
عنوان مقاله :بررسی خوردگی تسریع شونده در بتن های حاوی سنگدانه های گرانیتی
محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران تبریز
تعداد صفحات:8
نوع فایل : pdf
بررسی خوردگی تسریع شونده در بتن های حاوی سنگدانه های گرانیتی
عنوان مقاله :بررسی خوردگی تسریع شونده در بتن های حاوی سنگدانه های گرانیتی
محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران تبریز
تعداد صفحات:8
نوع فایل : pdf
تعداد صفحات : 13 صفحه -
قالب بندی : word
خوردگی همیشه قسمتی اجتناب ناپذیر در تصفیه نفت و عملیات پتروشیمی بوده است. هر چند قسمت عمده ای از این مشکلات به عوامل دیگری نسبت داده می شوند که یک تعداد بیشماری از آنها به جنبه های مختلف خوردگی بستگی دارد. در واقع مشکلات خوردگی هزینه های عملیاتی و نگهداری نفت را بالا می برد. وقفه های برنامه ریزی شده به منظور تعمیر خرابی های خوردگی موجود در لوله کشی و تجهیزات می تواند هزنیه های بالایی را به همراه داشته باشد. و هر عملی که بتواند ایمنی روند کار را بالا ببرد بسیار مفید واقع خواهد شد. نسبت بالای مشکلات خوردگی به این وقفه ها بستگی دارد. هنگامیکه دستگاهها به منظور نظارت و تعمیر در فضای آزاد باز میشود به سطح فلزی آن در هوا و رطوبت دچار خوردگی میشود. این مسئله باعث وجود حفره و شکستگی در سطح آن میشود مگر اینکه از بروز چنین مسائلی جلوگیری کنیم. هنگامیکه قطعات دستگاه در طی این وقفه ها شکسته می شوند، سطح آن با فرورفتگی آب دچار خوردگی می شود.
در بیشتر مواقع، تصفیه نفت و عملیات پتروشیمی با سوختن جریانات هیدروکربن، گازهای قابل اشتعال و بسیار سمی، اسیدهای بسیار قوی که اغلب در فشار و دمای بالا هستند؛ همراه می باشد. با وجود فلزات و آلیاژهای بسیار زیاد، تنها تعداد بسیار کمی از آنها می توانند در ساختمان دستگاه و لوله کشی آن بکار روند. این فلزات شامل فولادهای کربنی، چدنهای ریخته گری - فولادهای کم آلیاژ- فولادهای زنگ نزن،آلومینیوم، مس، نیکل، تیتانیوم و آلیاژهایشان می باشد. این مواد باید در روند آماده سازی تصفیه و عملیات پتروشیمی مورد بررسی و انتخاب و استعمال قرار بگیرند. بعلاوه، اطلاعات خاص در خصوص خواص مکانیکی، ترکهای خوردگی، کنترل خوردگی فراهم خواهد شد.
«انتخاب مواد»
انتخاب مواد در این ساختار نقش مهمی را در زمینه های اقتصادی و اعتبار و تضمین بخش های تصفیه و عملیات پتروشیمی ایفا می کند. به همین دلیل، انتخاب مواد باید بسیار دقیق صورت گیرد. یک ماده باید چندین مورد اخطاری را قبل از مردود شدن در انتخاب فراهم آورد. از بکار بردن موادی که خود به خود شکسته شوند یا موادی که تحت خوردگی SCC قرار میگیرند می بایست اجتناب شود. همچنین موادی که دچارخوردگی یکپارچه می شوند با موادی که دچار خوردگی حفرهای می شوند. تأثیر محیط در خواص مکانیکی یک ماده می تواند مهم واقع شود. شرایط موجود میتواند یک فلز مفتول شدنی را به یک فلز شکننده که در اثر گرما از بین میرود تبدیل کند.
یک ماده نباید تنها برای شرایط عادی مناسب باشد. بلکه باید در شرایط ناپایدار و در مواجهه با شروع کار، قطع کار و شرایط اضطراری مفید واقع شود. اغلب در مواجهه با چنین شرایطی است که زوال و خرابی روبرو میشویم.
از نگرانی های موجود، رویارویی و چگونگی عملکرد دستگاهها در مقابل احتراق می باشد. مواجهه غیرقابل انتظار در مقابل دماهای بسیار بالا می تواند باعث وجود ویژگی های مکانیکی شود که می تواند مسائل زیانبخش را به همراه داشته باشد. هرچند تمام موارد احتیاطی و ایمنی می تواند احتراق را به حداقل برساند، مهندسین مسئول انتخاب موادی می باشند که بتوانند در مواجهه با احتراق به درستی عمل نمایند. این مورد کاربرد فلزاتی را که نقطه ذوب پایینی دارند یا ممکن است بر اثر احتراق از بین بروند را محدود میکند. در خصوص لوله کشی و مجهزسازی پالایشگاهها مجبور به استفاده از جریانات هیدروکربن می باشیم، از سوی دیگر نیاز به مقاومت در برابر احتراق در آب سرد و سیستم هوایی در آنجا درنظر گرفته نشده است، هرچند عملیات پتروشیمی ممکن است شامل برخی از مراحل باشند که اصلاً خطرات و اشتعال زا نمیباشد ولی باید تمام تجهیزات در مقابل احتراق مقاوم باشند. فقدان قوانین مقاومت در برابر احتراق استفاده از ترکیبات پلاستیکی را رد می کند با این حال که این مواد در مقابل خوردگی بسیار مقاوم می باشند.
با جایگزین شدن حسگرهای مقاومت مغناطیسی بجای حسگرهای القایی و افزایش دقت و درجه تفکیک، آزمایشات غیرمخرب امروزه وارد مرحله جدیدی از حیات خود شده است.
مطالعات و تحقیقات انجام شده روی مقاومت های مغناطیسی نشان می دهد که نسبت سیگنال به نویز در مقاومت های مغناطیسی به مرتب بهتر از حسگرهای القایی است و ردیابی و ترک یابی در عمق بیشتر سازه های فلزی امکانپذیر گردیده است. طراحی وساخت یک نوع حسگر برای ردیابی ترک و خوردگی در عمق فلزات بخصوص فلزات نگیر نیز صحت مطالب فوق را نشان میدهد.
مقاومت مغناطیسی خاصیتی از بعضی مواد است که هنگامی که در معرض یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند مقاومت آنها تغییر می کند. شکل (1) نوار باریکی از ماده ای مغناطیسی بنام پرمالدی با 19% آهن و 81% نیکل را نشان میدهد. اگر نوار باریکی در معرض در معرض میدان خارجی قرار نگیرد، پرمالدی دارای یک بردار مغناطیسی داخلی خواهد بودکه راستای آن همان راستای جریان عبوری از نوار مطابق شکل از چپ به راست خواهد بود. هنگامی که نوار تحت تاثیر شدت میدان مغناطیسی H واقع شود که با سطح نوار موازی ولی عمود بر جریان باشد بردار مغناطیسی داخلی پرمالدی حول زاویه α خواهد چرخید. در نتیجه مقاومت مغناطیسی پرمالدی بصورت تابعی از زاویه چرخش α تغییری خواهد کرد که با فرمول (1) محاسبه میشود:
(1) α cos + Δ R R=R
مقادیر R و Δ Rکمیت هایی هستند که به جنس ماده بستگی دارد.
کشف پدیده فوق منجر به توسعه و ساخت حسگرهای مغناطیسی حالت جامد شده است که میتواند جایگزین مناسبی برای حسگرهای القایی در بسیاری از کاربرد ها باشد.
خاطر نشان میشود که تمامی هادیها به نوعی پدیده فوق را از خود بروز میدهند. معذالک دامنه تغییرات R بقدری کم است که استفاده از آنها در ساخت حسگرها ممکن نیست. پیشرفتهای اخیر در ساخت نوارهای بسیار نازک به محققان اجازه ساخت حسگرهایی را داده است که دارای ویژگی چند لایه ای هستند و به مقاومتهای مغناطیسی غول پیکر معروف هستند.
ارزیابی از کیفیت یک ماده با خاصیت مقاومت مغناطیسی طبق رابطه (2) تعیین میشود.
(2) / R- R MR=R %
که در آن MR نسبت مغناطیس شوندگی می باشد و نشان میدهد که حداکثر سیگنالی را که حسگر قادر به تشخیص است چقدر است. این نسبت برای حسگرهای معمولی مقاومت مغناطیسی 1 تا 2 درصد و برای مقاومتهای مغناطیسی غول پیکر 20 تا 50 درصد است.
هنگامی که حسگر در معرفی سیگنال مغناطیسی ضعیف قرار بگیرد نسبت به سیگنال واکنش نشان داده و مقاومت آن تغییر می کند. معیار عملکرد حسگر وابسته به حساسیتی است که به سیگنال های ضعیف مغناطیسی از خود نشان میدهد.
حد ردیابی سیگنالهای ضعیف مغناطیسی برای حسگرهای مختلف گوناگون است و به حساسیت و میزان نویزپذیری حسگر وابسته است. حد ردیابی طبق تعریف دامنه سیگنال ضعیف مغناطیسی می باشد که در آن مقدار سیگنال به نویز برابر 1 شود. گرچه حساسیت حسگرهای متفاوت معمولا در حوزه وسیع فرکانسی ازفرکانس مستقل است ولی بیشتر حسگرها بدلیل منابع نویز با مشخصه 1/f حد ردیابی کمتری را در فرکانس پایین از خود نشان میدهند.
در فرکانس بالا، حد ردیابی حسگر توسط نویز جانسون که ذاتی مقاومت مغناطیسی است محدود میشود. در حوزه فرکانسی پایین تر از corner frequency که برای انواع حسگرهای مقاومت مغناطیسی متفاوت و در رنج وسیع 10 HZ تا 10 KHZ است، نویز فرکانس پایینی اثر بیشتری را بر عملکرد حسگر نسبت به نویز جانسون از خود نشان میدهد.
علت ایجاد نویز فرکانس پایین ناپایداری مغناطیسی لایه فرو مغناطیسی حسگر در حالیکه نویز جانسون بیشتر به دلیل وجود عامل مقاومتی در حسگر ایجاد میشود و تحقیقات نشان میدهد که حسگرهای با لایه های ضخیم تر نویز جانسون کمتری را تجربه می کنند.
کاهش ذاتی مقاومت های مغناطیسی حوزه جدیدی از تحقیقات روی مقاومت های مغناطیسی است. شکل (2) مقدار حد ردیابی حسگرهای مختلف را که بصورت تجاری در دسترس هستند بصورت تابعی از فرکانس نشان میدهد.
شامل 21 صفحه فایل word قابل ویرایش
-1-تعریف خوردگی
خوردگی را تخریب یا فاسد شدن یک ماده در اثر واکنش با محیطی که در آن قراردارد تعریف می کنند و بعضی ها اصرار دارند که این تعریف بایستی محدود به فلزات باشد . ولی بایستی برای حل این مسئله هم فلزات و هم غیر فلزات را در نظر بگیریم .
مثلاًتخریب رنگ و لاستیک بوسیله نور خورشید یا مواد شیمیایی ، خورده شدن جدارة کوره فولاد سازی ، و خوره شدن یک فلز جامد بوسیله مذاب یک فلز دیگر و حتی خورد شدن فولادی که در داخل تیرهای بتنی برق قرار دارد تماماً خوردگی نامیده می شوند.
2-1- محیط های خورنده :
عملاًکلیه محیط ها خورنده هستند،لکن شدت خورندگی آنها متفاوت است . مثالهایی در این مورد عبارتند از : هوا ، رطوبت آبهای تازه ، مقطر،نمکدار و معدنی . اتمسفرهای روستائی، شهری،صنعتی ، بخار و گازهای دیگر مثل کلر- آمونیاک –سولفور هیدروژن ، دی اکسید گوگرد وگازهای سوختنی، اسیدهای معدنی مثل اسید کلریدریک، سولفوریک و نیتریک، اسیدهایآلی مثل اسید نفتیک، استیک و فرمیک، قلیائی ها ، خاکها ، طلاها، روغنهای نباتی و نفتی و انواع و اقسام محصولات غذائی، بطور کل مواد «معدنی » خورنده تر از مواد «آلی » می باشند. مثلاًخوردگی در صنایع نفت بیشتر در اثر کلرور سدیم ، گوگرد ، اسید سولفوریک و کلریدریک و آب است تا بخاطر روغن ، نفت و بنزین .کاربرد درجه حرارتهای فشارهای بالا در صنایع شیمیایی باعث امکان پذیر شدن فرآیندهای جدید با بهبود فرآیندها قدیمی شده است ، به عنوان مثال ( راندمان بالاتر ) سرعت تولید بیشتر ، یا تقلیل قیمت تمام شده . این مطلب همچنین در مورد تولید انرژی از جمله انرژی هستهای ، صنایع فضائی و تعداد بسیار زیادی از روشها و فرآیندها صادق است . درجه حرارتها و فشارهای بالاتر معمولاً باعث ایجاد شرایط خوردگی شدیدتر می گردند بسیاری از فرآیندها و عملیات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی غیر ممکن یاغیر اقتصادی می باشند.
زنگ لفظی است که برای آلیاژهای آهنی به کار برده می شود. زنگ از اکسیدهای آهن تشکیل شده و معمولاًاکسید نیتریک هیدراته است . موقعی که در یک آگهی تجاری ادعا می شود که یک آلیاژ غیر آهنی زنگ نمی زند ، ادعایی بیش نیست و لکن بدان معنی نسبت که آن فلز خورده نخواهد شد
شامل 64 صفحه فایل word قابل ویرایش
تعریف خوردگی
تعریف خوردگی : خوردگی را به چند بیان می توان تعریف نمود:
در این کتاب تعاریف 1و2 مناسب ترند زیرا سرامیکها، پلاستیکها ، لاستیک و مواد غیر فلزی دیگر نیز مورد بررسی قرار خواهند گرفت. مثلا"از بین رفتن رنگ و لاستیک در اثر تابش خورشید ، فرسوده شدن جداره کورهای فولاد سازی ، از بین رفتن فلز در اثر تماس با فلز مذاب ،همه خوردگی نامیده می شوند . بعضی ها ترجیح می دهند که "خوردگی "را فقط در مورد فلزات بکار برند و بعضی دیگر طیف وسیع تر فوق را بکار میبرند . شکل 1_1 تعریف (2) را نشان می دهد .
اکثر سنگ معدنهای آهن شامل اکسید اهن میباشند و رنگ زدن فولاد به وسیله اب و اکسیزن منجر به تولید اکسید اهن هیدراته می شود.
زنگ زدن منحصرا در مورد خوردگی اهن و فولاد به کار میرود . هر چند که فلزات دیگر نیز هنگام خوردگی تبدیل به اکسیدهای خود می شوند ،بنابراین می گوئیم فلزات غیر اهنی خورده می شوند و نمی گوئیم زنگ می زنند .