مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)

آلیاژهای ریختگی مقاوم در برابر خوردگی و حرارت

آلیاژهای ریختگی مقاوم در برابر حرارت محتوی حداقل 12% ‏کروم بوده و می توانند به گونه ای رضایت بخش در دمای بالای ‏˚f‏1200 استفاده شوند. گروه آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت ‏دارای عناصر آلیاژی بیشتری نسبت به انواع مقاوم در برابر ‏خوردگی میباشند این آلیاژها ترکیباتی از نیکل، آهن و درصد ‏کمی از دیگر عناصر می باشند. نیکل و کروم عناصری هستند ‏که خاصیت مقاومت حرارتی را در قطعه به وجود میآورند. ‏قطعات ریختگی ساخته شده از این آلیاژها باید دارای دو ‏خاصیت اصلی زیر باشند:‏

‏1-‏ پایداری لایه سطی (مقاوم در برابر اکسیداسیون و ‏خوردگی) در محیطهای مختلف و تحت دمای سرویس ‏به اندازه کافی باشد. ‏
‏2-‏ از خواص مکانیکی و قابلیت انعطاف کافی برای استفاده ‏در دماهای بالا برخوردار باشند.

آلیاژهای مقاوم متداول در برابر حرارت را ‏می توان توسط اسامی انستیتو ریخته گری الیاژها ‏‎(aci)‎‏ ‏که اینک شاخه ای از جامعه فولاد ریزان امریکا و ‏astm‏ میباشد شناسایی نمود.‏ در اسامی متعلق به موسسه ریخته گری آلیاژها از حرف ‏h‏ ‏برای آن دسته از مواد که در دماهای بالای ‏˚f‏1200 بکار ‏می روند استفاده میشود. حرف بعدی نشانگر مقدار اسمی نیکل ‏ترکیب میباشند که از ‏a‏ تا ‏x‏ تغییر میکند. ترکیب شیمیایی ‏آلیاژهای ریختگی مقاوم در برابر حرارات با آلیاژهای کار ‏پذیر آن متفاوت است. در شناسایی ‏قطعات ریخته گری همیشه باید از اسامی موسسه ریخته گری ‏آلیاژی و یا مشابه آن استفاده نمود. برای نامگذاری در سیستم ‏sae‏ به ابتدای عدد مربوط یه سیستم ‏aisi‏ عدد 70 برای ‏آلیاژهای ریختگی مقاوم در برابر حرارت اضافه میشود مثلا ‏‏70310 معادل ‏hk‏ میباشد.‏


اثر نیکل

در آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت نیکل تا 7% می تواند وجود ‏داشته باشد. وظیفه اصلی آن ایجاد استحکام و چقرمگی در ‏زمینه میباشد. از نظر ریز ساختاری نیکل باعث افزایش تمایل ‏به تشکیل استنیت می گردد که در دماهای بالا محکمتر و ‏پایدارتر از فریت میباشد. نیکل همچنین باعث مقاومت در برابر ‏اکسیداسیون، کربوره شدن، نیترایدینگ و خستگی حرارتی ‏می گردد.‏

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

اثر کروم

میزان کروم در آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت از 10% تا ‏‏30% تغییر میکند. کروم باعث مقاومت در برابر اکسیداسیون ‏در دماهای بالا و محیطهای دارای سولفور می گردد. همچنین ‏رسوب کاربید کروم در زمینه باعث مقاومت در برابر خزش و ‏پارگی در دماهای بالا می شود. در بعضی از آلیاژها کروم باعث ‏اقزایش مقاومت در برابر کربوره شدن می گردد. این عنصر ‏همچنین باعث بهبود مقاومت در برابر عوامل خورنده دیگر در ‏دماهای عادی و بالا می گردد. کروم تشکیل فریت در ریز ‏ساختار را تشویق می کند.


مهندس بهنام بلداجی، مهندس امیررضا شاهان بهبهانی

معرفی فرآیند نیتراسیون پلاسمایی

نیتراسیون پلاسمایی از جمله فرآیند‌های عملیات حرارتی ترمو شیمیایی می‌باشد که در دمای پایین بر روی قطعات انجام شده و موجب بهبود خواص سطحی قطعات نظیر مقاومت به سایش، کاهش ضریب اصطکاک، مقاومت به خستگی و ایجاد سختی سطحی بالا می‌گردد.

اجرای عملیات نیتراسیون پلاسمایی:

عملیات نیتراسیون پلاسمایی در کوره خلاء و در شرایط ایجاد تخلیه هاله‌ای در اطراف قطعات انجام شده که موجب نفوذ نیتروژن به سطح قطعات می‌گردد . با کنترل زمان و دمای فرآیند می توان زیر ساختار های متالوژیکی مناسب را در جهت نیل به خواص مورد نیاز ایجاد نمود. لایه‌های سطحی ایجاد شده (لایه سفید و نفوذی) شامل ترکیبات بین فلزی آهن و نیتروژن و نیز نیتریدهای آلیاژی می‌باشد که با کنترل ضخامت این لایه ها می توان به خواص مورد نظر دست یافت .

مزایای نیتراسیون پلاسمایی:

افزایش مقاومت سایشی.
افزایش استحکام سختی.
کاهش زمان عملیات نیتراسیون تا 1/3.
افزایش سختی سطحی (400 تا 1200 ویکرز).
کاهش ضریب اصطکاک و ایجاد صافی سطحی مطلوب.
عدم اعوجاج در قطعات.
افزایش مقاومت به خوردگی.
عدم نیاز به آماده سازی ویژه قبل از عملیات نیتراسیون پلاسمایی.
عدم نیاز به عملیات ماشینکاری پس از عملیات نیتراسیون پلاسمایی.
عمق نیتراسیون تا 0.6 میلیمتر.


کاربرد‌های نیتراسیون پلاسمایی:

انواع چرخ دنده، قطعات خودرو نظیر میل لنگ، میل بادامک، میل سوپاپ و غیره.
انواع ابزارهای فولادی نظیر مته، تیغ اره، سنبه اکستروژن و سوراخ کاری، ابزارهای برشی تندبر نظیر ابزار هاب، شیپرکاتر وتیغه فرز.
قالب های اکستروژن آلومینیوم، قالب های تزریق و ریخته گری تحت فشار، قالب های فورج و قالب های نورد پیچ
قطعات متالوژی پودر.
انواع فنر.
قطعات پمپ و والو.
شافت های هرزگرد.
مقایسه نیتراسیون پلاسمایی و نیتراسیون گازی :

درعملیات نیتراسیون پلاسمایی، مقاومت سایشی بسیار بالا در سطح قطعه بدون تردی سطح ایجاد می شود که به دلیل کنترل دقیق ضخامت لایه سفید در این فرایند می باشد ولی در روش نیتراسیون گازی، لایه سفید ترد و شکننده با ضخامت بیشتری تشکیل شده و به این علت نیاز به عملیات ماشین کاری جهت برطرف نمودن این لایه اجتناب ناپذیر خواهد بود. در قطعات با هندسه پیچیده، نیتراسیون پلاسمایی با ایجاد تخلیه هاله ای اطراف قطعه موجب ایجاد عمق نفوذ و سختی یکنواخت در تمامی سطح قطعه می شود ولی در روش نیتراسیون گازی عمق نفوذ در قطعات با شکل پیچیده، غیر یکنواخت می باشد.

صافی سطح قطعات در روش نیتراسیون پلاسمایی تغییری نمی یابد در صورتی که نیتراسیون گازی زبری سطح قطعات را افزایش خواهد داد. نیتراسیون پلاسمایی را برای اکثر مواد نظیر چدن ها، فولاد های آلیاژی و غیر آلیازی و فولاد های زنگ نزن می‌توان اعمال کرد. به علت دمای پایین فرایند نیتراسیون پلاسمایی، اعوجاج کمتری در قطعات به وجود آمده ولی در نیتراسیون گازی به علت بالاتر بودن دمای فرایند، اعوجاج و تغییرات ابعادی بیشتری ایجاد خواهد شد.

نقل از سایت پلاسماتک

فولاد و مواد خام

استخراج، حمل و نقل و تولید مواد خام برای فولادسازی دارای تاثیراتی بر روی محيط‌زيست است. استفاده موثر از این منابع طبیعی برای ماندگاری صنعت فولاد بسیار حیاتی است. سهم قابل توجه فولاد در حفظ منابع طبیعی ناشی از خصوصیات بالقوه‌اش یعنی وزن سبك، استحكام و بازیافت‌پذیری صددرصد آن است.

فولاد ماده‌ای اجتناب‌ناپذیر برای زندگی مدرن بوده و عضو لاینفك در راستای رشد اقتصادی است. در سال 2007 در حدود 3/1 میلیارد تن فولاد تولید شد و با توجه به رشد تقاضا برای فولاد در سرتاسر جهان پیش‌بینی مي‌شود كه تا سال 2050 مقدار تولید به دو برابر افزایش یابد.


مواد خام در فولادسازی

مهمترین مواد خام ورودی كه برای یك فرآيند فولادسازی مورد نیاز است شامل سنگ‌آهن، زغال‌سنگ، سنگ آهك و آهن قراضه است. دو روش مهم برای تولید فولاد و مواد ورودی مربوط به هركدام عبارتند از:

* مجتمع‌های فولادسازی كه اساس آن به‌كارگیری كوره بلند (BF) و كوره دمشی بازی (BOF) و با استفاده از مواد خامی از قبیل سنگ‌آهن، زغال‌سنگ، سنگ آهك، و آهن قراضه است. به طور میانگین، در این روش برای تولید یك تن فولاد خام از 1725 كیلوگرم سنگ‌آهن، 645 كیلوگرم زغال‌سنگ، 150 كیلوگرم سنگ آهك و 138 كیلوگرم آهن قراضه استفاده مي‌شود.

* روش كوره قوس الكتریكی (EAF) كه اساس این فرآيند، تولید فولاد با استفاده از EAF و مصرف آهن قراضه و یا آهن احیاي مستقیم (DRI) و همچنین الكتریسیته است.


سنگ‌آهن

آهن یكی از فراوانترین عناصر فلزی در زمین است. اكسید این فلز تقریبا 5 درصد از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است. سنگ‌های معدنی رایج سنگ‌آهن عبارتند از هماتیت (Fe2O3، شامل 70 درصد آهن) و مگنتیت (Fe3O4، شامل 72 درصد آهن) هستند. بعد از در نظر گرفتن مقادیر دیگر ناخالصی‌های طبیعی موجود، میانگین آهن موجود در كانی‌های آن در حدود 60 تا 65 درصد است.

عمدتا سنگ‌آهن در كشورهای برزیل، استرالیا، چین، هند، ایالات متحده آمریكا و روسیه استخراج مي‌شود.
میزان منابع سنگ‌آهن در دسترس در سرتاسر جهان در حدود 800 هزار میلیون متریك تن (mmt) تخمین زده مي‌شود كه تقریبا شامل 230 هزار میلیون متریك تن آهن است.

ذخایر كنونی سنگ‌آهن بالغ بر 160 هزار میلیون متریك تن تخمین زده مي‌شود و اگر منابع بالقوه نیز لحاظ شوند این میزان به 370 هزار میلیون متریك تن افزایش مي‌یابد.

سنگ‌آهن با توجه به میزان محتوی آهن و مقادیر خواسته یا ناخواسته تركیبات آن صرفه‌نظر از آهن آن، در كیفیت‌های مختلف تجارت مي‌شود. از نظر خواص مكانیكی، سنگ‌آهن شامل كیفیت‌هایی نظير: ریز (اندازه ذرات كوچكتر از 75/4 میلیمتر)، درشت (اندازه ذرات بزرگتر از 76/4 میلیمتر) و گندله (pellet) است. گندله‌ها از طریق فرآيند آگلومراسیون كاملا آسیاب شده و كنسانتره آهن (با اندازه ذراتی در حدود 55/9 تا 16 میلیمتر ) تولید مي‌‌شود.

از سال 2003، تقاضای جهانی سنگ‌آهن در هر سال با یك نرخ به میزان 12 درصد با افزایش مواجه شد كه مهمترین عامل آن افزایش میزان مصرف كشور چین بوده، در حالی كه رشد تقاضا در دیگر كشورها با نرخ كمتری همراه بود. همان‌گونه كه در نمودار شماره يك مشاهده مي‌كنید، انتظار مي‌رود كه افزایش تقاضای جهانی با یك نرخ سالانه در حدود 5 درصد استمرار داشته باشد.

در سال 2006، كشور چین تولید سنگ‌آهن داخلی خود را تا 40 درصد و واردات سنگ‌آهن را نیز تا 15 درصد افزایش داد. در سال 2005 به دلیل تقاضای بالاتر برای سنگ‌آهن و افزایش مستمر قیمت محموله‌های دریایی بین‌المللی، قیمت‌های سنگ‌آهن تا 70 درصد افزایش یافت. این روند ادامه یافت و در سال 2007 قیمت سنگ‌آهن نرمه (از برزیل به اروپا) 124 درصد بیشتر از سال 2004 بود. در سال 2008 قیمت‌ها همانند ماه ژوئیه متغیر از 65 تا 97 درصد با افزایش مواجه شد.


زغال‌سنگ و كك

زغال یكی از مواد اولیه كلیدی در فرآيندهای فولادسازی است. كك كه توسط كربورایزینگ زغال‌سنگ تولید مي‌شود (یعنی حرارت دادن در غیاب اكسیژن در دمای بالا)، عامل اولیه احیاي سنگ‌آهن است. كك سنگ‌آهن را به آهن اشباع شده از كربن احیا مي‌كند كه چدن مذاب نام دارد.

با تزریق ذرات زغال‌سنگ پودری در كوره بلند مي‌توان در حدود 30 درصد در مصرف زغال‌سنگ صرفه‌جویی كرد كه به این تكنولوژی تزریق زغال‌سنگ به صورت پودر (PCI) مي‌گویند. مصرف زغال‌سنگ PCI از 17 میلیون تن متریك در سال 1995 به 24 میلیون تن متریك در سال 2004 افزایش پیدا كرد. اما به واسطه ملزومات عملیاتی كه امكان تقریبا 200 كیلوگرم زغال تزریق شده در هر تن چدن مذاب را مي‌دهند، استفاده از زغال‌سنگ PCI محدود شده است.

سالانه 592 میلیون متریك تن زغال‌سنگ یا 12 درصد از كل مصرف زغال‌سنگ سخت برای تولید فولاد استفاده مي‌شود. در سال 2005 میزان تجارت جهانی زغال كك‌شو در حدود 227 میلیون متریك تن بود و در سال گذشته نیز دارای یك رشد 8 درصدی بود، كه 29 درصد از كل تجارت زغال‌سنگ سخت را به خود اختصاص داده بود.

همان‌گونه كه در نمودار شماره يك مشاهده مي‌كنید، در حال حاضر به دلیل نبود عرضه به واسطه شرایط اقلیمی به‌ویژه در استرالیا و همچنین موانع لجستیكی، بازار زغال‌سنگ بسیار با كمبود مواجه شده.

میزان ذخایر جهانی زغال كك شو حداقل برای 100 سال تخمین زده مي‌شود.

همانند سنگ‌آهن و آهن قراضه، قیمت‌های زغال كك‌شو نیز دارای افزایش قابل توجه بوده است. قیمت‌ها تا اواخر سال 2008 تا سه برابر افزایش یافت و به 305 دلار در هر تن رسید.


آهن قراضه

آهن قراضه نیز یكی از ورودی‌های مهم در كوره‌های فولادسازی است كه تمام روش‌های فرآيند فولادسازی نیازمند این ماده هستند.

فولاد یكی از اندك فلزات مغناطیسی است از این رو جداسازی آن از توده مواد زائد آسان است. در حدود 80 درصد از فولاد پس از مصرف قابلیت بازیافت دارد.

در بخش‌های مختلف، مقدار بازیافت فولاد برای ساختمان‌ها بالغ بر 85 درصد، برای خودروها 85 درصد، برای ماشین‌آلات 90 درصد و همچنین برای تجهیزات الكتریكی و وسایل خانگی 50 درصد است. پیش‌بینی مي‌شود كه با كاهش افت تقاضا تا سال 2012 عرضه آهن قراضه نیز كاهش یابد.

فولاد بازیافتی (آهن قراضه) را مي‌توان از مواد زائد در كارخانه‌های فولادسازی و ریخته‌گری‌ها (ضایعات داخلی) یا فرآيند‌های تولید پایین‌دستی (ضایعات صنعتی) و محصولات بلااستفاده (ضایعات فرسوده) جمع‌آوری كرد.

میزان فراوانی ضایعات آهنی داخلی یا صنعتی ارتباط نزدیكی با مقدار كنونی تولید داخلی فولاد دارد، در حالی كه میزان فراوانی ضایعات آهنی فرسوده نیز با مقدار تولید فولاد در گذشته، عمر متوسط محصول و كارآیی برنامه‌های بازیافت مواد، ارتباط مستقیم دارد.

همان‌گونه كه در شكل شماره يك مشاهده مي‌كنید، كوره‌های قوس الكتریكی را مي‌توان با 90 تا 100 درصد و همچنین كوره‌های بازی دمشی را با بیش از 30 درصد آهن قراضه شارژ كرد.

قیمت آهن قراضه برای كیفیت‌های مختلف بسیار متغیر است. در سال 2008 (می و ژوئیه) قیمت برای ضایعات فولادی ذوب سنگین (HMS) به 520 دلار در هر تن رسید در حالی‌كه قیمت ضایعات دم قیچی به ازای هر تن به 600 دلار رسید.

همان‌گونه كه در جدول شماره يك مي‌بینید، میزان استفاده از آهن قراضه نشان مي‌دهد كه مصرف این مواد به واسطه محدودیت دستیابی و قیمت آنها و نه ظرفیت فرآوری در واحد‌های فولادسازی جهان، محدود شود.


مدیریت كارآمد منابع طبیعی

صنعت فولاد به مدد تكنولوژی‌های موجود كنونی آن از نظر مصرف مواد خام بسیار كارامد است.

فاكتورهای كلیدی سهیم در این زمینه شامل میزان بهره‌وری بالای مواد، بازیافت محصولات جانبی و همچنین آهن قراضه هستند.

در حال حاضر فولادسازی با بهره‌وری 97 درصدی از مواد موجود، تولید ضایعات آهنی خود را به صفر رسانده‌اند.

بازیافت و استفاده از محصولات جانبی فولادسازی‌ها در برخی از كشورها به حدود 98 درصد مي‌رسد.

سرباره یكی از مهمترین محصولات جانبی فرآيندهای فولادسازی است كه بعد از كاهش انتشار گاز CO2 تا حدود 50 درصد، عمدتا از آن در تولید سیمان استفاده مي‌شود. همچنین این محصول مي‌تواند در را‌ه‌سازی (جانشین سنگدانه)، به‌عنوان كود شیمیایی (سرباره سرشار از فسفر، سیلیكات، منیزیم، آهك، منگنز و آهن است) و همچنین صخره‌های ساحلی دریایی برای كمك كردن به رشد مرجان‌ها و در نتیجه آن تصفیه محیط اقیانوس به كار گرفته شود.

گازهای تولید شده در طی فرآيند فولادسازی به طور كامل به‌عنوان یك منبع انرژی هم در كوره بلند و هم كوره‌های بازگرم كننده یا در نیروگاه‌های كارخانه‌های فولادسازی مجددا مورد استفاده قرار مي‌گیرند كه موجب صرفه‌جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی مي‌‌شوند. گاز كوره كك‌سازی نیز محتوی 55 درصد هیدروژن است و مي‌تواند در آینده به‌عنوان یكی از منابع مهم گاز هیدروژن مطرح شود.


بازیافت فولاد

با توجه به پتانسیل وزن سبك، استحكام و بازیافت‌پذیری محصولات فولادی، این مواد به‌طور طبیعی در حفظ منابع سهیم هستند. در انتهای عمر محصول، بازیافت‌پذیری 100 درصد فولاد تضمین مي‌كند كه منابع سرمایه‌گذاری شده در فرآيند تولیدشان تلف نشده و مي‌توانند به‌طور نامحدود مجددا مورد استفاده قرار گیرند.
روی هم رفته سالانه در سرتاسر جهان در مقایسه با دیگر مواد، فولاد بیشتری بازیافت مي‌شود كه میزان بازیافت آن در سال 2006 بالغ بر 549 میلیون متریك تن رسید كه در حدود 37 درصد از تولید فولاد خام در آن سال است.

با بازیافت این میزان فولاد:

825 میلیون متریك تن از انتشار گاز CO2 كاسته شد.

866 میلیون تن متریك در مصرف سنگ‌آهن صرفه‌جویی شد.

242 میلیون تن در مصرف انرژی معادل (زغال آنتراسیت) صرفه‌جویی شد



مترجم: كمال‌الدین غفوری
منبع: World Steel Association
معدن و توسعه302

روش های کنترل خوردگی (حفاظت کاتدی، حفاظت آندی، پوشش ها و بازدارنده ها)

مقدمه


پس از قرن ها استفاده از تاسیسات بندری و دریایی همچون اسکله ها و سکوهای دریایی و ... ، این موضوع روشن شده است که محیط دریایی از تمام محیط های طبیعی، خورنده تر و پیچیده تر است. بنابراین در طراحی تمامی سازه های دریایی و اسکله ها، باید به عامل خوردگی توجه خاصی مبذول نموده و آن ها را توسط سیستم های مناسب در مقابل خوردگی حفاظت کرد.

سازه های فولادی در دریا شامل نواحی داخل آب، جذرومدی، پاشش آب و اتمسفری می باشند که هر یک از این نواحی در معرض شرایط حاد خورنده قرار دارند. بنابراین باید روش های متفاوتی جهت کنترل خوردگی نواحی مختلف یک سازه بکار گرفته شود.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سازه های دریایی اعم از سکوها و اسکله ها دارند، باید سال ها مشغول به کار بوده و کارآیی لازم را داشته باشند. این سازه ها به خصوص در منطقه خلیج فارس - با توجه به شرایط حاد محیطی - شدیدا مورد حمله عوامل خورنده قرار می گیرند. کنترل خوردگی سازه های فولادی در دریا به دو روش کلی حفاظت کاتدی در ناحیه غوطه ور و اعمال پوشش های آلی در نواحی جذر و مدی، پاشش آب و اتمسفری انجام می شود.

طراحی یک سیستم حفاظت کاتدی جهت کنترل خوردگی باید با توجه به شرایط محیطی، تجهیزات موجود، چگونگی نصب سازه، مدت زمان بهره برداری از سازه و .... صورت گیرد. در نظر گرفتن کلیه فاکتورها، موجب عملکرد مناسب سیستم حفاظت کاتدی، کاهش هزینه های خوردگی و افزایش عمر مفید سازه خواهد بود. همچنین امروزه استفاده از پوشش های آلی در ناحیه زیر آب سازه های فولادی، علاوه بر به کارگیری سیستم های حفاظت کاتدی، درحال توسعه است.


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

حفاظت کاتدی


حفاظت کاتدی عبارت است از جلوگیری یا کاهش خوردگی فلزات به طوری که توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی (یک سو) و یا تماس آن با یک آند فدا شونده، فلز مورد نظر بصورت کاتد در آید. به بیان دیگر حفاظت کاتدی فرآیندی است که با ایجاد میدان الکتریکی در سطح فلز، از واکنش خوردگی در سطح آن جلوگیری می کند. برای اینکه یون های فلزی تولید شده به طور کامل از بین بروند، باید میدان الکتریکی محافظ، قدرت کافی داشته باشد. منبع میدان الکتریکی که برای مقابله با واکنش خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد، باید دارای یک جریان پیوسته و مستقیم مانند ترانسفورماتورهای DC همراه آندهای پلاتینه باشد. این روش را حفاظت کاتدی توسط جریان معکوس می نامند. روش دیگر حفاظت کاتدی استفاده از آندهای فداشونده است. بدین ترتیب که فلزات فعال تر از فولاد را (به عنوان مثال) به عنوان آند به سازه وصل کرده تا بجای فلز سازه خورده شود.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

گاهی حفاظت کاتدی را به دو دسته گالوانی و الکترولیتی هم دسته بندی می کنند. حفاظت کاتدی گالوانی همان روش استفاده از آندهای فداشونده است که در آن آندها را به شکل مجزا و یا به صورت پوشش (فولاد گالوانیزه) در تماس با فلز اصلی قرار می دهند. در حفاظت کاتدی الکترولیتی، فلز در معرض خوردگی به عنوان کاتد، و یک فلز غیر قابل حل مثل پلاتین، سرب و گاهی نیز قابل حل نظیر منیزیم و آلومینیوم را به عنوان آند، توسط یک دستگاه تولید جریان الکتریکی مستقیم به هم متصل می کنند. در ادامه هر دو روش به طور کامل توضیح داده می شود.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

حفاظت کاتدی برای جلوگیری از خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب و برنج در زمین (خاک) و محلول های مختلف آبی به کار برده می شود. به کمک حفاظت کاتدی می توان از خوردگی حفره ای فلزات رویین از جمله فولادهای زنگ نزن نیز جلوگیری کرد. همچنین جهت تقلیل ترک های خوردگی تنشی در فلزاتی مثل برنج ها، فولادها، فولادهای زنگ نزن، منیزیم، آلومینیم و ... و نیز خوردگی خستگی در اغلب فلزات و خوردگی بین دانه ای در فلزاتی مانند فولادهای زنگ نزن آستنیتی و همچنین زدایش روی برنج ها، می توان از حفاظت کاتدی استفاده کرد. لازم به ذکر است که روش های آند فداشونده و جریان معکوس، به طور وسیعی برای حفاظت از سکوهای دور از ساحل، تجهیزات حفاری، خطوط لوله زیر آب، تاسیسات بندری مثل اسکله و بنادر و پل ها و نیز کشتی ها، استفاده می شود. در برخی کاربردهای دیگر نظیر سکوهای عظیم حفاری از ترکیب هر دو روش جریان معکوس و آندهای قربانی شونده استفاده می کنند.

در سازه های دریایی معمولا از روش حفاظت کاتدی و پوشش دهی رنگ - به علت صرفه اقتصادی بیشتر- توأمان استفاده می شود. در این صورت حتی اگر قسمتی از رنگ پوشش هم از سطح جدا شود، به علت حفاظت کاتدی سطح، احتیاجی به مرمت پوشش نخواهد بود. البته شرکت های سازنده تجهیزات دریایی در این مورد نظرات مختلفی دارند. عده ای ترجیح می دهند که سازه های زیر آب خود را پوشش دهند و عده ای هم فقط از حفاظت کاتدی برای آن ها استفاده می کنند. به هر حال در اینجا، تنها صرفه اقتصادی است که چه از لحاظ هزینه و چه از لحاظ عمر مفید، روش کار را تعیین خواهد کرد.

نواحی مختلف یک سکوی نفتی و روش حفاظت در هر منطقه در شکل زیر نشان داده شده است.

حفاظت کاتدی برای جلوگیری از خوردگی در قسمت هایی از مخازن و سازه های فولادی که در تماس با آب نیستند، راه موثری نخواهد بود. زیرا که جریان اعمال شده (جریان حفاظت کننده) نمی تواند در مناطقی از فلز که در تماس با الکترولیت نیستند و همچنین در سطوح عایق بندی شده - مثل قسمت های داخلی لوله های خنک کننده های آبی- وارد شود.

طراحی یک سیستم حفاظت کاتدی مناسب جهت کنترل خوردگی سازه های دریایی به عوامل زیادی بستگی دارد. این عوامل عبارتند از موقعیت جغرافیایی، شرایط محیطی، شرایط سطوح در تماس با آب، شکل اجزاء سازه، کیفیت پوشش و یک گروه مهندسی متخصص که کلیه عوامل مرتبط را در هنگام طراحی سیستم حفاظت کاتدی مد نظر داشته باشد.

پتانسیل لازم برای محافظت از عوامل گوناگونی متاثر است، از جمله سرعت حرکت آب دریا، میزان اکسیژن حل شده در آب، مقاومت الکتریکی آب دریا، حضور باکتری ها و ... . جدول زیر تعدادی از فاکتورهای محیطی موثر بر طراحی سیستم حفاظت کاتدی در مناطق دریایی مختلف را نشان می دهد.

تاریخچه حفاظت کاتدی

اولین بار دیوی هامفری (Davy Humphrey ) در سال 1824 نتایج بررسی خود در آب دریا را این چنین بیان کرد : خوردگی فلز مس را می توان به کمک آهن یا روی که در تماس با آن قرار گرفته اند کاهش داد. این دانشمند پیشنهاد کرد که برای حفاظت از کشتی های انگلیسی با بدنه مسی، قطعاتی از آهن روی آن نصب شود طوری که نسبت سطح آهن به مس 1 به 100 باشد.

پس از هامفری، ادموند دیوی (Edmund Davy ) دستگاه ها و وسایل شناور در آب دریا را با نصب قطعاتی از روی محافظت کاتدی نمود. سپس روبرت مالت (Robert Mallet ) در 1840 آلیاژی از فلز روی ساخت که به عنوان آندهای فداشونده مورد استفاده قرار می گرفت. کاربرد آندهای فداشونده ادامه داشت تا این که به تدریج رنگ های ضدزنگ ساخته شد و استفاده از آن ها به منظور حفاظت کاتدی و صرفه جویی در هزینه تعمیرات، رواج بیشتری یافت. البته استفاده از پوشش های روی از زمانهای قدیم (قبل از 1742میلادی ) معمول بوده است. ولی کاربرد جریان اعمالی برای حفاظت کاتدی لوله ها و تاسیسات زیر زمینی در حدود سالهای 1912- 1910 آغاز شد و با سرعت زیادی گسترش پیدا کرد؛ بطوری که در حال حاضر تقریبا در تمام خطوط لوله و کابل های زیر زمینی از آن استفاده می شود.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

امروزه تکنولوژی حفاظت کاتدی کاملا تثبیت و در طول سالیان گذشته کاربرد آن برای جلوگیری از خوردگی فولاد سازه های دریایی، از شمع های فولادی اسکله گرفته تا فولادهای داخلی بتن مسلح و همچنین ترمیم دراز مدت سازه هایی که در اثر آلودگی به کلر دستخوش زنگ خوردگی شده اند، به خوبی تبیین شده است و قوانین و دستورالعمل های مربوط به آن در استانداردهای بین المللی در خصوص استفاده از فولاد در آب دریا آمده است.

برای سازه های دور از ساحل موسسه های گوناگون رده بندی مثل لویدز (Loyds )، استانداردهای دقیقی را ارائه داده اند. تعداد و موقعیت آندها، کنترل عملکرد آن ها در طی زمان و دستورالعمل مناسب برای نمایش وضعیت آنها موضوعاتی هستند که به کمک آن ها می توان هزینه و بازده عملیات را تعیین کرد.

مکانیزم حفاظت کاتدی

مکانیزم حفاظت کاتدی مربوط به جریان خارجی است که در نتیجه آن عناصر کاتدی پیل های موضعی به پتانسیل مدار باز آندها پلاریزه می شود. یعنی در اینجا تمام سطح فلز هم پتانسیل گشته و جریان خوردگی متوقف می شود. چنانچه پیلی متشکل از الکترودهای آهن (آند) و مس (کاتد) را در نظر بگیرید، خوردگی در الکترود آهن (آند) صورت می گیرد و الکترودهای آزاد شده در مدار خارج به سمت کاتد حرکت می کنند و شدت جریان ( I ) از کاتد به آند به وجود می آید. حال اگر به این پیل و میان دو الکترود یک منبع جریان الکتریکی یکسو (DC) طوری وصل شود که جریانی معادل پیل و در جهت خلاف آن وارد مدار گردد، اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد از بین رفته و دیگر هیچ واکنشی صورت نگرفته و آهن خورده نمی شود.

اصول محافظت کاتدی را می توان به صورت دیگر تشریح کرد. مطابق شکل زیر، A,C کاتد و آند موجود در پیل زیر باشند که واکنش خوردگی در آن در حال انجام است. اگر به این سیستم یک آند فداشونده متصل شود که بتواند جریان کافی به آن ها اعمال نماید در اینصورت، آند و کاتد موجود در این سیستم به یک پتانسیل الکترونگاتیوی یکسان پلاریزه شده و در نتیجه کل سیستم در مقابل این آند فداشونده به عنوان کاتد عمل نموده و محافظت خواهد شد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

عوامل موثر بر طراحی یک سیستم حفاظت کاتدی

1. تعیین موقیت جغرافیایی محل کار، شامل طول و عرض جغرافیایی و شرایط اقلیمی محلی که سیستم باید در آنجا قرار گیرد .
2. برآورد تمامی سطوح مغروق، خیس شده و یا مغروق در آب دریا، مربوط به سازه ای که باید از آن محافظت شود.
3. مشخص کردن شکل قطعه، شامل طرح و ابعاد آن برای کسب اطمینان از توزیع مناسب آند بر روی آن.
4. مشخص کردن طبیعت، نوع و گستردگی پوششی که روی قطعه به کار رفته است.
5. معلوم بودن مدت زمانی که لازم است از سازه محافظت شود.
6. در دسترس بودن جزئیات مربوط به منابع الکتریکی موجود، شامل ولتاژ، فرکانس، مرحله و دیگر تجهیزات مورد نیاز در هنگام استفاده از سیستم.
7. تعیین جنس آند و نوع تجهیزات مورد نیاز بر حسب خواسته مشتری.
8. در نظر داشتن محدودیت هایی در اندازه و وزن وتجهیزات، به گونه ای که برای سازنده مشکل ساز نباشد . همچنین بلند کردن آن مسئله ساز نبوده و متناسب با فضای کار پیمانکار باشد.
9. کسانی که در رابطه با حفاظت کاتدی کار می کنند و همچنین ناظرین باید از تخصص کافی بر خوردار باشند.
10. در خطوط لوله، ویژگی های ماده تشکیل دهنده لوله مانند قیر، ضخامت و اطلاعاتی در رابطه با الکتریسیته، پیوسته باید مشخص شود.
11. در خطوط لوله دور از ساحل، باید جزئیات پوشش سخت شده بستر و پوشش گیاهی ناحیه معلوم باشد.
12. ضرورت وجود اطلاعاتی درباره سیکل آب و هوایی، عمل موج، محل و موقعیت، عمق آب، جریان جذرومدی، طبیعت بستر و مسائل مشابه.
13. در تجهیزات دفن شده، باید چگونگی تغییرات خاک و همچنین میزان سطح دفن شده مشخص شود.
14. معلوم کردن مقاومت الکتریکی آب یا خاک و دامنه تغییرات درجه حرارت.

نحوه تعمیرات نسوز کوره های مس سرچشمه

تعريف مواد دير گداز : موادي كه تحمل دماي بالا را در حين عمليات توليد را داشته باشند

و بتوا نيم در عمليات توليد تجهيزات وظروف را از نوع بسازيم

خواص مواد دير گداز:

1- مقاومت در مقابل سرباره

2- مقاومت در مقابل شوك حرارتي

3- مقاومت در مقابل ضربه

4- مقاومت در مقابل فشار

5- پايداري حجمي وعدم تغييرات ابعادي

6- انبساط حرارتي

7- هدايت حرارتي

8-تخلخل و دانسيته

9-قابليت نفوذ گاز

10- خزش

11-دیرگدازی یا شماره مخروط زگر

تركيبات شيميائي سرباره اغلب از جمله مضرترين عواملي هستند كه باعث كوتاه شدن

عمر نسوزها مي شود وباعث خوردگي مي شوند.

شوك حرارتي عبارت از تغيير دماي ناگهاني است. هرچه تغييرات دما در زمان بيشتر باشد

شوك حرارتي بيشتر است

روش هاي مقابله با شوك حرارتي:

1- موادي انتخاب كنيم كه تحمل شوك حرارتي را داشته با شند كه اين كار اقتصادي نيست

2- پيش گرم كردن راه ديگري است كه ميتوان شوك حرارتي را كنترل كرد.

كه اين روش فقط يك بار در مرحله اول pre heat treai ment 3-

استفاده بكار مي رود ولي روش دوم براي هر دفعه استفاده بكار مي رود

در اثر تغييرات دما در مواد تغييرات ابعادي بوجود مي آيد. هرچه پايداري حرارتي بهتر

باشد و در خيلي از موارد تغييرات ابعادي آنقدر زياد است كه باعث شكست نسوزميشود

خزش در دماي بالا فعال مي شود و خزش در زمان باعث مي شود كه نوك تركها افزايش

پيدا كرده و باعث شكست بشود

عوامل موثر بر خزش

1-دما 2-زمان 3- تنش

قا بليت نفوذ گاز تابع تخلخل است و مي تواند به داخل خلل و فرج ها نفوذ كند وموجب

شكست گردد و باعث خوردگي شود

دسته بندي مواد دير گداز به روشهاي مختلفي انجام مي شود

1- بر اساس دير گدازي

الف: كاربرد در دماي پايين : عدد زگر 28-19

ب:كاربرد در دماي متوسط: عدد زگر 30- 28

ج: كاربرد در دماي بالا : عدد زگر 33 –30

د: كاربرد در دماي فوق بالا:عدد زگر > 33


دسته بندي بر اساس دير گدازي امكان انتخاب ماده دير گداز مطلوب براي دماي كاري

مورد نظر را بدست ميدهد

2- دسته بندي بر اساس روش توليد:

در روش توليد شكل دير گداز روش تعيين كننده است

دير گداز محكم به روش آستروران و يا از طريق متالورژي پودر توليد مي شود

3- دسته بندي بر اساس ما هيت شيميايي:

الف- اسيدي: سيليكات ها – خاك نسوز – كائولين

ب- قليايي: كرم - منيزيم – دو لوميت

ج- خنثي: آلومينايي- كربني – كرم –آلومينا – سيليكون- كار بايد

دسته بندي بر اساس ماهيت شيميايي امكان انتخاب دير گداز مناسب با محيط را فراهم

ميكند

مراحل توليد دير گداز:

1- با آماده سازي مواد اوليه.

2- شكل دادن .

3- پختن.

انواع مواداوليه كه در ساخت دير گدازها استفاده مي شوند:

سيليكون - آلومينا – منيزيم – كلسيم – زيركونيوم وكربن

تركيبات عناصر فوق بخصوص اكسيدهاي آنها از مواد متشكله اصلي

درديرگدازها به شمار مي روند .

نسوز كاري كوره هاي آند وكوره هاي كنورتر:

تعميرات نسوز يكي از نكات مهم و بخش حساسي در كارخانه ذوب مي باشد.

متخصص نسوز بايد نوع نسوز مورد استفاده و نحوه چيدن نسوز در كوره را بداند

وتمامي نكات را در اين مورد رعايت نمايد زيرا نوع نسوز ونحوه كاربرد آن بر روي

عمر مفيد كوره موثر مي باشد.

مي باشد كه اين آجر Brick نسوز مورد استفاده در اين كوره ها بصورت

نسوزها در دو سر كوره ها بصورت آجر معمولي مي باشند ودر سطوح جا نبي كوره از

نوع آجر هاي گره اي مي باشند

آجر معمولي: منظور از آجر معمولي اين است كه عرض وطول آجر ها در دو طرف آن با

هم برابر مي شوند ونيز ضخامت آنها نيز دردو طرف يكسان است.

آجر هاي گره اي: منظور از آجر هاي گره اي اين است كه عرض آجر در دو طرف يكسان

است ولي ضخامت آجر دردوسر آجر با هم متفاوت مي باشند.

حال نحوه نسوزكا ري كوره هاي آند و كنورتر را شرح مي دهيم:

الف: نحوه نسوز كاري كوره هاي آند:

ديواره داخلي كوره هاي آند با آجر هاي نسوز چيده مي شود و منظور از آجر چيني دركوره

اين است كه چون با مذاب سرو كار داريم نسوز از آسيب ديدن ديواره كوره جلوگيري مي

نمايد

انواع نسوز مورد استفاده در كوره هاي آند:

1- آجر نسوز منيزيتي –كروميتي

2-آجر نسوز شاموتي

كوره آند را مي توان به دو بخش عمده تقسيم نمود:

1- منطقه مذاب

2- منطقه آتشخوار

منظور از منطقه مذاب منطقه اي است كه در تماس دائم با مذاب مي باشد كه

آجر نسوز خاص خود را مي طلبد.

منظور از منطقه آتشخوار منطقه اي است كه در بالاي منطقه مذاب است و شعله كوره

با آن در تماس است.

ابعاد آجرهاي منيزيتي – كرومي مورد استفاده در قسمت هاي مختلف كوره:

1- منطقه مذاب ( بر حسب ميلي متر)

82.6× 102× 102× 381

2-ابعاد آجر در منطقه آتشخوار

83.3 ×102× 102×381

3- ابعاد آجردر منطقه تويرها

78×102×102×457

4- ابعاد آجر درمنطقه هدهاي كوره

76×152×457

منظور از عدد چهارم اين است كه ضخامت اين نوع آجرها در دو طرف يكسان نمي باشد.

تعمير نسوز كوره هاي آند در دو حالت ممكن است انجام شود:

1- تعمير نيمه آجر نسوز كوره.

2-تعمير كلي (اساسي ) آجر نسوزهاي كوره

1-تعمير تيغه آجر نسوز كوره هاي آند

منظور از تعمير نيمه نسوز اين است كه در اين حالت آجر نسوز اطراف دهانه كوره و نسوز اطراف توير ها ونيز اطراف يك هول (مجراي خروج مذاب جهت ريخته گري ) تعمير مي شود تعمير نيمه بعد از 80-70 سيكل كار كوره انجام مي شود و گاهي اتفاق مي افتد كه كوره با 40-30 سيكل كاري متوقف وتعمير

بر روي آن انجام مي شود .كه دليل زود تعمير كردن مي تواند از خرابي تپ هول “

خرابي تويرها وريختن دهانه كوره ناشي شود.

جهت تعميرنيمه كوره به مدت4 روز سرد مي شود كه در اين مدت زمان بعد از گذشت

24 ساعت و بعد از اين كه سرخي كوره كاملا تمام شد هواي احتراقي را باز كرده تا كوره

زودتر سرد شود. بعد از گذشت چهار روز از سرد شدن كوره “ كوره راچرخانده تا دهانه

در پايين قرار گيرد وسپس در منطقه آتشخوار 3عدد جك زده مي شودو اطراف دهانه

بصورت منطقه اي حدود 2.5*2 تخريب انجام مي شود ونيز بستگي به خرابي آجرهاي

نزديك دهانه نيز دارد.

بعد از اين كه تخريب به پايان رسيد كوره تحويل تعميرات مكانيكي گرديده وپليت هاي

اطراف دهانه تعويض مي گردد

بعد از تعويض پليت هاي دهانه آجر نسوز منطقه دهانه كوره چيده مي شود كه در اين

منطقه آجر نسوز منيزيتي – كرميتي از نوع آتشخوار موارد استفاده قرارمي گيرد كه آجر

چيني را از داخل دهانه شروع كرده و به اطراف آن ادامه داده و در هم

قفل مي شوند كه در داخل دهانه بصورت 3 آجر بروي هم قرار مي گيرد .بعد از اين كه

نسوز چيني دهانه به پايان رسيد .كور را چرخانده تا تويرها در پايين قرار گيرند .سپس

اطراف تويرها بصورت منطقه اي تخريب مي شود و احتياج به تخريب سرتا سري نمي

باشد.

لازم به ذكر است كه بعد از تخريب دهانه و چيدن نسوز آن جك ها باز مي شوند.اطراف

تويرها 9-8 رديف تخريب مي شود .بطوريكه تويرها در وسط اين 9 رديف قرارگيرند.بعد

از تخريب منطقه تويرها بلافاصله اين منطقه را آجرچيني كرده كه اطراف تويرها ازآجري

تويري استفاد مي شود.سپس بعد از كامل شدن آجر چيني منطقه تويرها نسوزتپ هول

تخريب شده وتعمير مي شود.

تپ هول از داخل آجر چيني مي شود و از بيرون بوسيله بتن نسوز پر مي شود و در آن يك

سوراخ 7 متري تعبيه مي شود كه جهت نسوز چيني ابتدا از بيرون توسط تعميرات پليتي

در قسمت تپ هول جوش داده مي شود و سپس از داخل نسوز چيني شده و يك سوراخ

7 سانتي متري در آن تعبيه شده و سپس پليت را بر مي دارند و بعد بيرون تپ هول را با

بتن نسوز پر مي نمايند.
بعداز اين كه نسوز چيني به پايان رسيدتوسط مكانيك تويرهاي كوره كه تعداد آنها 6 عدد

مي باشند جا سازي شده و سپس مشعل كوره را روشن كرده و شعله آن را كم زياد

كرده تا كوره پيش گرم شده و وارد مدار شود.ز مان پيش گرم كردن تقريبا 7 روز بطول مي

انجامد.در تعمير نيمه نسوز كورهاي آند گاهي اتفاق مي افتد كه نسوز منطقه آتشخوار

در جلوي دهانه كلا تخريب ميشود .و اگر آجرها در اين منطقه گاز خورده باشند.بايد اين

منطقه را كلا تخريب كرد.و در اين موارد بجاي 3عدد جك از 4 عدد جك استفاده ميشود

.زيرا منطقه تخريب وسيع تر بوده و بايد از 4 عدد جك استفاده شود.


نكته ديگري كه در تعمير نيمه نسوز آند بايد رعايت شود .طرز قرار گرفتن كوره جهت سرد شدن مي باشد.زيرا در كوره كمي مذاب مس بر روي ديوارها چسبيده و در كوره مانده است.و اگر كوره در موقعيت مناسبي قرار نگيرد. بعدا در تخريب مشكل ايجاد مي نمايد.

درتعمير نيمه نسوز كوره را جهت سرد شدن طوري قرار ميدهند كه دهانه كوره در قسمتي

قرار گيرد كه از آنجا مس بيشتر به كوره شارژ ميشود.كه در اين حالت مذاب مس در قسمت

منطقه مذاب جمع مي شود و اشكالي در تخريب ايجاد نمي نمايد.
*نكته ديگري كه در تعمير نيمه بايد به آن دقت شود محل قرار گرفتن جك ها

مي باشد كه بايد جك ها طوري قرار داده شوند كه يك سر آنها بر روي آخرين

رديف در منطقه آتشخور وسر ديگر جك ها در بالاي دهانه در منطقه مذاب قرار

گيرد و بايد در زير يك سر جك ها كه در منطقه آتشخوار قرار دارد يك تخته

سرتاسر قرار دهيم و نيز بايد در جلوي آخرين رديف در منطقه آتشخوار يك نبشي

سرتاسري جوش دهيم زيرا احتمال در رفتگي آجرها وجود دارد.

يكي ديگر از نكاتي كه در موقع نسوز چيني رعايت مي شود نحوه قرار دادن درز

انبساطي در بين آجرها مي باشد. كه هر چه ضريب انبساط حرارتي آجر بالاتر

باشد. فاصله درزهاي انبساطي كه جنس آنها از مقوا ميباشد كمتر ميباشد.
دركوره هاي آند در اين حالت از تعمير در هر 6رديف يك لايه درز انبساطي سرتاسري

قرار ميدهند و نيز بين هر6 آجر نيز يك درز انبساطي قرار ميگيرد.كه ضخامت درز

انبساطي 3 ميليمتر ميباشد.و نيز بين هر رديف آجر كه چيده ميشود يك لايه اي ازملات با

حداكثر ضخامت 5/1 ميليمتر نيز ماليده ميشود.
2_ تعمير كلي آجر نسوز كوره هاي آند

در اين حالت از تعمير كل آجر نسوز كوره تعويض ميشود كه تعمير كلي نسوز هر سال

يك بار انجام مي گيرد.كه در بين دو تعمير كلي كوره حدود 250 سيكل كار مي كند.
در اين حالت از تعمير دو نوع آجر نسوز مورد استفاده قرار مي گيرد.
1-آجرهاي منيزيتي – كرميتي
2-آجرهاي شاموتي
در تعمير نسوز كوره آند همانطور كه قبلا ذكر شد نحوه قرار گرفتن كوره جهت

سرد شدن يك امر مهم ميباشد.زيرابرروي مدت زمان تخريب كردن تاثير

ميگذارد. در تعميركلي نسوزكوره را جهت سرد شدن طوري قرار ميدهند كه

دهانه كوره در پايين قرار گيرد زيرا در اين حالت دهانه كوره باعث مي شود كه

مذاب مس باقيمانده در كوره دو تكه شده و راحتر تخريب و جدا گردد

بعد از اين كه كوره تخليه واز مدار خارج شد هواي احتراق را باز كرده و 4 روز

زمان مي دهند تا كوره سرد شود و در اين مدت زمان توسط تعميرات مكانيك

تويرها باز شده و مشعل را نيز باز مي نمايند.
بعد از اين كه كوره سرد شد دهانه كوره را در پايين قرار داده و درزير كوره

9عدد جك زده مي شود كه اين جكها بايد به فواصل مساوي به يكديگرزده شوند
در اين مرحله از تخريب سعي مي شود كه نسوز منطقه آتشخوار تخريب شود
زيرا تخريب آن راحتر مي باشد.ولي منطقه مذاب بدليل اينكه مواد مذاب بداخل آنها نفوذ

كرده اند آجرها خيلي محكم و به هم چسبيده مي باشند.

بعد ازاينكه آجر منطقه آتشخوار تخريب شد ترك هايي در قسمت هد هاي كوره

ايجاد مي نمايند و سپس كوره را چرخانيده و جك ها را باز نموده حال اگر كوره بالانس

باشد با چرخانيدن كوره نسوز منطقه مذاب و منطقه هدهاي كوره خود به خود تخريب

شده و پايين مي ريزند.و اگر اين نكات به دقت رعايت شود در طي 24 ساعت تخريب كوره

به پايان ميرسد.ولي اگر در حالتي كه كوره آمبولانس باشد يعني با چرخاندن دوباره كوره

برگردد يك مشكل بسيار بزرگ بوجود مي ايد و بايد دستي تمام منطقه كوره را تخريب نمود

كه اين عمل مدت زماني حدود يك هفته بطول مي انجامد.
بعد از اينكه تخريب كوره به پايان رسيد .توسط گروه مكانيك پليت هاي اطراف

دهانه و هر قسمت از كوره كه پليت هاي آن خراب شده اند تعويض مي شود.

بعد از اين مرحله نوبت به چيدن آجر نسوز كوره مي رسد.

نحوه چيدن آجر نسوز كل كوره آند:

جهت شروع آجر چيني ابتدا كوره را طوري قرار ميدهند كه دهانه در بغل قرار گيرد.سپس

كوره را تراز كرده و سپس آجر چيني را از هدهاي كوره شروع مي نمايند.

درهدهاي كوره ازآجرهاي منيزيتي -كروميتي با ابعاد زير استفاده مي شود:

(بر حسب ميلي متر) 76 × 152 × 457
در قسمت هدهاي كوره طبق نقشه بين هرده رديف يك درزانبساطي سرتاسري وبين

هر5آجر يك درزانبساطي باضخامت 3ميلي مترقرار مي گيرد ولي درحال حاظر بدليل

تفافت ضريب انبساط حرارتي آجرها درهر6رديف يك لايه درزانبساطي سرتاسري

وبين هر4آجريك درزانبساطي قرارميگيرد.

درقسمت هدهاي كوره دهانه قرار گرفتن مشعل وجود دارد.كه در اين دهانه ها دورديف

آجربصورت يك لايه داخلي و يك لايه بيروني چيده ميشود.كه ابعاد اين آجرها در اين
منطقه به شرح ذيل ميباشد.
ابعاد آجر در لايه بيروني: 3/114×2/457×50.3/76.4
ابعاد آجر درلايه داخلي: 3/114×2/457×50.8/76.4

دراين دو رديف آجر چيني درلايه بيروني در هر 6 رديف يك لايه درز انبساطي و در
لايه داخلي در هر 5 رديف يك لايه درز انبساطي قرار مي گيرد.

بعد از اين كه آجر چيني هدهاي كوره به پايان رسيد كوره را چرخانده تا دهانه كوره در

پايين قرار گيرد سپس ابتدا آجر نسوز كوره چيده مي شود كه در داخل دهانه 3 آجر بر روي هم قرار مي گيرد كه اين آجرها عرض هاي آنها با هم در تماس اند

بعد از چيدن آجر اطراف دهانه در طول كوره بصورت رديفي آجر چيني كرده و ازدو
طرف كوره به سمت بالا آجر چيني مي نمايند.

همانطور كه قبلا ذكر گرديد آجرهاي منطقه آتشخور “ منطقه مذاب و منطقه تويرها از نظر

ابعاد با هم متفاوت است پس بايد دقت شود در هر منطقه آجر خاص خود را استفاده نمايند

درمنطقه مذاب ابتدا يك لايه آجر شاموتي با ضخامت 64 ميلي متر چيده ميشود و منظوراز

استفاده از اين نوع آجرها اين است

كه ازاتلاف حرارتي كوره جلوگيري

مي نمايد.

محدوده آجرهاي شاموتي از فاصله 130سانتي متري از وسط دهانه كوره شروع مي شود و تا فاصله 40 سانتي متري از لبه

تويرها چيده مي شود

بر روي آجرهاي شاموتي آجرهاي منيزيتي- كروميتي 6/86 چيده مي شود ودر خارج اين
منطقه فقط آجرهاي منيزيتي – كروميتي استفاده مي شود بدين ترتيب كه در منطقه

تويرها آجرهاي تويري با ضخامت 457 استفاده مي شود و در منطقه آتشخوار

آجرهاي 3/83 استفاده مي شود.

پس بايد سعي شود كه در موقع آجر چيني كوره آند اين فواصل و نكات را رعايت نمود

در مرحله اول آجر چيني نسوزه كوره حدود 69 رديف آجر چيني مي شود .

كه قسمتي از اين 69 رديف مربوط به منطقه مذاب و قسمتي مربوط به منطقه

آتشخوار مي باشد.
بعد از اين مرحله در كوره به فواصل مساوي از يكديگر 9 عدد جك بر روي آخرين رديف

زده مي شود و بايد اين جك ها با هم تراز باشند وبايد سعي نمود ابتدا جك ها را فيكس نمود

و سپس از يك طرف جك ها را محكم نمود.

لازم به ذكر است قبل از اينكه جك ها را قرار دهيم بر روي آخرين رديف آجر در منطقه

آتشخوار يك نبشي سرتاسري جوش دهيم تا در موقعي كه جك ها بر روي آخرين رديف

فشار وارد مي نمايندآجر ها در نروند.

بعد از اين كه جكها زده شد از طرف منطقه مذاب آجر چيني را شروع مي نماييم كه در اين

مرحله بايد كوره را بچرخانيم تا از نقطه اي كه آجر چيني را مجددا شروع مينماييم در پايين

قرار گيرد
در اين مرحله مجددا 45 رديف آجر چيده مي شود . حال در اين مرحله جك هاي مرحله دوم

كه تعداد آنها 8 عدد مي باشند زده مي شود مجددا آجر چيني را از آخرين رديفي كه در

مرحله قبل آجر چيني نموده ايم ادامه مي دهيم .

در اين مرحله آجرهاي منطقه تويري چيده مي شود كه فاصله آجرهاي تويري حدود يك

متر مي باشد كه تويرها در وسط قرار مي گيرند.

در اين مرحله بايد در قسمت تپ هول از بيرون يك پليت توسط گروه مكانيك جوش داده شود

سپس از داخل منطقه تپ هول را آجر چيني مينماييم ودر وسط اين آجر ها بايد يك سوراخ با

قطر 7 سانتيمتر تعبيه نماييم. بعد از آجر چيني منطقه تويرها وتپ هول آجر چيني

ادامه دارد و در قسمت زير تويرها در منطقه آتشخوار آجرهاي كوره در هم قفل ميشوند

و آجر چيني به پايان مي رسد
در موقع آجر چيني بدنه كوره بايد نحوه قرار گرفتن درز انبساطي رعايت شود بدين ترتيب

كه در منطقه بدنه كوره طبق نقشه بين هر5آجر يك لايه انبساطي 3 ميلي متر ونيز در هر 7

رديف يك لايه سرتاسري درز انبساطي قرار مي گيرد ولي در حال حاضر در هر 6 رديف

يك لايه درز انبساطي سرتاسري قرار مي گيرد ونيز بين هر 6 آجر يك درز انبساطي قرار

مي گيرد كه نحوه قرار گرفتن درز انبساطي بستگي به ضريب انبساط حرارتي آجر دارد.

همچنين در موقع آجر چيني كوره بر روي هر رديف كه آجر چيده مي شود بايد يك لايه با

ضخامت 5/1 متر ملات ماليده شود و نيز بر روي تپ هول از بيرون يك لايه سيمان

نسوز ماليده مي شود . بعد از پايان آجر چيني كوره تحويل تعميرات مكانيك گرديده تا

تويرهاي كوره را جاسازي نمايد وسر نازل مشعل را در جاي خود قرار دهند.
بعد از جاسازي توير ها شروع به عمليات پيش گرم كردن مي نمايند . بدين ترتيب كه مشعل

را روشن كرده وكم كم شعله را زياد مي نمايند تا كوره كم كم گرم شود كه مدت زمان پيش

گرم شدن كوره 7 روز مي باشد ونشانه گرم شدن كوره اين است كه از دهانه كوره شعله

عملياتي از دهانه كوره نمايان مي باشد.

در منطقه مذاب 66 رديف آجر نسوز 6/82 چيده مي شود .

در منطقه آتشخوار 60 رديف آجر نسوز 3/83 چيده مي شود
در منطقه آتشخوار ابعاد آجرها طبق نقشه دو تيپ مي باشد.
A:381*102*102/83

B:381*152*102/82

در منطقه مذاب نيز دو تيپ آجر مي توان بكار برد .
A: 381*102*102/82

B: 381*152*102/82

طول كوره آند
طول خارجي كوره آند:
L=9144 m
طول داخلي كوره آند بعد از نسوز چيني
L=8102
ب:تعمير نسوز كوره هاي كنورتر:

تعمير نسوز كوره هاي كنورتر در دو حالت انجام مي شود.

حالت اول : تعمير نيمه آجر نسوز كوره هاي كنورتر

حالت دوم : تعمير كلي آجر نسوز كوره هاي كنورتر
تعمير نيمه آجر نسوزه كوره هاي كنورتر
در تعمير نيمه نسوز كنورتر آجرهاي نسوز اطراف دهانه كوره شامل اف ها وسايدها ونسوزمنطقه

تويرهاتعويض مي شود.

جهت اين حالت از تعمير بعد از اينكه كوره از مدار خارج شد حدود 48 ساعت زمان ميدهند

تا كوره سرد شود سپس كوره را چرخانده تا دهانه در قسمت دستگاه پانچ قرار گيرد
حال شروع به تخريب نسوز اطراف اف بالا نموده و تا پشت خط جوش اف بالا آجر را

تخريب مي نمايند بعد كوره تحويل تعميرات مكانيك گرديده و پليت اف بالا تعويض ميگردد.

در مرحله بعد 6 عدد جك در كوره زده ميشود بطوري كه هر طرف 3عدد جك استفاده

مي شود . جاي جك ها طوري است كه يك سر جكها در طرف اف بالا (بالاي آخرين رديفي

كه تخريب مي شود) و سر ديگر جك ها در قسمت بالاي تويرها قرار ميگيرد كه در قسمت
در زير جك ها يك عددتخته سرتاسر قرار مي گيرد

بعد از اينكه جك هارا قرار دادند از جلوي اف بالا تخريب آجر را ادامه داده تا به تويررسيده

وتا 6 رديف پشت تويرها را تخريب نموده كه اطراف تويرها به صورت سرتاسر تخريب انجام مي شود
و در اين مرحله تا نيمه سايدها دو رديف تخريب آجر را داريم

در قسمت اف در جلوي توير ها تا جايي كه آجرهاي سر شكسته شده اند (خورده شده اند )

تخريب آجر را داريم كه حداقل 15 رديف در جلوي تويرها در قسمت اف تخريب انجام ميشود .
بعد از تخريب نسوز اطراف تويرها نوبت به آجر چيني اين قسمت از كوره مي رسد .

نوع آجر نسوز مورد استفاده در كوره هاي كنورتر

آجرهاي مورد استفاده در كوره هاي كنورتر از نوع آجرمنيزيتي – كروميتي مي باشد.

ابعاد آجرهاي مورد استفاده دركنورتر در حالت تعمير نيمه

الف: سايز آجرهاي منطقه تويرها (بر حسب ميلي متر )
78/102*102*457

سايز آجر هاي منطقه سيلندري :

دراين منطقه دو نوع آجر از نظر ابعادي مي توان مورد استفاده قرار داد.

1- 83/ 102*102*381

2- 82/102*102*381

نحوه آجرچيني در تعمير نيمه نسوز كنورتر

از آخرين رديف در پشت تويرها كه تخريب شده آجر چيني را شروع نموده در اين منطقه

11رديف آجر تويري چيده مي شود كه 6 رديف در پشت تويرها و 5 رديف در جلو توير ها

آجر تويري چيده مي شود .سپس با آجرهاي سيلندري آجر چيني را ادامه داده وتا نيمه سايدها

آجر چيني مي نمايند كه اطراف سايدها دو رديف آجر چيني داريم .
بعد از اين مرحله جك ها را باز نموده و در نيمه سايدها بر روي آخرين رديف كه چيده شده

در هر طرف يك جك به صورت افقي زده مي شود.

سپس كوره را چرخانده تا دهانه كوره در قسمت سالن ذوب قرار گيرد سپس نسوز اطراف

اف پايين و نيمه ديگر سايدها تخريب مي شود كه تخريب اف پايين تا خط جوش پليت اف

پايين انجام مي شود كه حدود 17-16 رديف مي باشد.

بعد از تخريب توسط گروه مكانيك پليت اف پايين تعويض گرديد و سپس تعويض اف پايين

توسط مكانيك آجر چيني را از آخرين رديفي كه تخريب نموده اند آغاز مي نمايند و آجر

چيني را ادامه مي دهند و در قسمت نيمه سايدها آجرهاي كوره در هم قفل مي شوند.
بعد از اين مرحله جك ها را باز نموده و توسط تعميرات مكانيك پليت ها جلوي دهانه قرار

داده مي شوند و تويرها جا سازي مي شوند.

بعد از اين مرحله مشعل سيار را از طريق توير در داخل كوره قرار داده و كوره را پيش

گرم مي نمايند.

تعمير نيمه كنورترهر 180 سيكل يك بار انجام مي شود.

لازم به ذكر است در بين هر دو تعمير نيمه اگر آجر هاي منطقه هدها كوره خورده شده

باشد هر وقت كه آجر هاي سر خورده شده باشند آن قسمت را تعويض مي نمايند.

لازم به ذكر است طبق نقشه در منطقه تويرها بين هر6 آجر يك لايه درز انبساطي با

ضخامت 3 متر ودر هر 6 رديف يك لايه سرتاسري درز انبساطي قرار مي گيرد

در خارج منطقه تويرها در ناحيه سيلندري بين هر 5 آجر يك لايه درز انبساطي و در هر

6رديف يك لايه درز انبساطي سرتاسري قرار مي گيرد و نيز بين هر رديف لايه اي از

ملات با ضخامت حداكثر 5/1ميلي متر ماليده مي شود.

حالت دوم :تعمير كلي آجر نسوز كوره دهاي كنورتر.

در تعمير كلي نسوز كوره هاي كنورتر كل آجرهاي كوره عوض مي شود

ابعاد آجرهاي مورد استفاده:

1- منطقه تويرها (بر حسب ميلي متر )
78/102*102*457


2-منطقه سيلندري كوره: در منطقه سيلندري دو نوع آجر مي توان استفاده كرد(از نظرابعاد

با هم متفاوت اند)
82/102*102*381

83/102*102*381
3- منطقه هواهاي كوره
76*152*457
نحوه تخريب آجر نسوز كوره كنورتر در تعمير كلي:

بعد از اين كه كوره از مدار خارج شد 48 ساعت زمان ميدهند تا كوره سرد شودكه در اين

مدت زمان حدود 24 ساعت شير هوا را باز نموده تا كوره زودتر سرد شود.

در مدت زماني كه كوره سرد مي شود توسط تعميرات مكانيك پليت هاي جلوي دهانه برداشته شده وتويرهارانيز باز مي نمايند.

داشته شده و تويرها را باز مي كنند.
سپس عمليات تخزيب را آغاز مي نمايند بدين ترتيب كوره را چرخانده تا دهانه كوره

درجلوي دستگاه پانچ قرار گيرد سپس 8 جك دركوره زده مي شودكه در هر طرف 4 جك

استفاده مي شود. كه اين جكها بايد در محور كوره ودر فواصل مساوي قرار بگيرند.

حال از جلوي اف بالا تخريب را آغاز نموده كه در اين مرحله حدود نيمي از كوره را

تخريب مي نمايند. سپس قسمتي از آجرهاي هدهاي كوره را نيز آزاد كرده و بعد كوره را

چرخانده و جك را باز مينماييم. حال كوره را چرخانده تا بقيه قسمت هاي كوره خودبه خود

تخريب شوند.


deformبعد از تخریب کل کوره توسط تعمیرات اف بالاو پائین وسایدهای کوره و هر قسمت از کوره که پلت آن
شده باشند تعوبض می شوند
نحوه چيدن آجر نسوز كوره هاي كنورتر در تعميركلي نسوز:

در اين حالت كوره را تراز كرده بطوري كه دهانه كوره در طرف دستگاه پانچ قرار گيرد

ابتدا آجر نسوز هدهاي كوره چيده مي شود .در هدهاي كوره بين هر 9 رديف يك لايه درز

انبساطي سرتاسري ودر بين هر 5 آجر نيز يك درز انبساطي 3 ميلي متري قرار دارد

بعد از اين كه آجر چيني هدها به پايان رسيد آجر چيني سطوح جانبي كوره را از منطقه

تويرها شروع نموده و از دو طرف ادامه مي دهند

طبق نقشه در پشت توير ها 6 رديف آجر تويري ودر جلو ي آنها 5 رديف آجر تويري چيده

مي شود ولي درحال حاضر در پشت تويرها در تعمير كلي 11 رديف آجر تويري و در

جلوي آن 5 رديف آجر تويري چيده مي شود .
پس از چيدن آجر تويري آجر چيني را از دو طرف ادامه داده كه در خارج منطقه تويري

آجرسيلندري چيده مي شود .در اين مرحله آجر چيني راتا نيمه كوره ادامه ميدهند و سپس

جك هاي مرحله اول زده مي شوند كه تعداد اين جك ها 8 عدد مي باشند كه در هر طرف

يك عدد جك زده مي شود و سپس از اطراف منطقه مذاب آجر چيني ادامه داده مي شود .

جهت شروع اين مرحله كوره را چرخانده تا از طرفي كه مي خواهيم آجر چيني را شروع

نماييم در پايين قرار گيرد . در اين مرحله تا جايي كه آجر ها در نروند آجر چيني را ادامه

مي دهند و سپس جك هاي مرحله دوم كه تعداد آنها 9 عدد مي باشد زده مي شود.

در اين حالت دهانه كوره در جلوي سالن ذوب ودر بالا قرار دارد و سپس آجر چيني را

ادامه داده ودر قسمت اف پايين آجرهاي كوره در هم قفل ميشوند.
يكي از نكات مهم در چيدن آجر نسوز قرار دادن درز انبساطي در بين آجرها مي باشد كه

در اين قسمت در منطقه تويرها بين هر 6 آجر و هر 6رديف يك لايه سرتاسري درز

انبساطي 3 ميلي متري قرار داده ميشود ودر قسمت سيلندر بين هر 5آجر و هر 6 رديف يك

لايه درز انبساطي سرتاسري قرار مي دهند.

همچنين بين هر رديف يك لايه ملات ماليده مي شود كه حداكثر ضخامت آن 5/1 ميلي متر

است .
طبق نقشه در سطح جانبي كوره كنورتر117 رديف آجر چيده مي شود ودر هدهاي كوره

كنورتر 48 رديف آجر چيده مي شود .
بعد از اين كه آجر چيني كوره به پايان رسيد توسط تعميرات مكانيك پليت هاي جلوي دهانه

قرار داده مي شوند وتويرها نيز جا سازي مي شوند و سپس با قرار دادن مشعل سيار در

كوره كوره را پيش گرم نموده و وارد مدار مي كنند.

تعمير كلي آجر نسوز كوره هاي كنورتر20-18 ماه يك بار انجام مي گيرد

سلام.
من تازه عضو این انجمن شدم و دنبال مقاله ای برای تولید کاربیدهای سمانته در ابعاد صنعتی هستم و با این وبلاگ آشنایی ندارم ، خواهشمندم هرکی پیاممو دید و میتونه بهم کمکی کنه ، دریغ نکنه.

مرسی.

کاربرد [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] بسیار متنوع است، هم در دکوراسیون داخلی و هم فضای بیرونی ساختمان