคัญของระบบยึดอัจฉริยะ ด้วยการรวมส่วนประกอบ IoT เช่นการตรวจจับความเครียดเส้นใยแสงและชิป RFID วิศวกรสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงล่วงหน้าสถานะการกัดกร่อนและการกระจายโหลดของแองเคอร์แบบเรียลไทม์ ในโครงการยึดโดมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระบบยึดเหล็กคาร์บอนที่ฝังอยู่ด้วยเซ็นเซอร์ที่ประสบความสำเร็จในการเตือนการแยกขนาดเล็กในระดับ 0.03 มม. หลีกเลี่ยงความเสี่ยงโครงสร้างที่อาจเกิดขึ้น