خوردگی، زیان ها و روش های کنترل آن

یکی از مهمترین عوامل تخریب تجهیزات صنعتی، پدیدهٔ خوردگی است که به عنوان یکی از زیانبارترین آفت های صنایع مطرح می گردد. این زیان ها به حدی اهمیت دارد که تحقیق در حوزه های مربوط به فناوری های کنترل خوردگی، بخش عظیمی از پژوهش ها و تحقیقات کشورهای پیشرفته را به خود اختصاص داده است. این مطالعات به تدوین استراتژی ها, قوانین، آیین­نامهها و روشهای مؤثری در زمینهٔ پیشگیری و رفع اثرات خوردگی منجر شده که تحت عنوان "مدیریت خوردگی" مورد مطالعه قرار می گیرند. در کشور ما نیز به دلیل جایگیری صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، در مناطق مستعد پدیدهٔ خوردگی, بررسی این پدیده و مدیریت آن، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشد:

ايمني جوشكاري

  مقدمه :
 قبل از مطالعه در مورد این شغل چه چیزهایی باید بدانیم ؟
در این مقاله وظایف و کارهای عمومی یک جوشکار به طور خلاصه شرح داده شده است . جوشکار ها در گستره وسیعی از محیط های کاری می توانند کار انجام دهند .

از آنجایی که هر محیط کاری مسائل منحصر به فرد خاص خود را دارد ، نمی توان همه خطراتی را که ممکن است یک جوشکار با آن مواجه شود ،‌ پیش بینی نمود . از اینرو ، این مقاله به کارها و وظایف اصلی که جوشکاران به طور عمومی انجام می دهند ، می پردازد .

به طور مشخص یک جوشکار چه کاری را انجام می دهد ؟
یک جوشکار از تجهیزات و وسایل خاصی برای اتصال یا «جوش» فلزات به یکدیگر استفاده می کند . همچنین مواد و قطعات فلزی را برش و شکل می دهد . انواع جوشکاری عبارتست از :
- جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود تنگستنی
- جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود مصرف شونده
- جوشکاری قوس الکتریکی با هسته از جنس مواد گداز آور
- جوشکاری با قوس پلاسما
- جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی
- جوشکاری مقاومتی
- جوشکاری زیر پودری
در بسیاری از حالات فلزات لحیم و پرداخت می شوند . وسایل برش با شعله و انواع مختلف ماشین آلات شکل دهی به فلزات (‌ مثل برش - صاف کردن و خم کردن ) نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرند .
جوشکاران بایستی بدانند که چگونه فلز را برای جوشکاری یا برش آماده کنند، کدام روش جوشکاری را به کار برند، چگونه از وسایل خود به طور ایمن استفاده کنند، چگونه از دستورالعمل کار پیروی کنند و چه روشی را برای کنترل کیفیت بکار بندند.
جوشکاران می توانند در محل هایی که سازه های فلزی، بویلر، ماشین آلات سنگین،
هواپیما و کشتی ساخته می شود کار کنند. همچنین این افراد در بسیاری از بخش های صنعتی نظیر خودروسازی - صنایع نفت و گاز - تولیدات صنعتی - جنگلبانی - معادن - ساختمان و غیره مشغول بکار شوند.
چه خطرات ایمنی و بهداشتی یک فرد جوشکار را تهدید می کند؟
اصولاً خطرات در یکی از شش گروه زیر طبقه بندی می شوند.

الف - بیولوژیکی

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش دوم این روش اولین باردرسال ۱۹۹۸ توسط شرکت ۳D معرفی شد. سیستم مربوطه دارای یک برنامه نرم افزاری به نام Slicer می باشد که لایه هایی به ضخامت ۱۲۷, ۰ تا ۰,۰۰۵ میلیمتررا تولید می کند. دستگاه SLA شامل یک حمام photo Polymer پلیمرحساس به نور شدید است که هنگام برخورد لیزرجامد می شود, سیستم های مکانیکی دراین دستگاه حرکت لیزردرصفحه y ,x و محور Z را برای ساخت لایه ها امکان پذیر می کند.در این فرآیند از طریق تابانیدن پرتو لیزری به سطح مقطع ترسیم شده قطعه در حال ساخت(سطح پلیمر مایع), آن لایه نازک از پلیمر مایع به حالت جامد درمی آید هرلایه توسط لیزرجامد می شود تا در نهایت قطعه مورد نظر ایجاد شود حسن این روش اینست که قطعات توخالی و دارای هندسه بسیار پیچیده را می توان با آن تولید کرد. یکی از معایب این دستگاه این است که مدل ایجاد شده ترد و شکننده است و تحمل نیروی زیاد را ندارد و اینکه قطعه نمونه ایجاد شده از مواد اصلی قطعه نهایی نمی باشد. قیمت دستگاه بسته به ابعاد مدل $۱۰۰-$۴۵۰است. از طرف دیگرمدل ایجاد شده به دلیل اینکه لایه به لایه ایجاد می شود سطوح صاف ایجاد نمی کند بلکه پله پله می شود که درمرحله بعد عملیات پرداخت کاری باید روی آ ن انجام گیرد. مدل ایجاد شده را می توان به عنوان مدل اصلی در قالب های پلاستیکی سیلیکونی بکاربرد تا قطعه ای با سطح صاف و جنس اصلی داشته باشیم.به عبارتی در این سیستم , با بکارگیری تابش پرتوی از لیزر برروی پلیمر مذاب اولین لایه مدل فیزیکی سه بعدی از جنس مواد پلیمری ساخته می شود . مدل های ساخته شده در مراحل بعد قابلیت چسب کاری, سنگ زنی, سوهان کاری, پولیش کاری و پوشش های رزینی را دارند به همین دلیل احساس واقعی از حجم و شکل هندسی قطعه به طراح می دهند.علاوه بر این مدل فوق را می توان در مجموعه مونتاﮋی مورد بررسی و آزمون و ارزیابی قرار داد.
یک دستگاه استریولیتوگرافی از داده های مدلCAD

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش اول

کوتاه نمودن زمان توسعه و تکوین یک محصول از طراحی تا تولید ، رمز موفقیت یک سازمان تولیدی در دنیای رقباتی کنونی به شمار می آید.برای دستیابی به این محصول امروزه فن آوریهای جدید که به روش های نمونه سازی و تولید سریع

& Manufacturing ) RP&M (Rapid Prototyping معروفند معرفی شده اند نمونه سازی یک قطعه یا یک محصول طراحی شده ، به طور سنتی از طریق مدل سازی فیزیکی در کارگاه مدل با ابزارهای دستی و سعی و خطای فراوان انجام می پذیرد این فرآند کاری مشکل و بسیار وقت گیر و پرهزیده است.با بکارگیری روش های نمونه سازی سریع می توان در زمان کوتاهی (حدود چند ساعت)یک مدل سه بعدی فیزیکی از قطعه ای هر چند پیچیده را با هزینه ای کم با دقت بالایی ساخت و از آن در بررسی و ارزیابی طراحی و یا محصول و یا مصارف دیگر استفاده نمود.برتری و توانمندی این فن آوری وقتی آشکار می شود که اولا پارامتر کوتاه بودن زمان نمونه سازی برای ما اهمیت و الویت داشته باشد و ثانیا قطعه دارای شکل هندسی پیچیده ای باشد امروزه در صنایعی که نیاز به قطعات پیچیده دارند همچون صنایع هوا و فضا،خودروسازی،قالب سازی،لوازم خانگی ،ساخت استخوان ها و اعضا مصنوعی بدن و مهندسی پزشکی از این تکنولوژی استفاده می شود.

اما تنها ساخت نمونه ای از محصول برای رقابت کافی نیست و

مهمترين اين خواص استحكام تسليم بالا (حداقل استحكام تسليم 90-100 ksi )، جوشپذيري و تافنس خوب در دماهاي پايين ميباشد. استفاده از اين فولادهاي پر استحكام باعث كاهش هزينه و افزايش راندمان ميگردد.

هرچند جوشپذيري اين فولادها خوب است اما براي ايجاد يك اتصال موفق بايد به برخي نكات مهم توجه داشت. از جمله مهمترين اين نكات عمليات پسگرم ميباشد. منظور از عمليات پسگرم در اين نوشتار، عمليات حرارتي پس از جوشكاري در دماي بالاتر از 370ºC و كمتر از دمايي است كه سازنده براي تمپر كردن اين فولاد استفاده نموده است.

بطور كلي اين فولادها

     پايش فشار باد تاير tire pressure monitoring  (tpm)

•         وظيفه اصلي اين سيستم اندازه گيري لحظه به لحظه فشار باد هر كدام از تايرها بطور مجزا و اخطار كم بادي تاير به راننده مي باشد

•         سيستم مونيتورينگ فشار تاير (tpms) سيستمي است كه فشار باد تايرهاي پنوماتيكي را اشكار مي سازد اين سيستم معمولا از نوع سيستم هاي مونيتورينگ فشار باد تاير كنترل از راه دور مي باشد

•         اولين خودروي مسابقه كه به سيستم پايش فشار باد تاير مجهز شد خودروي پورشه 959 بود كه در سال 1986 مجهز به اين سيستم شد

آنالیز خستگی

  مقدمه:

 گاهی اوقات در اثر اعمال بار تناوبی (مثلاً یک بار کشش فشار) بر روی سازه، با اینکه تنش ماکزیمم ایجاد شده بر روی سازه کمتر از تنش نهایی آن است ، اما پس از اعمال تعدادی سیکل ، بر روی سازه ترک هایی ایجاد شده که در نهایت منجر به شکست می شود. این پدیده را خستگی در اثر اعمال بار تناوبی می نامند.

  در مبحث خستگی با دیاگرام دامنه تنش بر حسب تعداد سیکل (دیاگرام S-N) آشنا   شده اید. مثلاً می دانید که در حالت High Cycle Fatigue ماده غالباً در ناحیه  الاستیک قرار دارد. اما در حالت Low Cycle Fatigue ماده وارد محدوده پلاستیک شده است.

 در نرم افزار ANSYS  برای انجام یک تحلیل خستگی تحت بار متناوب ابتدا باید تنش های ایجاد شده در سازه را تحت بارهای تناوبی تعیین کرد. بنابراین قبل از انجام هر آنالیز خستگی باید یک آنالیز استاتیکی که شامل حداقل دو بارگذاری (Load Step) میباشد را انجام دهید سپس با توجه به کانتورهای تنش (در هر بار اعمال شده) ، گره های بحرانی را ، تشخیص داده و سپس به محاسبه خستگی بر روی این گره های بحرانی بپردازید. برای انجام تحلیل خستگی پس از انجام تحلیل استاتیکی با مفاهیم زیر باید آشنا بود.

پيشگرمي كنترل شرايط لايه اول جوش را مي تواند بخوبي انجام دهد ، در عين حال براي جوشكاري لايه هاي بعدي دماي اتصال و نواحي مجاور جوش اهميت زيادي دارد . بنابراين حد مجاز دماي ميان جوش بايد بررسي و مشخص شود .

معمولا اين حداقل با حداقل پيشگرمي برابر است مگر اينكه با جوشكاري لايه اول تغييراتي در شرايط ايجاد شده باشد . بعنوان مثال ، اتصال فولادهاي آلياژ فقط 200f پيشگرم مي شود چون لايه اول جوش به روش ( gas tungsten arc welding )  GTAW انجام مي گيرد و لايه هاي ديگر با استفاده از الكترود پوشش دار E 7010 كامل مي شود . با در نظر گرفتن اينكه ميزان مهار كردن اتصال در ضمن جوشكاري لايه هاي بعدي به حداكثر مي رسد و از طرفي جوشكاري با الكترود كم هيدروژن انجام نمي شود . دماي ميان جوشي در حدود 300 – 600 F  مناسب خواهد بود . البته بررسي هاي نوع فولاد آلياژ ، قابليت جوش پذيري و طراحي اتصال ممكن است حداقل دماي ميان جوش را تغيير بدهد .


دماي ميان جوش علاوه بر تأثير بر روي آمادگي ايجاد ترك در فولادهاي سخت شونده ، بر تنش هاي باقيمانده و انقباض نيز تأثير مي گذارد . همچنين اندازه دانه بندي ها را متأثر مي سازد . اين تأثير در اجسامي كه از فولاد كربني ساخته مي شوند اهميت زيادي دارد.

الف – لايه اول تا دماي محيط سرد شده و سپس لايه دوم نشانده شده است . فقط قسمت كمي از دانه بندي هاي لايه اول در اثر حرارت لايه دوم ريزتر مي شود .

ب – لايه دوم در دماي 1000F بود كه لايه دوم بر روي آن نشانده شده ، قسمت بزرگي از لايه اول در اثر گرماي لايه دوم متأثر شده و دانه بندي آن ريزتر مي شود .

ج – پس از آنكه لايه باريك اول به دماي زير حد بحراني رسيد ، لايه سنگين دوم آنرا مجددا تا بالاي حد بحراني رسانده و تمام لايه اول را متأثر ساخته و دانه بندي ها را ريزتر مي كند .

د –

ابتدا با اشاره به وابستگي تنش ها به سطح بيان مي دارد كه هرگونه سطح يا مرز زمينه مناسبي براي ايجاد و تمركز تنش روي آن است. [ بر اين اساس از ديدگاه اصل بقاي اندازه حركت خطي و دوراني مي توان نوشت: اين رابطه بيانگر آن است كه مي توان انتگرال هر كميتي را از حالت حجمي به سطح و در نهايت روي مرز تبديل كرد.

اين موضوع اهميت مرز خارجي هر پديده مادي را به خوبي نشان مي دهد و در حقيقت در عالم مادي, شخصيت هندسي هر جسم در نحوه و شكل اشغال فضا خلاصه مي شود و نكته مهمتر آنكه لازمه ايجاد هرگونه تنش در ماده, وجود سطح و مرز(Boundry) ميباشد.

از آنجاييكه تنش ها در نهايت باعث متلاشي شدن شخصيت هندسي جسم مي گردد اين ﺴﺆال مطرح ميگردد كه سمت و سوي اين تلاشي به كدام جهت است و از ديدگاه فلسفي مقصد نهايي اين تنشها و تمايل آنها به كدام سو است؟]

از ديدگاه دكتر مسعود دهقاني در كتاب ـ جهان در انبساط ـ اگر ذرات مادي به سمت درجات آزادي بالاتر ميل كنند و از تراكم حجمي آنها كاسته گردد سطح و مرز گسترش يافته و براي يك مقدار نيروي مشخص تنش ها كاهش مي يابند. و در نهايت زماني كه مرز يا سطح به سوي بي نهايت ميل مي كند تنش ها نيز به صفر خواهند رسيد. در اينصورت هم مطابق تعريف تنش و هم بر اساس روابط ديورژنس و استوكس, تنش ها به سمت صفر رفته و حصول اين امر به معناي انبساط جهان مادي است.

در رابطه مذكور مقدار انتگرال روي مرز يا سطح وابسته بردار n مي باشد. در صورت ميل كردن سطح يا مرز يك مقدار مشخص جرم m به سمت بينهايت در اين صورت سطح يا مرز محو شده و بعبارتي بردار n جاي تعريف ندارد . از اين رو مقدار تنش ها وابسته به سطح و باندري جسم هستند و به عبارتي تنش هاي حجمي (Body force) نيز وابسته به حجم و قابل تبديل روي مرز نهايي جسم مي باشد.

1.1 نقش تكيه گاهها و درجات آزادي در ايجاد تنش

تاریخچه جوشکاری

آثار باقیمانده از گذشته های بسیار دور نشانگر این واقعیت است که انسان های اولیه با استفاده از اصول فیزیکـی که امـروزه اساس جوشکـاری مدرن را تشکیـل می دهد قطعـات فلزی را بـه یکدیگر متصل می کردند. تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشان می دهد که برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر ، لبه های گداخته شده این قطعات را روی یکدیگر قرار داده و با ضربات چکش بهم متصل می کردند.

مهمترین اصول فیزیکی که سنگ زیربنای متدهای معمولی جوشکاری در قرن حاضر را تشکیل می دهد در اواخر قرن نوزدهم کشف و ابداع شده و....