جستجو در تالارهای گفتگو

خوردگي يکي از عوامل تخريب سازه ها و قطعات فلزي و از نظر اقتصادي پارامتري هزينه بر است. يکي از روش های مهندسي مقابله با خوردگي ، ايجاد پوشش هايي با مقاومت بالا در برابر خوردگي ، بر سطح مورد نظر است. در اين ميان فلز روي به دليل خواص الکتروشيميايي آن در مقايسه با فولاد و ويژگي محصولات خوردگي آن ، براي اين منظور اهميت ويژه اي دارد. يکي از روشهاي نوين پوشش دهي روي ، پوشش دهي به روش نفوذ در حالت جامد است که داراي برتري هايي هم از نظر مهندسي سطح و خوردگي و هم از نظر اقتصادي و زيست محيطي نسبت به ساير روشهاي پوشش کاري روي است. با اين روش که در دانشگاه صنعتي اميرکبير ارائه شده است. فلزات به روش جديد پوشش داده مي شوند. به اين ترتيب و با طراحي روش جديد نفوذ در حالت جامد براي پوشش دهي و جلوگيري از خوردگي فولاد و چدن با روي ، عمر قطعات ساخته شده با اين آلياژها تا چند برابر افزايش مي يابد. مهندسي سطح ، به عنوان دانشي براي تکميل و بهبود خواص سطح در گستره اي از فلزات ، پلاستيک ها، پليمرها و ساير مواد مهندسي جايگاه ويژه اي دارد و به همين دليل همواره شاهد نوآوري و ارتقا در روشهاي مهندسي سطح هستيم.به طور کلي با فرآيندهاي سطح ، خواص سطحي قطعات صنعتي را از لحاظ مقاومت سايشي و مقاومت خوردگي مي توان بالا برد. خوردگي عبارت است از تخريب ناخواسته يک ماده در اثر واکنش آن با محيط اطرافش. در اين ميان فلزات قابليت هدايت الکتريکي زيادي دارند و فرآيند خوردگي در آنها از نوع الکتروشيميايي است. در حالي که براي مواد غير هادي ، از نوع شيميايي است و اصول شيمي فيزيکي درباره آنها مطرح مي شود. امروزه اهميت خوردگي فلزات بيشتر از گذشته است چراکه استفاده از فلزات گسترش يافته است ، کاربردهاي ويژه نظير انرژي اتمي ، استفاده از فلزات نادر و گرانقيمت را طلب مي کند که جلوگيري از خوردگي آنها نيز اهميت ويژه اي دارد، خورندگي محيط بر اثر آلودگي آب و هوا افزايش يافته است که موجب افزايش خوردگي فلزات مي شود و در طراحي هاي جديد استفاده از سازه هاي سبکتر الزامي است و بنابراين همچون گذشته که سازه ها سنگين تر بود، نمي توان خوردگي را ناديده گرفت در اين شرايط در کنار افزايش عمر مفيد قطعات ، امکان ساخت قطعات با مواد اوليه ارزان تر نيز ممکن مي شود. مهندسي سطح ، پهنه وسيعي از کاربردها از موارد تزئيني و در مصارف خانگي گرفته تا موارد فني و در مصارف صنعتي را شامل مي شود و تاثير مثبتي در انتخاب مواد، روش توليد، ملاحظات اقتصادي و نگهداري و تعميرات قطعات دارد. در اين ميان پوشش کاري يکي از روشهاي مهندسي سطح و براي تکميل خواص سطحي قطعات يا تعمير و بازسازي آنهاست. روشهاي متفاوتي براي پوشش کاري با توجه به خواص مورد نياز پوشش و جنس مواد اصلي (پايه) و نيز محدوديت هاي فني وجود دارد. اما نکته مشترک در همه اين روشها، دستيابي به خواص بهينه تر و هزينه تمام شده کمتري با تغيير پارامترهاي موثر در هر روش است. به گفته مهندس عبدالخالق حسن زاده ، فارغ التحصيل کارشناسي ارشد دانشکده مهندسي معدن و متالورژي دانشگاه صنعتي اميرکبير يکي از مواردي که براي مقابله با آن ، از پوشش کاري سطوح کمک گرفته مي شود، خوردگي و اکسيداسيون سطح قطعات است. حسن زاده مي افزايد: خوردگي ، عامل بخش عمده اي از شکست سازه هاي فلزي است و اهميت آن نه تنها از اين نظر است که شکست در بيشتر موارد ناگهاني است ، بلکه بيشتر به علت حضور و تاثير همه جانبه آن است. پوششهايي از جنس روي پوشش کاري روي با روشهاي متنوعي صورت مي گيرد و پوشش حاصل از هر کدام از اين روشها، ويژگي ها و مشخصات خود را دارند و پارامترهاي متفاوتي مانند دماي فرآيند، زمان فرآيند، آناليز شيميايي محلول يا پودر فرآيند و ساير عمليات جانبي ديگر مانند عمليات حرارتي ، عمليات مکانيکي و عمليات شيميايي تکميلي در کيفيت پوشش تاثير دارند. بنابراين با توجه به خواص مورد نياز و مطالعات اقتصادي و محدوديت هاي هر فرآيند، بايد روش مناسب را انتخاب کرد. حسن زاده درباره مزايا و موارد استفاده روش نوين مي گويد: پوشش حاصل از روش نفوذي در حالت جامد داراي برتري هاي نسبي در مقايسه با ساير روشهاي ديگر است که از آن جمله مي توان به عدم آلايندگي محيط زيست ، مصرف کمتر انرژي ، سهولت فرايند پوشش کاري ، يکنواختي سطح پوشش ، امکان تشکيل پوششهاي رنگي ، امکان پوشش کاري مناسب شيارها، لبه هاي تيز و منافذ قطعات و بويژه عمر طولاني تر (نرخ خوردگي کمتر) پوشش اشاره کرد. ضمن آن که عمده ترين موارد کاربرد اين روش نوين ، پوشش دهي پيچ و مهره ها، واشرها، بست ها و قطعات داراي منافذ و سوراخ هاي ريز و کوچک در صنايع خودروسازي ، صنايع دريايي و زيردريايي ، قطعات کشاورزي و باغباني ، خطوط انتقال برق و تجهيزات ماهواره اي و مخابرات ، صنايع پتروشيمي و… است. اين روش براي نخستين بار در دنيا، در سال 2000 ميلادي توسط يک تيم پژوهشي از دانشمندان روسي و به نام اسرائيل (رژيم اشغالگر قدس) تحت عنوان تجاري Distek ابداع و ثبت شد. به اين ترتيب تمامي صنايع استفاده کننده از اين روش پس از خريد تکنولوژي از اين شرکت اسرائيلي براي تامين پودر مورد نياز و ساير خدمات فني ، به نمايندگي هاي انحصاري اين شرکت در چند کشور وابسته هستند. به همين دليل هم تاکنون از اين روش در کشور ايران استفاده نشده است و پس از مطالعات و پژوهش هاي انجام شده در اين زمينه و دستيابي به ترکيب پودر مناسب که داراي قيمت تمام شده پائين تري نسبت به پودر مشابه است ، امکان استفاده صنعتي از اين روش بدون نياز به خريد تکنولوژي و وابستگي هاي بعدي در داخل کشور به وجود آمده است. مزاياي نفوذ در حالت جامد حسن زاده با اشاره به آزمايش هاي انجام شده در اين پژوهش ، مي افزايد: نرخ خوردگي در آهن پوشش داده شده با روش غوطه وري گرم گالوانيزه به طور متوسط 350 ميکرون است در حالي که در نمونه به دست آمده اين ميزان به 15 ميکرون رسيده است. در اين طرح پوشش هايي با ضخامت 60 تا 95 ميکرون ايجاد شد و نتايج هم با استفاده از ميکروسکوپ نوري ، ميکروسکوپ روبشي (STM) و همچنين با کمک اشعه ايکس (XRD) بررسي و صحت سنجي شد. درواقع به کمک اين روش با توجه به ضعف فولاد در برابر خوردگي ، فلز روي که در سطح فلز قرار مي گيرد، خورده شده و محصولات خوردگي آن با تشکيل لايه اي متراکم و چسبنده نفوذ خوردگي به فولاد را بسيار کند مي کنند. به گفته حسن زاده در اين شيوه که نخستين بار در سال 2000 ميلادي ثبت شده پودر روي مخلوط با چند ماده کمکي ديگر، در درجه حرارت معين و بدون نياز به ذوب شدن در سطوح فولاد نفوذ مي کند و پوشش محافظ تشکيل مي شود. پيچيدگي اين روش در تعيين ميزان مواد کمکي ، حرارت مورد نياز و سرعت چرخش قطعات براي پوشش دهي به شمار مي رود. در اين تحقيق عمليات پوشش دهي روي بر روي نمونه هايي از جنس فولاد ساده کربني انجام گرفت.از پودر روي هم به عنوان منبع تامين کننده روي ، استفاده شده است. بطورکلي در پوشش دهي به حالت چرخشي ، نمونه به همراه مخلوط پودر در يک محفظه استوانه اي فولادي ريخته مي شود. در واقع اين محفظه توسط يک موتور گرداننده با دور چرخش قابل کنترل در درون يک کوره مقاومتي استوانه اي با سرعت معين چرخانده مي شود. پس از تعيين ترکيب بهينه پودر با توجه به نتايج آزمون پتانسيو استات و مطالعات ريز ساختاري ، در دما و زمان ثابت و سرعت چرخش معين ، به منظور دستيابي به شرايط مناسبي از متغيرهاي موثر در کيفيت پوشش ، فرآيند پوشش دهي صورت مي گيرد؛ سپس پس از تعيين دماي بهينه ، عمليات در مدت زمان هاي مختلف و پس از آن با سرعت چرخش هاي متفاوت انجام مي گيرد. به منظور بررسي امکان پذيري انجام فرآيند پوشش دهي در حالت ساده تر، آزمايش هايي در حالت ثابت انجام مي شود. در اين روش ، ابتدا نمونه هاي آماده سازي شده به همراه پودر فرآيند در جعبه اي از جنس فولاد نسوز قرار مي گيرند و روي آنها با يک ورقه فولادي پوشانده مي شود و در نهايت به منظور جلوگيري از اکسيد شدن پودر با اتمسفر کوره ، سطوح جعبه با مخلوط گل و سيمان نسوز پوشانده مي شود. در واقع در اين روش تشکيل لايه هاي آلياژي آهن - روي باعث کاهش نرخ خوردگي پوشش ايجاد شده مي شود، فاز زتا در آب بندي کردن ترک هاي موجود در لايه مياني (فاز دلتا) و در نتيجه افزايش مقاومت به خوردگي پوشش تاثير مثبت دارد، استفاده از ترکيب بهينه پودر فرآيند باعث افزايش مقاومت به خوردگي پوشش مي شود، استفاده از ترکيب بهينه پودر فرآيند باعث کنترل ضخامت فاز ترد و شکننده زتا مي شود و دستيابي به لايه اي متشکل از سه فاز گاما، دلتا و زتا با روش پوشش دهي نفوذ در حالت جامد به حالت چرخشي امکانپذير است. منبع

مقدمه جوشكاري تعميري يكي از فرآيندهاي مهم تعميرات و نگهداريست كه شامل جوشكاري ترميمي و سطح پوشاني مي گردد . با توجه به اينكه در صنايع فلزي حجم كارهاي تعميرات و نگهداري بسيار بيشتر از ساخت مي باشد . تعداد جوشكاران فعال در زمينه جوش تعميري بيشتر است . اين موضوع اهميت جوشكاري تعميراتي را در صنايع نشان مي دهد . قطعات بطور پيوسته دچار سايش ، خوردگي و شكست مي شوند . در بسياري موارد امكان جايگزيني قطعه كاملا" مشابه وجود ندارد . اين موضوع در موارديكه صنعت يا قطعه قديمي باشد بيشتر صدق مي كند . با توجه به اينكه در تعمير قطعات مي توان نواقص و نقاط ضعف اصلي را بر طرف كرد ، قطعه تعمير شده مي تواند كارآيي بهتري داشته باشد . همچنين با توجه به كاهش زمان توقف و رفع نياز خريد قطعه جديد ، هزينه تعميرات كاهش مي يابد . در اين مقاله سعي شده به كليات و اصول اجرايي يك جوشكاري ترميمي موفق بر اساس ملزومات استانداردي بصورت خلاصه اشاره گردد. جوشكاري ترميمي در قطعات توليد شده عيوب مختلفي را مي توان مشاهده كرد كه اين عيوب مي توانند ناشي از فرآيند توليد و يا حين كاركرد قطعه بوجود آمده باشند . بسته به نوع و علت ايجاد عيب ، جوشكاري ترميمي به چند دسته تقسيم مي شود : - جوشكاري تكميلي در حين توليد ( finishing weld ) - اصلاح جوشكاري هاي غير قابل قبول ( correction of non confirming weld ) - جوشكاري تعميري حين كاركرد قطعه ( repair weld ) 1-جوشكاري تكميلي در حين توليد نحوه جوشكاري تكميلي بستگي به نوع فرآيند توليد دارد . بعنوان مثال در مورد قطعات ريختگي از جوشكاري تكميلي براي برطرف كردن حفره ها ، تخلخل و يا اصلاح شرايط ابعادي قطعه استفاده مي شود . در اينگونه موارد بايد مقدار حرارت ورودي و تنشهاي پسماند احتمالي را در نظر گرفت چرا كه ممكن است شرايط قطعه را غير قابل قبول سازد . بنابراين گاهي اوقات بايد عمليات حرارتي خاصي نيز اعمال گردد . گاهي اوقات مشتري براي انجام اين فرآيند دستورالعمل خاصي را درخواست مي كند . 2-اصلاح جوشكاريهاي غير قابل قبول معمولا" كيفيت جوش و تلورانسهاي قطعه بايد با شرايط مندرج در استاندارد مورد استفاده و يا قرارداد منطبق باشد . (استانداردهاي ISO 13920 . ISO 10042 . ISO 5817 ) . در صورتيكه اين مورد احراز نگردد بايد اقدامات اصلاحي بر اساس استاندارد ISO 3834 انجام گيرد . پس از اجراي اقدامات اصلاحي قطعه بايد مجددا" تحت بازرسي ، آزمون و كنترل كيفي قرار گرفته و با شرايط مورد نياز مطابقت گردد . همچنين شرايط و علل ايجاد عيب بايد بدرستي بررسي و رفع گردد . 3-جوش تعميري حين كاركرد قطعه در صورتيكه حين كاركرد قطعه دچار شكست شود و يا عيوبي در جوش و يا فلز پايه ايجاد گردد ، مراحل زير قبل از اجراي جوش تعميري بايد انجام گيرد : - تعيين ريشه و علل ايجاد عيب - تعيين دقيق فلز پايه و مواد مصرفي جوش - بررسي استاندارد مورد استفاده و قرارداد پيرامون موضوع تعمير - تهيه برنامه تعمير ( شامل مراحل تعمير ) 3-1-تعيين ريشه و علل ايجاد عيب دليل ايجاد عيب ها در جوش بايد قبل از بازسازي مشخص گردد . ( بعنوان مثال با آزمايشهاي متالوگرافي ) . تنها با دانستن علت ايجاد عيب مي توان از تكرار آن پس از بازسازي جلوگيري كرد. دلايل ايجاد عيوب مي تواند جزو موارد زير باشند : -تنش بيش از حد مجاز -خطاي طراحي و محاسباتي -انتخاب ماده نا مناسب -جابجا شدن فلز پايه و يا ماده مصرفي با فلز يا ماده نا مناسب -عيوب مراحل ساخت ( آماده سازي ، سرهم بندي ، جوشكاري ، عمليات حرارتي ) پس از بررسي علت ايجاد عيب و ريشه يابي آن جهت رفع آن ممكن است به اجراي يك يا چند مورد از موارد زير نياز باشد : -تغيير طراحي ( مثلا" ابعاد جوش ) -تغيير مواد پايه يا مواد مصرفي جوش -تغيير مراحل و پارامترهاي جوش -ماشينكاري و پرداخت بيشتر جوشها 3-2-فلز پايه و مواد مصرفي جوش 3-2-1-فلز پايه در صورتيكه نوع دقيق فلز پايه در مستندات معتبر بازرسي موجود نباشد ، بايد آناليز شيميايي گرفته شود . در مورد فولادهاي ساختماني ريز دانه با تنش تسليم بالاتر از 355 MPa بايد دقت خاصي در مورد ميكرو آلياژها صورت گيرد . در مواردي كه از فولادهايي با عمر بيش از 30 سال استفاده شده است هنگام برنامه ريزي تعمير بايد به مقدار نيتروژن توجه شود (امكان شكست ترد ) . در صورتيكه خواص مكانيكي فلز پايه مشخص نباشد بايد نمونه هايي از قسمتهاي كم تنش قطعه تهيه شده و تست گردد . خصوصيات زير بايد مشخص شود : -استحكام كششي -استحكام تسليم -افزايش طول -چكش خواري (خواص ضربه ) -كاهش سطح مقطع در راستاي ضخامت ( در صورت نياز ) در صورت نياز آزمونهاي متالوگرافي نيز بايد انجام گيرد (مانند تعيين ساختار ماده ، محل عيب ) . 3-2-2-مواد مصرفي جوش مواد مصرفي جوش استفاده شده بايد مشخص گردد (مثلا" توسط آناليز شيميايي ) . در جوشكاري ترميمي مواد مصرفي بايد داراي افزايش طول مناسب (30% ) باشند . بخصوص براي جوش ريشه اغلب توصيه مي شود كه از مواد مصرفي با استحكام تسليم كمتر از فلز پايه استفاده شود . در مواردي كه لايه جوش ماشينكاري و برداشته مي شود , بايد حتما" از اين مواد استفاده شود . 3-3- استاندارد مورد استفاده و قرارداد جوشكاري ترميمي بايد كاملا" مطابق با استاندارد مشخص شده و يا دستورالعمل قرارداد اجرا گردد و كيفيت و تلورانسهاي خواسته شده بايد بدست آيد . در بعضي موارد برنامه ترميم بايد توسط يك بازرس يا مشتري بررسي و تائيد شود همچنين امكان دارد روال كار حين اجرا توسط بازرس يا مشتري نظارت گردد . بعد از اتمام جوشكاري حداقل آزمونهاي اصلي براي نمونه اوليه بايد اجرا شود . 3-4-برنامه ترميم براي هر ترميمي بايد برنامه تهيه گردد و اغلب نياز است كه اين برنامه توسط بازرس يا خريدار تائيد شود . مواد موجود در برنامه ترميم بسيار شبيه به برنامه جوشكاري است . در طراحي برنامه بايد به موارد زير توجه خاص صورت گيرد : -تميز كاري -نوع ماده -نام تجهيز و قسمتهايي كه بايد ترميم گردند -طراح قسمتهاي معيوب كه بايد برداشته شوند و روش برداشتن عيوب -مواد مصرفي جوش -دستورالعمل جوش ترميمي -گواهينامه جوشكار -آزمونهاي تائيد دستورالعمل جوش -ترتيب و توالي عمليات ترميم -مقدار مجاز انقباض -عمليات حرارتي ( دما ، زمان ، سرعت گرم و سرد كردن ) (در صورت نياز ) -عمليات پس از جوشكاري ( چكش زني ، ماشينكاري ، پرداخت ) -روشهاي آزمون ( زمان و مشخصات آزمون ) -بازرسي و بررسي جوش ترميمي ......

جوشكاري يكي از مهم ترين فرايندهاي ساخت و توليد در صنعت مي باشد و در صنايع مختلف نظير خودرو سازي ، نفت و گاز ، پتروشيمي ، تاسيسات و ساختمان و پل ها ، حمل و نقل ، كشتي سازي ، صنايع ريلي ، نيروگاه ها ، صنايع دفاعي و هوا فضا ، محصولات پزشكي ، الكترونيكي و تجهيزات دقيق و ..... كاربردهاي فراواني دارد . كشور ايران در حال پيمودن مسير توسعه صنعتي بوده و از اين رو صنعت جوش براي كشور از اهميت ويژه اي برخوردار است . بنابراين آموزش منسجم و هماهنگ با جهان در اين صنعت ، يكي از نيازهاي مهم كشور تلقي مي گردد . چدن ها گروهي از آلياژهاي آهني با خواص گوناگون و متنوع اند و به جاي اين كه در حالت جامد روي آنها كار انجام گيرد در حالت مذاب به شكل دلخواه ريخته گري مي شوند . بر عكس فولادها كه كمتر از 2% كربن و معمولاً كمتر از 1% كربن دارند ، چدن ها 2 تا 4% كربن و 1 تا 3% سيليسيم دارند . ساير عناصر فلزي و غير فلزي نيز براي كنترل و ايجاد ويژگي هاي خاص اضافه مي شوند . علاوه بر تركيب شيميايي ، عوامل مهم ديگري از قبيل فرايند انجماد ، نرخ انجماد و عمليات گرمايي بعدي بر خواص آنها تاثير مي گذارد . چدن ها عالي ترين آلياژهاي ريخته گري اند و داراي گسترده ي وسيعي از استحكام و سختي و در بعضي موارد خواص ماشينكاري خوبي مي باشند . انجام عمليات جوشكاري روي قطعات ريخته شده چدني به دليل الزاماتي است كه به برخي از مهمترين آنها اشاره شده است : الف) برطرف كردن بعضي عيوب ريخته گري كه پس از بيرون آوردن قطعه از قالب يا در حين تراشكاري ظاهر مي شوند ، نظير حفره هاي گازي ، حفره هاي ناشي از ريزش ماسه يا حبس سرباره ، ترك هاي موضعي ، كشيدگي يا تغيير ابعاد در بعضي مواضع كوچك . ب) تعمير قطعات مستهلك كه از نظر اقتصادي يا عدم دسترسي به تكنولوژي ساخت آنها بهتر است كه از طريق جوشكاري بازسازي شوند . اين مورد خود دو حالت دارد : قطعات شكسته شده و قطعات سائيده شده و يا خورده شده . ج) اتصال دو يا چند قطعه كه ريختگي آن به صورت واحد با مشكلاتي همراه بوده يا از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيستند . جوشهاي انجام شده در موارد فوق از نظر كلي سه مشخصه ي زير را دارند : 1- جوش هاي تحت تنش ، كه بايد موضع جوش داده شده داراي حداقل خواص مكانيكي مورد نظر بوده يا با بقيه قطعه برابري كند . 2- جوشهايي كه تحت تنش قرار نمي گيرند و خواص مكانيكي آنها قابل مقايسه با قطعه ي مورد نظر نياز نيست . غالباً قابليت ماشين كاري و در بعضي موارد تطابق رنگ موضع جوش داده شده با بقيه ي قطعه لازم است . اين حالت بيشتر در تعميرات بعضي عيوب قطعات ريختگي مورد نظر است . 3- مقاومت سطحي در مقابل خوردگي ، سائيدن ، خراش و اصطكاك در موضعي كه فلز جوش رسوب داده شده ، درخواست مي شود . در اين موارد از فلز پركننده خاصي با تركيب شيميايي ويژه استفاده مي شود كه بيشتر در مواضع سائيده شده قطعات چدني مستهلك ، يا بالا بردن كارآيي قطعات چدني نو كاربرد دارد . دریافت جزوه کامل