Installations de soudure électrique (coupe, rechargement) par fusion

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Section 7. Équipement électrique des installations spéciales

Installations électriques. Installations de soudure électrique (coupe, rechargement) par fusion

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Règles d'installation des installations électriques (PUE)

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7.6.45. Les passages entre les sources de courant de soudage monopostes - convertisseurs (statiques et motogénérateurs) des installations de soudage par fusion (découpage, surfaçage) - doivent avoir une largeur d'au moins 0,8 m, entre celles multipostes - au moins 1,5 m, la distance provenant de sources de courant de soudage monopostes et multipostes doit être à au moins 0,5 m du mur.

Les passages entre les groupes de transformateurs de soudage doivent avoir une largeur d'au moins 1 m. La distance entre les transformateurs de soudage situés les uns à côté des autres dans un même groupe doit être d'au moins 0,1 m.

Le régulateur de courant de soudage (s'il est réalisé dans une coque séparée) doit être installé à côté du transformateur de soudage ou au-dessus de celui-ci. L'installation d'un transformateur de soudage au-dessus du régulateur de courant n'est pas autorisée.

7.6.46. Les passages de chaque côté du rack pour effectuer des travaux de soudure manuels sur de grandes pièces ou structures doivent avoir une largeur d'au moins 1 m. Les tables pour les petits travaux de soudure peuvent être adjacentes d'un côté directement à la paroi de la cabine ; des autres côtés, il doit y avoir des passages d'au moins 1 m de large. De plus, dans l'atelier de soudage (sur chantier) doivent être prévus des passages dont la largeur est fixée en fonction du nombre de travailleurs, mais pas inférieure à 1 m.

7.6.47. Les passages de chaque côté de l'installation automatique de soudage à l'arc submergé de gros produits, ainsi que des installations de soudage à l'arc sous protection gazeuse, au plasma, par faisceau d'électrons et au laser, doivent avoir une largeur d'au moins 1,5 m.

7.6.48. Pour fournir du courant depuis la source de courant de soudage au porte-électrode d'une installation de soudage à l'arc manuel (découpage, surfaçage) ou à la torche à arc plasma à action directe d'une installation de coupage au plasma (soudage), un fil flexible avec une isolation en caoutchouc et un caoutchouc une gaine doit être utilisée. L'utilisation de fils avec une isolation ou une gaine en matériaux ignifuges n'est pas autorisée.

7.6.49. Câblage électrique des installations et dispositifs destinés au soudage à l'arc de structures critiques : sections de navires, structures porteuses de bâtiments, ponts, avions, matériel roulant de chemins de fer et autres véhicules, navires, chaudières et canalisations pour des pressions supérieures à 5 MPa, canalisations pour les substances toxiques, etc., doivent être réalisés avec des fils avec des conducteurs en cuivre.

7.6.50. Fils flexibles et rigides, ainsi que, si possible, bus en acier ou en aluminium de tout profil de section suffisante, plaques de soudage, crémaillères et structure soudée (voir également 7.6.48 et 7.6.51).

Dans les installations de soudage électrique équipées de transformateurs de soudage portables et mobiles, le fil de retour doit être isolé de la même manière que le fil direct connecté au porte-électrode.

Les éléments utilisés comme fil de retour doivent être solidement connectés par soudage ou à l'aide de boulons, de pinces ou de pinces.

7.6.51. Dans les installations de soudage automatique à l'arc, si nécessaire (par exemple, lors du soudage de joints circulaires), il est possible de connecter le fil de retour au produit à souder à l'aide d'un contact glissant de conception appropriée.

7.6.52. L'utilisation de structures métalliques de bâtiments, de pipelines et d'équipements de traitement, ainsi que de conducteurs de réseau de mise à la terre, n'est pas autorisée comme fil de retour.

7.6.53. Les porte-électrodes pour le soudage manuel à l'arc et le coupage avec des électrodes métalliques et de carbone doivent répondre aux exigences des normes en vigueur.

7.6.54. La tension en circuit ouvert de la source de courant de soudage des installations de soudage à l'arc à la tension nominale du réseau électrique d'alimentation ne doit pas dépasser 100 V pour les sources de courant continu (valeur moyenne) et pour les sources de courant alternatif (valeur efficace) :

80 V - pour les installations automatiques de soudage à l'arc avec un courant de soudage nominal de 630 A ;
120 V - pour les installations automatiques de soudage à l'arc avec un courant de soudage nominal de 1600 A ;
140 V - pour les installations automatiques de soudage à l'arc avec un courant de soudage nominal de 2000 A.

Dans le circuit de courant de soudage, des pics de tension à court terme sont autorisés lors de la rupture de l'arc, ne durant pas plus de 0,5 s.

7.6.55. Pour exciter l'arc dans les installations de soudage à l'arc (coupage) sans fermer au préalable le circuit de soudage entre l'électrode et la pièce et pour augmenter la stabilité de l'arc, l'utilisation de convertisseurs haute fréquence (oscillateurs) est autorisée.

Pour augmenter la stabilité de l'arc à courant alternatif, il est permis d'utiliser des générateurs d'impulsions dans les installations de soudage à l'arc (coupage), qui augmentent fortement la tension entre l'électrode et le produit soudé au moment de la réexcitation de l'arc. Le générateur d'impulsions ne doit pas augmenter la tension en circuit ouvert du transformateur de soudage de plus de 1 V (valeur efficace).

7.6.56. La tension nominale des moteurs électriques et des appareils électriques situés sur les parties portables des machines à souder électriques et des machines semi-automatiques ne doit pas dépasser 50 V AC ou 110 V DC. Les moteurs électriques et les appareils électriques à courant alternatif doivent être connectés au secteur via un transformateur abaisseur avec un enroulement secondaire mis à la terre ou via un transformateur d'isolement faisant partie du dispositif de soudage. Les boîtiers des moteurs électriques et des appareils électriques ne doivent pas être mis à la terre. Les moteurs électriques et les appareils électriques situés sur des parties de machines à souder électriques fixes et mobiles montées sur des installations fixes peuvent être alimentés à partir d'un réseau 220 et 380 V AC ou d'un réseau 220 et 440 V DC avec mise à la terre obligatoire de leurs boîtiers, qui doivent être électriquement isolé des pièces connectées galvaniquement au circuit de soudage.

7.6.57. La tension en circuit ouvert des sources de courant de soudage des installations de traitement au plasma à la tension nominale du réseau ne doit pas être supérieure à :

500 V - pour les installations automatiques de découpe, de pulvérisation et de traitement plasma-mécanique ;
300 V - pour les installations de coupe ou de pulvérisation semi-automatiques ;
180 V - pour les installations manuelles de découpe, de soudage ou de surfaçage.

7.6.58. Les installations de coupage plasma automatique doivent être dotées d'un verrouillage empêchant le pontage des contacts de fermeture dans le circuit d'alimentation de la bobine du dispositif de commutation sans arc électrique.

7.6.59. Le processus de découpe plasma mécanisé doit être contrôlé à distance. La tension à vide de la tête d'arc avant l'apparition de l'arc « de veille » doit être fournie en allumant l'appareil de commutation en appuyant sur le bouton « Start », qui ne dispose pas de dispositif autobloquant. Le bouton "Démarrer" doit être verrouillé automatiquement une fois l'arc "pilote" excité.

7.6.60. Les alimentations en courant de soudage pour les canons à électrons des installations de soudage par faisceau d'électrons doivent avoir un éclateur installé entre la sortie du pôle positif du redresseur et son corps mis à la terre. De plus, pour éviter les ruptures de l'isolation des circuits basse tension de l'installation et de l'isolation du réseau électrique d'alimentation auquel l'installation est connectée, provoquées par des charges induites dans les enroulements primaires des transformateurs élévateurs, des condensateurs ou autres protections. Les mesures doivent être connectées entre les bornes de l'enroulement primaire et la terre.

7.6.61. Les installations de soudage par faisceau d'électrons doivent être protégées contre les rayons X durs et mous, garantissant leur totale sécurité radiologique, dans laquelle le niveau de rayonnement sur le lieu de travail ne doit pas être supérieur à celui autorisé par la réglementation en vigueur pour les personnes ne travaillant pas avec des sources de rayonnements ionisants.

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Batterie sodium-ion 12.03.2015

Des chimistes ont fabriqué une batterie sodium-ion qui fonctionne aussi bien que la batterie lithium-ion à laquelle nous sommes habitués.

Il y a quelques années, il a été suggéré qu'il était temps pour l'humanité de penser à une pénurie imminente, mais pas à celle du pétrole et du gaz, dont nous avons généralement peur, mais à la pénurie d'un métal alcalin - le lithium. Dans notre vie, il y a de plus en plus d'appareils électroniques et de toutes sortes de gadgets. Et tous, du téléphone portable à la voiture électrique, utilisent de l'énergie électrique stockée dans des batteries. La plupart sont des batteries lithium-ion. Aujourd'hui, c'est le type de piles rechargeables le plus courant. Et même s'il est peu probable que nous assistions à des guerres autour des gisements de lithium dans un proche avenir, son coût pourrait augmenter. Et cela signifie qu'il est temps de penser à des batteries moins chères qui utiliseraient d'autres cellules. Les développeurs parient sur le parent le plus proche du lithium dans le système périodique - le sodium, en tant que métal beaucoup plus courant et peu coûteux.

Pourquoi ne pouvez-vous pas simplement remplacer le lithium d'une batterie par du sodium ? Tout est question de taille atomique. Bien que le lithium et le sodium soient très similaires dans leurs propriétés chimiques, l'atome de sodium est nettement plus grand que l'atome de lithium. Et il s'avère critique pour le fonctionnement de la batterie. Une batterie au lithium comporte deux électrodes, l'une en carbone ou en graphite et l'autre en oxyde métallique tel que le cobalt. Les ions lithium servent de porteur de charge entre les électrodes, c'est pourquoi on les appelle en fait des batteries lithium-ion. Lors de la recharge, les ions lithium sont libérés de l'électrode en oxyde métallique et se déplacent vers la seconde électrode, qui est en carbone.

La taille des atomes de lithium est telle qu'ils peuvent facilement s'intégrer dans la structure de l'électrode. Ce processus s'appelle l'intercalation, au cours de laquelle les ions métalliques "se pressent" entre les couches atomiques de graphite. Pendant la décharge, le processus inverse se produit - les ions lithium quittent l'électrode en graphite et retournent à la deuxième électrode.

Le point clé de ce processus électrochimique est simplement l'incorporation d'ions dans l'électrode. Plus il passe vite et facilement, plus la puissance instantanée peut être importante. Si le processus est lent, la batterie ne pourra pas fournir le courant nécessaire au fonctionnement de l'appareil. C'est précisément la difficulté de développer une batterie sodium-ion. Une électrode en carbone n'est pas adaptée car les ions sodium, du fait de leur taille, sont extrêmement réticents à s'intégrer dans la structure du graphite.

C'est pourquoi les électrochimistes recherchent des matériaux d'électrodes adaptés à l'électronique conventionnelle. Après tout, il est possible de fabriquer une batterie aux ions sodium, et cela fonctionnera, le tout est qu'elle ne sera pas aussi petite, volumineuse et puissante que le lithium. Mais ce sont la puissance et la taille qui sont les paramètres les plus importants pour les appareils mobiles.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Yong Lei de l'Université technique d'Ilmenau en Allemagne a mis au point un matériau pouvant être utilisé pour fabriquer une électrode dans une batterie sodium-ion, de sorte qu'il ne sera pas inférieur au lithium en termes de puissance et capacité.

Tout d'abord, les chimistes ont analysé les propriétés que le matériau d'électrode devrait avoir afin d'assurer l'introduction efficace des ions sodium. Le choix s'est porté sur les composés aromatiques conjugués de la classe des trans-stilbènes. Ils ont la capacité de transférer la charge, sont stables lors de la charge et de la décharge de la batterie et forment des couches intermoléculaires entre lesquelles le sodium peut facilement s'introduire.

Les chimistes ont testé le fonctionnement d'une électrode constituée d'un tel matériau et il s'est avéré qu'à une densité de courant moyenne de 1 A / g, la capacité serait de 160 mAh / g, ce qui n'est en aucun cas inférieur aux batteries lithium-ion. La batterie s'est également bien comportée lors du test d'endurance, conservant une capacité de 70 % après 400 cycles de charge-décharge. Et bien que la mise en œuvre commerciale du projet soit encore loin, les résultats obtenus indiquent que les batteries sodium-ion ont droit à la vie et peuvent, en principe, remplacer les batteries Li-ion déjà familières.

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