Các kỹ sư Hargrove cải thiện triệt để năng suất nhà máy công nghiệp như thế nào?

  • 2021-03-16 ---

    • Hargrove Engineers + Constructors là một tổ chức duy nhất mà họ giải quyết nhiều vấn đề và lĩnh vực kỹ thuật. Họ làm việc với rất nhiều khách hàng gồm vô số các ngành công nghiệp.

    Hargrove sử dụng các công cụ của Ansys cho các vấn đề kỹ thuật tiên tiến mà không thể nắm bắt chính xác bằng các phương pháp gần đúng hoặc thực nghiệm. Ví dụ, giới hạn mất ổn định tới hạn của dầm có thể dễ dàng tính toán được, nhưng giới hạn mất ổn định của dầm đã bị biến dạng hoặc dầm không có mặt cắt vuông thì sao? Đó chỉ là một ví dụ đơn giản nơi mà các công cụ mô phỏng được yêu cầu.

    Keith Hays, giám đốc tại Hargrove Engineers + Constructors cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là giải quyết tất cả các vấn đề kỹ thuật và kinh doanh của khách hàng liên quan đến các nhà máy công nghiệp của họ”. “Với các khách hàng trong các ngành công nghiệp đa dạng từ hàng không vũ trụ, sản xuất đến dược phẩm, các giải pháp mô phỏng của Ansys giúp chúng tôi giải quyết một số vấn đề phức tạp và chuyên môn gặp phải trong công việc được hiệu quả hơn.”

    Các kỹ sư của Hargrove dựa vào các sản phẩm chủ lực của Ansys, bao gồm Ansys Mechanical và Ansys Fluent, để giải quyết các vấn đề kỹ thuật đầy thách thức trong nhà máy công nghiệp. Và bằng cách tận dụng khả năng tính toán hiệu suất cao (HPC) của Ansys Cloud, họ đang chạy mô phỏng nhanh hơn bao giờ hết, giảm đáng kể thời gian phát triển và chi phí cho khách hàng của họ. 

    “Cho dù đó là một vấn đề về rung động phức tạp, một bể chứa bị ăn mòn cần được đánh giá lại hoặc đánh giá vụ nổ một kết cấu, Ansys cung cấp cho chúng tôi bộ công cụ để tạo ra các mô hình tính toán và bản sao kỹ thuật số của các hệ thống bị ảnh hưởng, cho phép chúng tôi đánh giá các tình huống khác nhau và nhanh chóng xác định lựa chọn tốt nhất để giải quyết các vấn đề của khách hàng” Hays nói.

    Nâng cao năng suất của nhà máy với ANSYS Mechanical

    Để hỗ trợ các dự án liên quan đến hóa chất, hóa dầu và lọc dầu, Hargrove dựa vào Mechanical Enterprise để giải quyết các vấn đề liên quan đến đường ống, bình áp lực, thiết bị quay và kết cấu.

    Hargrove thường xuyên làm việc với các khách hàng đang chỉnh sửa hoặc tân trang thiết bị. Việc sửa chữa lại các bình áp lực thay vì thay thế chúng là một cách tiết kiệm thời gian lớn vì các công ty thường cần thời gian hàng tháng trời để đặt hàng và lắp đặt một bình mới. Benjamin Turner, kỹ sư cơ khí tại Hargrove cho biết: “Với Ansys Mechanical, chúng tôi có thể thực hiện các toàn bộ các phân tích về đàn hồi - dẻo (elastic-plastic) và đưa bình áp lực trở lại hoạt động chỉ trong vài tuần với sự tin cậy hoàn toàn.”

    Ansys Mechanical còn hoạt động như thế nào nữa? Khi khách hàng mua bình chịu áp lực, bình được đánh giá theo các điều kiện thiết kế cụ thể. Ví dụ: Bình ước tính sẽ chịu 400 pound/inch vuông ở 300 độ F. Nếu khách hàng cần sử dụng nó ở mức 500 pound/inch vuông ở nhiệt độ cao hơn, họ cần phải đánh giá lại nó, điều này yêu cầu các kỹ sư của Hargrove thực hiện phân tích phần tử hữu hạn trên mô hình tính toán của bình thay vì thực hiện các thử nghiệm tại hiện trường để xem liệu có khả thi hay không.

    Gần đây, các kỹ sư của Hargrove được giao nhiệm vụ giúp một nhà máy xử lý hóa chất cải tiến một bình áp lực đang hoạt động. Bình lớn này là một bình ngưng tụ yêu cầu định mức chân không hoàn toàn trong quá trình vận hành. Trong quá trình kiểm tra, một khu vực lớn của vỏ bị ăn mòn đã đẩy mức chân không cho phép xuống dưới mức yêu cầu của mã. Điều này cho thấy một nguy cơ đáng kể về sự mất ổn định cục bộ và phá hủy của lớp vỏ vì chân không cực lớn được tạo ra bên trong bình.

    Turner cho biết: “Độ lớn của kết cấu hợp kim cao này - đường kính gần 12 feet, cao 20 feet và chứa 4000 ống trao đổi nhiệt - sẽ quá khó và tốn kém để phân tích nếu không có mô phỏng”.

    Bằng việc sử dụng Mechanical Enterprise để thực hiện phân tích mất ổn định phi tuyến ban đầu đầy đủ (fully non-linear initially-perturbed buckling analysis), các kỹ sư của Hargrove đã phát triển và định vị các vòng vá trên bề mặt của bình để đưa bình ngưng trở lại định mức chân không hoàn toàn mà không cần di chuyển bình hoặc thực hiện các sửa chữa phức tạp. Điều này cuối cùng đã tiết kiệm cho khách hàng thời gian hàng tuần để phát triển và hàng trăm nghìn đô la phí thay thế.

    Tiết kiệm thời gian và chi phí phát triển với phần mềm Ansys Fluent

    Ngoài Ansys Mechanical, Hargrove cũng dựa vào Fluent để giải quyết các dòng đa pha, dòng cháy/phản ứng và tương tác kết cấu – chất lưu cho khách hàng của mình.

    Gần đây, với sự hỗ trợ của một nhà sản xuất polymer hàng đầu, các kỹ sư của Hargrove đã kiểm tra một khớp co giãn của bể chứa đang bị hỏng và đã trải qua nhiều lần đứt gãy, mỗi lần đứt gãy khiến polymer bị rò rỉ và phun ra thiết bị gần đó.

    Bằng cách sử dụng Fluent, các kỹ sư đã tạo ra một phân tích lưới chuyển động, cho phép họ hình dung độ mở của van bi. Khi chất lỏng chảy ra, Fluent đã giúp họ định lượng độ lớn của các xung áp suất chuyển tiếp. Việc xem ứng xử của hình ảnh động tính toán này cho phép khách hàng hiểu rằng áp suất chuyển tiếp gấp ba đến bốn lần định mức của khớp khớp co giãn, chứng tỏ sự cần thiết phải có một khớp co giãn mới, được đánh giá cao hơn. Turner cho biết: “Bằng cách thay thế khớp nối, khách hàng của chúng tôi đã tránh được các vết nứt sau đó, điều này sẽ khiến họ tiết kiệm được hàng trăm nghìn đô la tiền sửa chữa và mất mát sản lượng”.

    Khai thác sức mạnh của Ansys Cloud để mô phỏng hệ thống và bản sao kỹ thuật số

    Ansys Cloud và Ansys Twin Builder cho phép các kỹ sư của Hargrove mở rộng quy mô công nghệ Ansys theo ý muốn và giảm thiểu các khoản đầu tư vốn lớn vào phần cứng và phần mềm. Khả năng sắp xếp các siêu máy tính đa lõi khổng lồ theo yêu cầu là điều cực kỳ hấp dẫn đối với các kỹ sư của Hargrove. Có được sức mạnh tính toán có thể mở rộng trong tầm tay giúp cho họ tạo ra các mô hình được giảm bậc (s) của các sản phẩm phức tạp.

    Các này sau đó được tiếp tục sử dụng bằng việc được đưa vào Ansys Twin Builder để tạo ra các mô phỏng hệ thống cho phép giảm hiện tượng liên kết với nhau trong một quá trình tính toán tương tự như việc điều chỉnh đường cong.

    Ví dụ, các kỹ sư của Hargrove đã tạo ra một hệ thống vỏ bọc bình chứa kiểu nửa ống (half-pipe jacketed vessel) để mô hình hóa các đặc tính của chất lỏng ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ mỏi của các lò phản ứng hóa học. Khi kim loại của bình giãn nở và co lại, ứng suất được tạo ra để đáp ứng với sự khác biệt về độ giãn nở nhiệt. Sau đủ các chu kỳ nhiệt này, bình tạo thành một vết nứt trên vỏ và bị rò rỉ.

    Số lượng chu kỳ phụ thuộc vào nhiều biến số khác nhau. Đánh giá từng cái được sử dụng để yêu cầu nhiều mô hình riêng lẻ. Với Twin Builder và Ansys Cloud, Turner cho biết giờ đây họ có khả năng tính toán cần thiết để hiểu các hành vi nổi cộm như vấn đề vỏ bình. Trong tương lai, Hargrove có kế hoạch kết nối các mô phỏng với các đối tượng tại hiện trường thông qua nền tảng vạn vật kết nối qua internet công nghiệp (IIoT), tạo ra một cặp bản sao kỹ thuật số.

    Ansys Mechanical đã giúp tạo ra một bề mặt phản ứng của ứng suất nhiệt sinh ra từ việc làm nóng chất lỏng một lò phản ứng hóa học khuấy trộn được trang bị vỏ bọc bình chứa kiểu nửa ống.

    Turner nói: “Khi tôi còn là một đứa trẻ, tôi chưa bao giờ nghĩ rằng khả năng như thế này sẽ có thể thực hiện được trong cuộc đời mình. “Với Ansys Cloud, khả năng mở rộng quy mô máy móc ngay lập tức là chưa từng thấy. Nó giúp loại bỏ sự cần thiết phải cài đặt bất kỳ phần mềm nào và mang lại sự tiện lợi thuần túy. Tôi có thể sử dụng điện thoại thông minh để kiểm tra trạng thái mô phỏng của mình.”

     

    Bài viết liên quan:

     

     

    - Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech .,Jsc" hoặc "Theo www.advantech.vn" nếu bạn muốn phổ biến thông tin này