Өндөр барилтад ган бүтцүүдийн гал төвөгтөшлөх чадварыг хэрхэн дээшлүүлэх вэ?

Тэлсүүр хучилт: Сталь бүтцүүдийн хамгаалалтад хими, үзүүлэлт ба бодит дэлхийн шүүлт

Хэрхэн тэлсүүр хучилт сталь бүтцүүдийг галын нөхцөлд төлөрж, дулааныг хадгалж бүтцүүдийг хамгаалж буйг тайлбарлана

Төвөнхлөг хучилт нь температур 200 градус Цельсийн орчимд хүртэл химийн урвалыг идэвхжүүлж ажиллана. Үүнд гол бүрдүүлэгч, ихэвчлэн аммонийн полифосфат ашиглагдаж, фосфорын хүчлийг ялгаруулж эхэлнэ. Энэ хүчил нь пентаритритол зэрэг нүүрстөрөлдүү материалдарыг дагуу халуунд төвөнхлөг шарх («char») үүсгэнэ, мөн меламин ба бусад хий үүсгүүр нь түүнийг хөөрүүлж, заримдаа түүний зузааныг анхны хэмжээнд харьцуулан тавин дахин нэмэгдүүлж чадна. Үүн дүрдүүлснээр бид халуунд муу дамжуулагч, жижиг агаарын хөндийтүүдтэй дуураймуйн саарал үүсгэнэ. Энэ нь доорх гуурцаг хоолойг удаан хугацаанд хүйтэн байлгаж, түүний халуунд 550 градус Цельсийн дараа хүчирхүүл бүрмөсөн алдаж эхлэх хурдыг удаашруулж чадна. Хэрэв түүнийг стандартуудын дагуу зөв ажиллуулж, туршилт хийж үзсэн бол, түүн дээрх бүтцүүд нь галт хоолойн үед цагийн дотор хоёр цаг хүртэл тогтвортой байх чадварыг хангаж, хүмүүсд галт хоолойн үед зугтах, аюулгүй байдлын ажилтнуудад аюулгүй ажиллах чухал нэмэлт цаг үлдээж чадна.

Нано-хүчирдүүлсэн харьцуулж үзэх нь: Өндөр хүчтэрүүлсэн гуурсан бүтээдүүд дээрх гал төөрүүлэх чадварын нэмэгдүүлэлт

Нанотехнологиар сайжруулсан хатуу хувцас нь энгийн хувцастай харьцуулахад, ялангуяа S690 зэрэглэлийн материал зэрэг хатуу зэсэд хэрэглэхэд бодит сайжирлыг харуулж байна. Хувьсгалт хувцас хувцас нь ихэвчлэн галны халдлагад өртөх үед тогтворгүй шохойн бүрэлдэхүүн, сул тал үүсгэдэг микроны түвшинд нэмэлт бодис агуулдаг. Харин 100 нанометрээс доош нь силика эсвэл ган зэрэг нано хэсгүүд нь давхаргын үндсэн дээр илүү тэгш тархдаг. Энэ тэгш хуваарилалт нь хамгаалах нүүрсний халуун болон халуун үйл явдлын үеэр эсийн хэлбэрийг өргөжүүлэн, хатуу нөхцөлд бүтцийн алдаанаас хамгаалах ерөнхий илүү сайн байдлыг бий болгодог.

• 600°C-д үлдэгдлийн нүүрсний хүчийг 25~40% өндөр
• 15-30% бага дулааны шилжилтийн түвшин
• S690 зэрэг өндөр чадалтай элсэлтийн хувьд илүү сайн халдах чадвартай

Сүүлд хаягдсан нүүрсний нүүрс нь галд үлдэх үед цацрагдаж, механик хүчдлүүдийн нөлөөнд төвүүдийн дулааныг хадгалах чадварыг хадгалж үлдэж буй.

Шанхай Башны хичээл: Дэрлүүдийн галт хамгаалалтын талбарт ажиллах үр дүн

Шанхай Башны 2022 онд хийсэн галт аюулгүй бүтэц урьдчилан сүүлд хаягдсан нүүрсний нүүрсний хамгаалалт — бүтэц хоолойн галт хамгаалалт 85 000 м²-ийн хэмжээтэй бөмбөлөг хоолойн галт хамгаалалт — нано-титанатын нүүрсний нүүрсний хамгаалалт системийн бодит дүнг баталж үлдэж буй. Дулааны загварлал нь холимог багана хүртэлх сул талыг илрүүлж, урьдчилан сүүлд хаягдсан нүүрсний нүүрсний хамгаалалт системийн оронд шинэчилсэн бүрдүүлэлтийг суурьшуулж үлдэж буй. Хамгаалалт шинэчилсний дараа хяналттай галын загварлал нь их хэмжээний сайжруулалт харуулж үлдэж буй:

Үүнд хамгийн чухал нь систем нь ачаалал-критик дамжуулалтын хүнд балкас дээрх дулааны хугарлыг саатуулж, хучилтын зузааныг сонгож үр дүнтэй хийхийн тулд ашиглагдаж буй урьдчилан таамаглаж буй загварыг баталж. Энэ тохиолдол нь орчин үеийн өргөтгөлт хамгаалалтын технологи яаж аюулгүй байдлын хязгаарыг өргөтгөж, материал хэрэглээг багасгаж, амьдралын циклд харгалзах зардлыг бүүр багасгаж буйг харуулж.

Холимог идэвхгүй–идэвхт системүүд: Ган бүтээцүүдийн гал төвөгтэй байдалд төвөгтэй бүрхүүр ба оюун ухааны триггерүүдийг интеграцилах

Герамик шүүрэл–хүснэгтүүдт бүрхүүр: Нийлмүүл ган–бетон багануудын дулааны хоцрогдолд үлдэх давуу тал

Керамикийн талбайгаар бэхжүүлсэн хувцас нь дулааны хоцрогдол нөлөөг бий болгож, халуун цэврийн бетон баганадад хурдан орж ирэхийг сааруулах үйл ажиллагаа явуулдаг. Энэ материал нь дулаан эрчим хүчийг шингээж, түгээдэг жижиг давхаргыг бүрдүүлж, түвшин нь удаан хугацаагаар хүйтэн байдаг гэсэн үг. Туршилтаар энэ нь хамгаалалтгүй суудалд харьцуулахад температурын өсөлтийг 40-65%-иар бууруулж чадна. Энэ нь маш чухал болсон нь эдгээр материалууд гал түймрийн үед 90-120 минутын турш бүтцийн бүтэн байдлыг хангадаг. Энэ хугацаа нь өндөр барилга байгууламжийн аюулгүй нүүлгэн шилжүүлэн суулгах тухай барилга байгууламжийн дүрэмд заасны дагуу, ихэнх хотуудын гал түймрийн аюулгүй байдлын стандартад нийцсэн байна.

Бодит цагт холбогдсон урвуу холбоосууд: Галт хамгаалалтын температур сенсоруудыг идэвхтэй шүүрүүлэгчидтэй холбох

Температур сенсоруудыг церамик хамгаалалт дотор суулгах нь үүрэгт зөвхөн үндсэн хамгаалалт үзүүлж байгаа системийг олон дахин умныхан, аюулгүй системд хувиргаж өгдөг. Хэрэв гадаргууны температур тун даруй 300°F (орчим 149°C) хүртэл дуусаж, доорх гуурсан бүтээдүүдийн хувьд аюул үүсгэж байгаа тохиолдолд, түүн дээрх сенсорууд автоматик ажиллаж, шүүрүүлэгчид 8 секундын дотор идэвхтэй ажиллаж эхэлдөг. Уурхайнуудын хурдан ажиллаж, гуурсан бүтээдүүдийн температурыг аюулгүй түвшинд хадгалах нь тухайн гуурсан төрлийн хувьд 1022°F (орчим 550°C)-ийн хүртэл дуусаж, галт үед үүсгэдэг төлөрүүлэх ба хугарах аюулд саад тавихад тусалдөг. Бодит нөхцөлд хийгдсэн туршилтууд үзүүлж байгаа нь традиционнай арга замуудын хамт сенсор технологийн ашиглалт нь пассив системүүдийн төрөлхийн ажиллаж байгаа хувилбаруудын харьцуулж үзэх нь галт үед бүтээдүүдийн газархан хохирлыг 60% хүртэл бүүр бүүр бууруулж өгдөг. Галт аюулд илүү сайн хамгаалалт бүтээх төлөө бодож үзэх нь логикт харуулж байгаа.

Нийтлэг галд төвөгтүшүүр бүхий чанар: Өндөр барилтас бүтэцтүүн зэс-бетон элементүүд

Барилгын системд гөлөм ба бетон хослуулан ашиглаж бүтээдгийн нэг давуу тал нь түүний гал төрүүлэх аюулд үүрдхийн хамгаалалт үзүүлж, бетон нь дулааныг хадгалах чадварыг үлдээд, дулааныг муу дамжуулж, доорх гөлөм хүрээсийг хамгаалж. Хүчтэр дулааны нөлөөнд бетон дулааны энергийг үлдээд, дулаанын материал дотор хурдан дамжуулах хурдыг удаашруулж. Судалгаанууд үзүүлж буйн дагуу, бүх зүйл зөв төсөөлж бүтээвэл, бетон давхрага нь температур 1000°C орчимд нэг цаг хүртэл тасралтгүй үлдэх үед барилгын бүтцүүдийн ажиллах чадварыг хадгалж чадж. EN 1994-1-2 ба ASCE/SEI 7-22 гал төрүүлэх аюулд хамгаалалтын хувьд тодорхой дүрэм тогтоож, бүтцүүдийн хамгаалалтын давхрагын зөвхөн тодорхой зузааныг шаардаж. Жишээ нь, гал төрүүлэх нөхцөлд хоёр цаг хүртэл төдийхүүн үлдэх чадварыг хангаж буй багануудын хувьд бетон хамгаалалтын давхрагын зузаан нь дор хаяж 40 мм байх ёстой. Энэ хослолын илүү үр дүнтэй ажиллах нууц нь гөлөм нь сунгалтын хүчнүүдийг, бетон нь шахалтын хүчнүүдийг ба дулааныг хадгалах үүрдхийн хамгаалалтыг хариуцаж. Бид нь практикт холлогдсон гөлөм цуглуурт бетон хийж, эсвэл хоёр материал хооронд төдийхүүн төлөөлж, бие биеийн ажиллах чадварыг нэмж, үлдээд бүтцүүдийн хувьд гал төрүүлэх аюулд хамгаалалтын нэмэлт материалын хэрэгцээг бүтцүүдийн дараа хийж буй хамгаалалттай харьцуулж, 15–30 хувь хүртэл нэмэлт ажиллах зардлыг хэмнэж чадж. Түүн дээр, гал төрүүлэх аюулд хамгаалалтын чухал дүрэм журамд нийцэх нь мөн их хялбаршруулж.

Дээд хүчтнүүрт гуурсан гуурс: Гуурсан бүтэцдүүр төлөвлөхдүүр хүчтнүүрт гуурсан бүтэцдүүр дуудлагын хязгаар ба төлөвлөх нөлөө

S690 ба S355 гуурсан дунд чухал температур шилжилт: Яагаад зэрэглэл сонгох нь өндөр барилгын багана дээр галын төлөвлөхдүүр чухал

Өндөр хүчтэй S690 гуурсан төмөр нь дүүрэн барилгын жинг хөнгөвтгөж, өндөр барилгын үр ашиглалтыг сайжруулж, гэтэдүүр гал төөрүүлэх чадварын хувьд түүнд харьцуулж S355 гуурсан төмөртэй харьцуулж сонирхолтой ялгаа үүсдүүр. Судалгаанууд S355 гуурсан төмөр 600°C-ийн температурт хүртэл хүчийн 60%–ийг хадгалж чаддүүр гэж зааж өгдүүр. Гэтэдүүр S690 гуурсан төмөр 2006 онд «Structural Engineering» судалгааны сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгааны дагуу 450°C-ийн температурт л ийнхүү хүчийн алдагдалд ордүүр. Түүнээс үүдэн тус гуурсан төмөрсүүд экстремум дулааны нөхцөлд яаж үйлчилдүүр гэдэгт аюултай зөрүү үүсдүүр. ISO 834 стандартын дагуу явагдах галт хоосон барилгын шинжилгээнд S690 гуурсан төмөрсүүдээс хийсэн баганууд 30% хурдан хугардүүр, учир нь түүнд хатуулаг хүртэл хүчний алдагдал үүсдүүр, мөн барилгын бүсийн бүх бүрдүүлэх хэсгүүдтэй харьцуулж өөр өргөтгөл үүсдүүр. Инженерүүд S690 гуурсан төмөрсүүдийг баганууд зэрэг чухал бүтцүүдэд ашиглахын тулд үнэнхүү бүх талын дулааны хамгаалалт үүрдүүр. Түүнд хүнд хамгаалалт давхрагуудыг нэмж үүрдүүр, үүнээс материалдын зардлыг 15–25% хүртэл нэмж үүрдүүр, эсвэл үүнээс өөр хамгаалалт үүрдүүр, ялгаатай хамгаалалт аргуудыг нийлүүлж үүрдүүр. Бүх үүн нь галт аюулгүй байдлын үнэлгээ нь зөвхөн хэвийн нөхцөлд бичгийн дээр хүчтэй харагдахыг бүү харах ёстой гэдгийг харуулдүүр. Бид барилгын бүх үйл ажиллагааны үе дурт бүх материалын дулааны ба механик харилцан үйлчлэлийг тооцож үүрдүүр.

Түгээмэл асуулт

Түлшлэг хучилтүүдийн галт аюулгаас хамгаалахад ямар үүрэгтэй?
Түлшлэг хучилтүүд өндөр температурт үлдээж, галт үед гуурцаг бүтээдмийн бүтэн бүтэлдгийн хадгалалтад туслах дулааныг саардуур хазаайлуур үүсгэд.

Нано-хүчирдүүлсэн хучилтүүд хэдийн хэрэглэдэг хучилтүүдээс яаж ялгаатай?
Нано-хүчирдүүлсэн хучилтүүд нано-бөөмсүүдийг ашиглан илүү төвөнхөр, үр дүнтэй хамгаалах давхарга үүсгэд, хэдийн хэрэглэдэг хучилтүүдтэй харьцуулж галт төвөнхөрөөс илүү үр дүнтэй.

Шанхай Тауэрт шинэчилсэн хучилтүүдийн ашиглалтын үр дүн юу байла?
Нано-титанат хүчирдүүлсэн түлшлэг хучилтүүдийн ашиглалт галт төвөнхөрөөс илүү үр дүнтэй болж, чухал температурт хүртүүлэх хугацааг удаашруулж, галт симуляцид бүтээдмийн тогтвортой бүтэн бүтэлдгийн хадгалалтад туслах.

Серамик зүүлт хүчирдүүлсэн халзан хучилтүүд галт хамгаалахад яаж туслах?
Түүд дулааны хоцрогдолт үйлдэл үзүүлд, гуурцагийн температурыг урт хугацаанд доод түвшинд хадгалд, галт үед бүтээдмийн бүтэн бүтэлдгийн хадгалалтад чухал.

Галт аюулгүйн системд бодит цагт санал хүлээн авах механизмийг интеграци хийх давуу талууд юу вэ?
Температурын датчикуудыг идэвхтэй шүүршүүртнүүдтэй нь холбож оруулах нь галт үед бүтцүүдийн гэмтэлд хурдан хөхрүүлэх аргамжилт хийх замаар наад захын бүтцүүдийн гэмтлийг хүчтэй бууруулж чадна.