مطالب آموزشی 32

آموزشگاه کامپیوتر

:: ویندوز :: شبکه :: سخت افزار :: نرم افزار آفیس :: امنیت :: عمومی

آموزشگاه موبایل

:: آموزش اندروید :: معرفی موبایل

دانش آموزان 26

دوره آموزش ابتدایی

:: پایه اول :: پایه دوم :: پایه سوم :: پایه چهارم :: پایه پنجم :: پایه ششم

دوره اول آموزش متوسطه

:: پایه هفتم :: پایه هشتم :: پایه نهم

دوره دوم آموزش متوسطه

:: پایه دهم :: پایه یازدهم :: پیش دانشگاهی :: قنی حرفه ای :: کاردانش

علوم پایه

:: ریاضی :: فیزیک :: شیمی :: زیست شناسی

فنی مهندسی 70

:: مهندسی الکترونیک :: مهندسی عمران :: مهندسی برق :: مهندسی کامپیوتر :: مهندسی شیمی :: مهندسی صنایع :: مهندسی معدن :: مهندسی مکانیک :: مهندسی دریا :: مهندسی تاسیسات :: مهندسی کشاورزی :: مهندسی نفت :: مهندسی معماری :: مهندسی طبیعی و محیط زیست :: مهندسی صنایع غذایی

علوم انسانی 70

:: مدیریت :: ادبیات :: حسابداری :: حقوق :: فلسفه :: دسته بندی نشده

پزشکی

:: بیماری‌ها و اختلالات و درمان :: رشته‌های پزشکی و پیراپزشکی :: تجهیزات پزشکی :: تجهیزات پزشکی :: کمک‌های اولیه :: کالبدشناسی انسان

پیوند ها

:: راهنمای خرید :: شماره حساب ها :: شرايط و قوانين :: پرسشهای متداول
تماس با ما
تبلیغات
تعرفه ها
:: بازدید امروز : 1595 بار
:: بازدید دیروز : 3421 بار
:: بازدید کل : 207614 بار
:: مطالب ارسال شده : 96 پست
:: فایل های ارسال شده : 510 پست
:: بروز رسانی : 8 خرداد 1396
:: نسخه سایت: Beta 0.10
خوردگی و مهار آن در سیستم های سه فازی

مقدمه :
خوردگی یکی از مشکلات عمده در صنایع نفت و گاز به شمار می آید که سالانه مبالغ هنگفتی، به خود اختصاص می دهد. وقفه در تولید، زیان هنگفتی چه از نظر تولید هیدروکربن وچه ازنظر هزینه تعمیرات در پی خواهد داشت. بنابراین سلامت تجهیزات در طول عمر مفید آن ها یک مسأله اساسی به نظر می رسد. استفاده از بازدارنده های خوردگی سال هاست که به عنوان یکی از روش های کارآمد در صنایع نفت و گاز به کار گرفته می شود.
در صنعت آب و تصفيه پساب ، آب جزيي از منابع ملي محدود ما تلقي مي شود ، اما بواسطه فرايندهاي جمع آوري ، ذخيره ، پمپاژ ، تصفيه ، انتقال و توزيع كه برروي آن صورت مي گيرد ارزش افزوده قابل ملاحظه اي پيدا مي كند كه بخش كوچكي از آن ، بعنوان هزينه مصرف آب ، براساس نوع تعرفه و ميزان مصرف از مشتركين انشعاب آب شهري دريافت مي شود.
درطي اين فرايندها تجهيزات، مخازن ،خطوط لوله و مسيرهاي انتقال ، شيرالات پمپها و همزن هاي مختلف وساير ابزاروادوات مربوطه ، پيوسته در تماس دائم با آب حاوي مواد ويونهاي مختلف قرارمي گيرد و بنابراين عوامل خوردگي آنها بطور طبيعي همواره وجود دارد. دراغلب موارد ، اين تجهيزات در چنان شرايط محيطي قراردارند كه موجب تشديد سرعت خوردگي و فرسودگي آنها مي شود و بدين ترتيب عمر وكاركرد مفيد آنها بمراتب از عمر طراحي شده كوتاه تر خواهد شد. در اين گونه موارد ، علاوه برخسارتهاي مالي ( وگاهي نيزجاني ) ناشي از تخريب اين تجهيزات معمولا مقاديرقابل توجهي از آب به هدر مي رود و يا مشخصه هاي لازم كيفي خود را از دست مي دهد.
اين درحالي است كه اغلب اين وقايع و خسارات ناشي از آنها را معمولا مي توان با انجام يك سلسله از پيش بيني ها وملاحظات درمرحله طراحي و نيزدرنظرگرفتن برخي از تمهيدات و درمراحل ساخت ، نصب ، اجرا و بهره برداري بطور قابل ملاحظه اي كاهش داد و درضمن ، عمر مفيد تجهيزات و تاسيسات را بهبود بخشيد تخمين هزينه هاي سالانه خوردگي در ايالات متحده بين ۸ بيليون دلار تا ۱۲۶ بيليون دلارمي باشد.
بهر ترتيب، خوردگي زيان اقتصا دي عظيمي است و براي كاهش دادن به كارهای زيادي مي توان انجام داد. اگر اين نكات را در نظر بگيريم كه هر جا فلز و مواد ديگر مورد استفاده قرار مي گيرند خوردگي با درجه وشدتهاي متفاوتي واقع مي گردد، اين رقمهاي بزرگ دلاري چندان غير منتظره نخواهد بود.
در حقيقت اگر خوردگي وجود نداشت اقتصاد جامعة ما بشدت تغيير مي كرد. مثلاً اتومبيلها، كشتيها، خطوط لوله زير زميني و وسايل خانگي احتياج به پوشش نداشتند، صنايع فولاد زنگ نزن از بين مي رفتند و مس فقط براي مقاصد الكتريكي بكار مي رفت. اكثر كارخانجات و محصولاتي كه از فلز ساخته مي شدند از فولاد يا چدن ساخته مي شدند.
اگر چه خوردگي اجتناب ناپذير است، ولي هزينة آنرا به مقدار زيادي ميتوان كاهش داد. مثلاً يك آند ارزان قيمت منيزيم مي تواند عمر تانك آب گرم خانگي را دو برابر كند. شستشوي اتومبيل براي زدودن نمكهاي كه براي يخ بندان روي جاده مي پاشند مفيد است. انتخاب صحيح مواد و طراحي خوب، هزينه هاي خوردگي را كاهش ميدهد. يك برنامه صحيح تعميرات و نگهداري رنگ چندين برابر مخارجش را صرفه جويي ميكند. اينجاست كه مهندسي خوردگي وارد صحنه مي شود و مي تواند موثر باشد – ماموريت اصلي او مبارزه با خوردگي است. جدا از مخارج مستقيم دلاري، خوردگي يك مشكل جدي است زيرا به طور روشني باعث تمام شدن منابع طبيعي ما مي گردد. مثلاً فولاد از سنگ آهن بدست مي آيد، ميزان توليد داخلي سنگ آهن پر عياركه مستقيماً قابل استفاده باشند بشدت كاهش يافته است. توسعة صنعتي سريع بسياري از كشورها نشان مي دهد كه رقابت و قيمت منابع فلزي افزايش خواهد يافت. ايالات متحده ديگر مصرف كنندة اصلي منابع معدني نيست.

فصل اول- آسیب‌شناسی صنعت:
برای شناخت صحیح‌تر خوردگی و اهمیت آن باید به آسیب‌شناسی صنعت پرداخت، زیرا یکی از مهمترین عواملی که گریبانگیر رشد صنایع و به خصوص صنایع ایرانی می‌باشد، عدم درک عمیق مساله خوردگی است. شاید بتوان دو دلیل عمده برای این بی‌عنایتی برشمرد:
در رابطه با ضرر و زیانهای وارد آمده توسط خوردگی به صنایع ، نه تنها آمار مستند بلکه حتی تخمین‌های رسمی مستند و قابل انکار وجود ندارد، لذا مشخص نیست که خوردگی چگونه به آرامی اما بطور مداوم ثروتهای ملی را هدر می‌دهد.
ابعاد فاجعه انگیز خوردگی از نظر اتلاف ماده و انرژی و ضرر و زیانهای زیست محیطی روشن نیست. لذا اکثرا با تصور اینکه مسائل مالی مربوط به خوردگی در بررسیهای مالی- اقتصادی در سر فصل استهلاک دیده می‌شوند، از ابعاد واقعی قضیه بی‌خبر می‌مانند و در نتیجه اهمیت مساله همواره در هاله ای از ابهام باقی می‌ماند.
تعريف خوردگی:
خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يك ماده در اثر واكنش با محيطي كه در آن قرار دارد تعريف مي كنند. بعضي ها اصرار دارند كه اين تعريف بايستي محدود به فلزات باشد، ولي غالباً مهندس خوردگي بايستي براي حل يك مسئله هم فلزات و هم غير فلزات را در نظر بگيرد. سراميكها، پلاستيكها، لاستيك و مواد غير فلزي ديگر نيز منظور شده اند. مثلاً، تخريب رنگ ولاستيك بوسيله نور وخورشيد يا مواد شيميايي، خورده شدن جدارة كوره فولاد سازي، و خورده شدن يك فلز جامد بوسيله مذاب يك فلز ديگر تماماً خوردگي ناميده مي شوند. خوردگي مي تواند سريع يا كند صورت گيرد. فولاد زنگ نزن در حالت حساس شده به وسيله اسيد پلي تيونيك ظرف چند ساعت بشدت خورده مي شود. ريلهاي راه آهن معمولاً به آهستگي زنگ مي زنند- ولي سرعت زنگ زدن آنقدر نيست كه بر كارايي آنها در سالهاي زياد اثري بگذارد. ستون آهني معروف دهلي در هندوستان حدود ۲۰۰۰ سال پيش ساخته شده و هنوز به خوبي روز اول است. ارتفاع آن ۳۲ فوت است.
استاندارد ایزو ۸۰۴۴ ، خوردگی را بدین شکل تعریف می‌کند:
واکنش فیزیکی – شیمیایی متقابل بین فلزومحیط اطرافش که معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است و نتیجه‌اش تغییر در خواص فلز می‌باشد. این تغییرات خواص ممکن است منجر به ازدست رفتن عملکرد فلز ، محیط یا دستگاهی شود که این دو، قسمتی از آن را تشکیل می‌دهند.»
به نظر می‌رسد ظاهر قطعه خورده شده ، این تداعی معنایی را سبب شده باشد. برای بیشتر مردم، خوردگی با مصادیقش شناخته می‌شود، از قبیل زنگ زدگی و سیاه شدن قاشقهای نقره‌ای. در واقع خوردگی همه اینها هست، اما به‌تنهایی هیچ یک نیست. بطور مثال ، زنگ زدگی فقط به خوردگی آلیاژهای آهن اطلاق می‌شود.

مهندسي خوردگی:
مهندسي خوردگي كاربر دانش وفن يا هنر جلوگيري ياكنترل خسارت ناشي از خوردگي به روش اقتصادي و مطمئن ميباشد. براي اينكه مهندس خوردگي به خوبي ازعهده وظايف خود برآيد، بايستي با اصول خوردگي وعمليات مبارزه با آن، خواص شيميايي، متالورژيكي، فيزيكي و مكانيكي مواد، آزمايشات خوردگي، ماهيت محيط هاي خورنده، قيمت مواد اوليه، نحوه ساخت و توليد كامپيوتر و طراحي قطعات آشنا باشد. او همچنين بايستي خصوصيات معمول يك مهندس كه عبارت است از : توانائي ارتباط برقرار كردن با ديگران، صداقت توانايي تفكر و تجزيه تحليل كردن، آگاهي عميق از اهميت خطرات در عمل، عقل سليم يا شعور، منظم و مرتب بودن، و مهمتر ازهمه احساس عميق و صحيح مسائل اقتصادي را دارا باشد.در حل مسائل خوردگي بايستي روشي را انتخاب نمايد كه بيشترين بهره را داشته باشد. خوردگي فلزات را مي توان برعكس متالوژي استخراجي در نظر گرفت.
در متالوژی استخراجي، هدف عمدتاً بدست آوردن فلزاز سنگ معدن و تصفيه يا آلياژسازی آن براي مصارف مختلف مي باشد. اكثر سنگ معدنهاي آهن حاوي اكسيد های آهن هستند و زنگ زدن فولاد به وسيله آب واكسيژن منجر به تشكيل اكسيد آهن هيدارته مي گردد. اگرچه اكثر فلزات موقعي كه خورده ميشوند تشكيل اكسيدهايشان را مي دهند ولي لغت زنگ زدن فقط در مورد آهن و فولاد بكار مي رود. بنابراين ميگوئيم فلزات غير آهني خورده مي شوند و نمي گوييم زنگ مي زنند. محيطهاي خورنده عملاً كليه محيطها خورنده هستند، لكن قدرت خوردگي آنها متفاوت است. مثالهايي در اين مورد عبارتند : از هوا و رطوبت، آبهاي تازه، مقطر، نمكدار، و معدني، آتمسفرهاي روستائي، شهري، و صنعتي، بخار و گازهاي ديگر مثل كلر، آكونياك، سولفور هيدروژن، دي اكسيدگوگرد، و گازهاي سوختني، اسيد هاي معدني مثل اسيد كلريدريك، سولفوريك، و نيتريك، اسيدهاي آلي مثل اسيد نفتنيك، استيك، و فرميك، قليائي ها، خاكها، حلالها، روغن نباتي و نفتي، و انواع و اقسام محصولات غذائي. بطور كلي مواد “معدني” خورنده تر از مواد ” آلي” مي باشند. مثلاً خوردگي در صنايع نفت بيشتر در اثر كلرور سديم، گوگرد، اسيد سولفوريك و كلريدريك و آب است تا بخاطر روغن، نفت و بنزين. كاربرد درجه حرارتها و فشارهاي بالا در صنايع شيميايي باعث امكان پذير شدن فرايند جديد يا بهبود فرايند قديمي شده است، به عنوان مثال راندمان بالاتر، سرعت، توليد بيشتر، يا تقليل قيمت تمام شده. اين مطلب هم چنين در مورد توليد انرژي از جمله انرژي هسته اي، صنايع فضائي و تعداد بسيار زيادي از روشها و فرايند ها صادق است.
درجه حرارتها و فشارهاي بالاتر معمولاً باعث ايجاد شرايط خوردگي شديدتري مي گردند. بسياري از فرايند ها و عمليات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگي غير ممكن يا غير اقتصادي مي باشد.

فصل دوم – ترمودینامیک شیمیایی و خوردگی فلزات:
ترمودینامیک یکی از رشته های فیزیکی – شیمی، است. یکی از ویژگی‌های علم ترمودینامیک این است که می‌تواند پیش‌بینی کند که آیا واکنشهای خاصی رخ خواهند داد یا نه، تعیین زمانی واکنشی که ترمودینامیک ، انجام آن را پیش بینی می‌کند، موضوع علم سینتیک است. خوردگی را می‌توان میل ترمودینامیکی برای بازگشت به اصل خود فلز دانست و آن را چنین توضیح داد:
فلزات اکثرا به شکل ترکیبات شیمیایی در سنگهای معدنی موجود هستند. فلز در این حالت به خاطر وضعیت ترمودینامیکی خود ، حالت پایدار دارد، یعنی از نظر ترمودینامیکی اگر نیرویی از خارج بر سنگ معدن وارد نشود، فلز میل دارد که در سنگ بماند و حالت ترکیبی خود را حفظ نماید. وقتی سنگ معدن از معدن جدا می‌شود، طی فرآیندهای خاصی ، فلز از سنگ استخراج می‌شود و به حالت فلز خالص در می آید.
عمل استخراج فلز ، از نظر شیمیایی یک فرآیند الکترون گیری یا احیا به حساب می‌آید. به این ترتیب فلز موجود در سنگ معدن ، الکترون می‌گیرد و به حالت فلز خالص در می‌آید. اما در اینجا وضعیتی ناگوار وجود دارد: الکترونهایی که طی فرآیند استخراج گرفته شده‌اند، برای فلز به شکل مهمان ناخوانده درمی‌آیند. فلز علاوه بر الکترونهایی که خود دارد، الکترونهای زیادتری را نیز طی استخراج به سوی خود فرا خوانده ، با مهمان کردن الکترونهای اضافی از چنگ سنگ گریخته است. اما این مهمانان تبدیل به ناخواستگانی شده‌اند که فلز دائما در جستجوی راهی برای بیرون راندن آنهاست. به زبان ترمودینامیکی ، بی‌قراری فلز را ناپایداری ترمودینامیکی می‌نامند.
هنگامی که فلز موفق به از دست دادن الکترون می‌شود، واکنش اکسیداسیون رخ می‌دهد و می‌گویند، خوردگی اتفاق افتاده است. وقتی فلز خورده شد، آنچه از واکنش باقی می‌ماند (اصطلاحا محصولات خوردگی) به لحاظ ترمودینامیکی پایدار خواهد بود و از این نظر مانند فلز در حالت معدنی رفتار می‌کند.جالب آنکه از نظر شیمیایی نیز محصولات خوردگی مثل سولفات آهن ، اکسید روی و غیره ، همان ترکیباتی هستند که در سنگ معدن فلز یافت می‌شود.

خوردگی ، یک واکنش طبیعی:
از آنچه گفته شد، می‌توان نتیجه گرفت که خوردگی یک واکنش طبیعی است و انجام می‌شود. اما چنانکه خواهیم دید، خوردگی دارای زیانهای بسیاری است که ما را وادار می‌کند تا ترجیح دهیم این واکنش انجام نشود. انجام نشدن خوردگی مثل آن است که بخواهیم آبشاری به جای آنکه از بالای صخره به پایین بریزد، از پایین به بالا بریزد. اگر چه امکان ندارد که ریزش آبشار را وارونه کنیم، اما خواهیم دید که روشهایی وجود دارند که با استفاده از آنها می‌توان نه تنها خوردگی را مهار کرد، بلکه آن را برعکس نمود.

خوردگی، زيان‌ها و روش‌های كنترل آن:
يكي ازمهمترين عوامل تخريب تجهيزات صنعتي، پديدة خوردگي است كه به عنوان يكي از زيانبارترين آفت‌هاي صنايع مطرح مي‌گردد. اين زيان‌ها به حدي اهميت دارد كه تحقيق در حوزه‌هاي مربوط به فناوري‌هاي كنترل خوردگي، بخش عظيمي از پژوهش‌ها و تحقيقات كشورهاي پيشرفته را به خود اختصاص داده است.
اين مطالعات به تدوين استراتژی‌ها، قوانين، آيين¬نامه¬ها و روش¬های مؤثری
در زمينة پيشگيري و رفع اثرات خوردگي منجرشده كه تحت عنوان “مديريت خوردگي” مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. در كشور ما نيز به دليل جايگيري صنايع نفت، گاز و پتروشيمي، در مناطق مستعد پديده خوردگی،, بررسي اين پديده و مديريت آن، از اهميت فوق‌العاده‌ای برخوردار مي‌باشد:
خوردگي، فرآيندي طبيعي است كه فلزات را مورد حمله قرار مي‌دهد. از آنجايي‌ كه فلزات، مصرف گسترده‌اي در جهان امروزي دارند، خوردگي تبديل به پديده‌اي…

ادامه مطالب در فایل شامل موضوعاتی چون :

  • روش های جدید حفاظت از خوردگی کف مخازن نفت و مایعات گازی
  • مشکلات روش های حفاظت کاتدی
  • روش های جدید حفاظت خوردگی کف مخازن
  • فصل سوم-مهار خوردگی در سیستم های سه فازی چاهها و لوله های گاز
  • روش های کنترل خوردگی
  • بازدارنده های خوردگی
  • روش های اعمال بازدارنده ها
  • جنبه های تئوری حفاظت و کنترل
  • فاکتورهای کلیدی محافظت در سیستم های شیرین
  • پایش خوردگی در روش تثبیت pH
  • فصل چهارم- خوردگي در صنعت آب و روشهاي مهار آن
  • برخي از روشهاي ممكن براي كنترل خوردگي
  • روشهاي پيشگيري و كنترل خوردگي بطور كلي برپنج پايه استواراست
  • آماده سازي و پوشش دادن سطوح فاز
  • معيارانتخاب اقتصادي ترين روش كنترل خوردگی
  • فصل پنجم- کاربردهاي نانوتکنولوژي در کنترل خوردگی
  • فوايد استفاده از اين پوشش‌ها
  • پوشش‌هاي چند لايه‌اي نانويي براي مصارف نظامي و غيرنظامي
  • پوشش‌هاي نانو با يونهاي بازدارنده خوردگي
  • فصل ششم – خوردگی فلزات و حفاظت کاتدی
  • خوردگی فلزات
  • تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی
  • فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی
  • جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی
  • پوششهای رنگها و جلاها
  • پوششهای فسفاتی و کروماتی
  • پوششهای اکسید فلزات
  • حفاظت کاتدی
  • گالوانیزاسیون
  • آب کاری فلز
  • نتیجه گیری
  • منابع

این فایل داری تصویر و جدول می باشد.

تاریخ: 1396/3/8 بازديد: 1,149 ادامه
گاز طبیعی

 مقدمه

اساسا نم زدایی گلایکول شامل استفاده از حلال گلایکول معمولا دی اتیل گلایکول (DEG) یا تری اتیل گلایکول (TEG) می باشد که در یک تماس دهنده با جریان گاز مرطوب تماس پیدا می کند. حلال گلایکول آب را از گاز مرطوب جذب می کند. وقتی جذب شد، ذرات گلایکول سنگین تر می شوند و در انتهای تماس دهنده جمع می شوند جایی که آن ها به بیرون از نم زدا برده می شوند. گازطبیعی که بدین شکل بیشتر ترکیبات آب خود را از دست می دهد، به بیرون از نم زدا انتقال می یاید. حلال گلایکول به همراه تمام آبی که از گازطبیعی جذب کرده است از میان یک دیگ بخار تخصص یافته که به منظور بخار کردن آب باقیمانده طراحی شده است، عبور می کند. وقتی آب موجود در این دیگ بخار به حرارت ۲۱۲درجه فارنهایت می رسد بخار می شود، در حالی که گلایکول تا ۴۰۰ درجه فارنهایت بخار نمی شود. این تفاوت درجه جوش جدا کردن آب از محلول گلایکول را آسان می سازد و امکان استفاده دوباره از آن در فرایند نم زدایی را فراهم می کند.نوآوری جدید در این فرایند، اضافه کردن خازن های جدا کننده فلاش تانک است.

ترکيبات گاز طبيعي خام

۱ – گاز طبيعي خام که از چاههاي مستقل گازي استخراج ميگردد و هنوز فرايندهاي سرچاهي و پالايشي را طي نکرده است عمدتا از هيدروكربور متان بعلاوه گاز اتان و همراه با هيدروكربورهاي ديگر( سنگين و مايع) مانند پروپان – بوتان – و هيدروكربورهاي سنگين تر يا چكيده نفتي (CONDENSATE) بعلاوه بنزين طبيعي ( NATURALGASOLINE) و همچنين مقداري از ناخالصي هاي غير هيدروکربوري شامل بخار آب (H2O), كربن دي اكسيد(CO2) , كربن منواكسيد (CO), نيتروژن (N), هيدروژن سولفيد (H2S), هليوم (HE) كه درصد هر كدام بستگي به نوع مخازن دارد تشكيل شده است .

اين چاهها اصولا قادر به توليد در اندازه هاي تجاري بوده و محصول آنها با نام گاز غير همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نيز شناخته ميگردند گازهاي استخراجي از چاههاي مستقل گازي يا نفت همراه ندارند و يا مقدارنفت همراه آن بسيار ناچيز ميباشد.

گاز طبيعي خام استخراجي از چاههاي مستقل گازي با خود مقداري شن – ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تاسيسات پالايشي در مجموعه تاسيسات سر چاهي و توسط ساينده ها از گاز جدا ميگردند.

دستگاههاي گرمکن موجود در نقاط مشخصي درطول خط لوله تا مرکز جمع آوري نيز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز ميگردند زيرا در صورت نبود اين تجهيزات ترکيبات جامد و نيمه جامد هيدرات هاي گاز طبيعي احتمالي(کريستالهاي يخ) در روند کار سيستم گردآوري ايجاد مشکلات عديده مينمايند.

۲ – گاز طبيعي خام از چاههاي نفت نيز بدو صورت استخراج ميگردد.

الف – در صورتي که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.

ب – در تماس مستقيم ولي جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود .

 مشخصات و مزيتهاي گاز طبيعي

گاز طبيعي(متان – CH4) حاصل از عمليات فرآورش نهايي دارا ي مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا ميباشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختـن يك مترمكعب آن گاز ايـجاد مي شود که بدين ترتيب ارزش حرارتي هر متر مکعب متان تقريبا معادل ارزش حرارتي يک ليتر نفت سفيد ميباشد و به عبارت ديگر چنانچه يک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با ۲۵۲ کيلو کالري انرژي حرارتي آزاد مينمايد که از اين لحاظ در مقايسه با ديگر سوختها بسيار قابل توجه ميباشد . هيدروکربنها با فرمول عمومي CnH2n+2 اجزاء اصلي گاز طبيعي بوده و منابع عمده انرژي ميباشند . افزايش اتمهاي کربن مولکول هيدروكربن را سنگينتر و ارزش حرارتي آن افزونتر ميسازد. ارزش حرارتي هيدروکربنهاي متان و اتان از ۸۴۰۰ تا ۱۰۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آنها مي باشد .

ارزش حرارتي هيدروکربن پروپان برابر با ۲۲۲۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هيدروکربن بوتان برابر با ۲۸۵۰۰ كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي‌ باشد . گاز طبيعي شامل ۸۵ درصد گاز متان و ۱۲ درصد گاز اتان و ۳ درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيـره مي باشد

گاز طبيعي حاصل از ميادين گازي سرخس حاوي متان بادرجه خلوص ۹۸ درصد ميباشد. ارجحيت ديگر گاز گاز طبيعي(متان – CH4) به ساير سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زيرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نميگردد بلکه جالب است بدانيم که ماحصل سوخت اين گاز غالبا آب بهمراه حداقل ميزان دي‌اكسيدكربن در مقايسه با تمام سوختهاي فسيلي ميباشد .

در يک تحقيق از ميزان آلايندگي گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي يافته ها به شرح ذيل بودند . ميزان انتشار co2 در گاز طبيعي ۶/۵۳ درصد، پروپان ۶۷ درصد، بنزين ۷/۷۲ درصد، نفت گاز ۷۶/۲ درصد، نفت کوره ۳/۷۹ درصد و زغال سنگ ۱/۸۲ درصد به ازاي يک واحد گرما(Kg co2/Gj) است لذا با توجه به موارد فوق مي توان از آن به عنوان سوخت برتر – ايمن و سالم در محيطهاي خانگي- تجاري و اداري که داراي فضاهاي بسته و محدود ميباشند استفاده نمود.

دماي احتراق خود به خود گاز طبيعي ۶۴۹ درجه سانتي گراد است. دماي جوش متان ۴۹/ ۱۶۱ درجه سانتي گراد زير صفر است .فرايند تبديل گاز طبيعي به گاز مايع LN G در همين درجه حرارت صورت ميگيرد.

يکي از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزي گاز طبيعي و آبي سوزي شعله تامين هواي کافي است. ميزان هواي لازم جهت هر مترمكعب گاز طبيعي هنگام سوختن حدودأ ۱۰ مترمكعب ميباشد. آبي تر بودن شعله بمعني دريافت بهتر و بيشتر هوا مي باشد.

فرآورش گازطبيعي

مجموعه عمليات پيچيده اي است شامل فرايندهايي بقرار و ترتيب ذيل که در جريان آن بتوان گاز طبيعي را که شامل عمدتا متان بعنوان اصليترين ماده و با درصد خلوص ۸۰ تا ۹۷ ميباشد را بعنوان محصول نهائي پالايش نمود, صمن آنکه در اين فرايندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکيبات ارزشمند مايعات گازطبيعي (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مايع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در رديف اقلام صادراتي نيزبشمار ميايند جداسازي ميگردند.

تفکيک گاز و نفت

گاز همراه با نفت

گازي که همراه نفت است الزاما بايد از آن جدا شود تا نفت خالص و پايدار بدست آيد. در صورتي که نفت و گاز استخراجي از چاه مستقيما به مخازن ذخيره نفت هدايت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداري از آن از منافذ فوقاني مخزن ذخيره خارج شده و در ضمن مقداري از اجزاي سبک و گرانبهاي نفت را هم با خود خارج مي‌کند. از اين رو نفت را پس از خروج از چاه و پيش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکيک نفت و گاز هدايت مي‌کنيم.

عمليات تفکيک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طي فرايندهاي سرچاهي ، انجام مي شود .اين عمل توسط دستگاهي بنام جداکننده سنتي که هيدرو کربورهاي سنگين و مايع را از هيدروکربورهاي سبکتر و گازي تفکيک مينمايد صورت ميگيرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسيرهاي مجزايي هدايت شده تا عمليات تصفيه اي لازم برروي آنها صورت گيرد.

اين دستگاه به شکل يک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نيروي گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط مي‌گردد، و در اين ضمن از سرعت آن نيز کاسته مي‌شود. وقتي فشار و سرعت گاز به مقدار زيادي کاهش يافت بخش انبوهي از گاز ، از نفت جدا مي‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن ديگري هدايت مي‌کنند گازي که از دستگاه جدا کننده خارج مي‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوي مقدار زيادي بنزين سبک(طبيعي) نيز ميباشد. بنزين سبک (طبيعي) به لحاظ آنکه دارا ي ارزش فراواني ميباشد الزاما بايد در مراحل بعدي از گاز طبيعي جدا گردد .

گاز محلول در نفت خام

در مواردي که گاز در نفت خام محلول است مقداري از آن به جهت ماهيت گاز و تحت تاثير کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا ميگردد و سپس اين دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر يک به مجاري مخصوص بخود فرستاده مي شوند.

۱ تفکيک مايعات گازي

اين فرايند اولين مرحله از مجموعه عمليات پالايش گاز طبيعي خام ميباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرايندي سه مرحله اي وجود دارد. زيرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طي فرايند دوم قابليت استفاده مجدد (مکرر) را در فرايند ابتدايي کسب مينمايد و نهايتا در فرايند سوم عناصر تشکيل دهنده و گرانبهاي اين مايعات نيز بايد از خودشان جدا سازي شده و به اجزاي پايه اي تبديل گردند . که اين فرايند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مايع بر روي مايعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگري مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي………………………………

تاریخ: 1395/11/30 بازديد: 969 ادامه
تعريف و کاربرد کمپرسور رفت و برگشتي

تعريف و کاربرد کمپرسور رفت و برگشتي:

کمپرسورهاي رفت و برگشتي از نوع کمپرسورهاي جابجايي مثبت هستند که در آنها گاز در سيلندر واز طريق حرکت رفت و برگشتي پيستون انجام ميشود. كمپرسورهاي رفت و برگشتي از جمله قديمي ترين كمپرسورها مي باشند كه در حال حاضر جايگاه مهمي را در ميان كمپرسورهاي كوچك و متوسط بدست آورده اند. اين نوع از كمپرسورها شبيه تلمبه باد دوچرخه  كار ميكنند.کمپرسورهاي رفت و برگشتي از نظر تعداد مورد استفاده در صنايع، نسبت به ديگر انواع کمپرسورها مقام اول را دارند. اين کمپرسورها براي تمام فشارها از خلا تا حدود psi  ۱۰۰۰۰۰ مناسب هستند و نيز براي مقادير جريان از ۵۲ فوت مکعب بردقيقه تا ۱۰۰۰۰ فوت مکعب در دقيقه به ازاي هر سيلندر طراحي و ساخته میشوند.

راندمان آنها از% ۹۰-%  ۸۰  تغيير مي کند و براي نسبت هاي تراکم بالاتر از ۵ بيشترين راندمان را نسبت به  ديگر انواع دارند.

 

محدودیت ها کمپرسورهای رفت و برگشتی:

علي رغم مزاياي زياد، کمپرسورهاي رفت و برگشتي داراي محدوديتهايي هستند که عبارتند از:

۱- براي سرويسهاي جريان پيوسته با حجم زياد بيش از يک کمپرسور نياز خواهد بود.

۲- غالباً بزرگ و گران بها هستند.

۳- هزينه تعميرات بالايي دارند خصوصاً براي جا به جايي گازهاي داراي ذرات مايع، ذرات

جامد و خورنده.

۴- با توجه به نيروهاي لرزشي بالا، نياز به فونداسيون هاي بزرگ دارند.

در كمپرسورهاي رفت و برگشتي همان گونه كه انتظار ميرود، رفت يا بازگشت پيستون عمل تراكم را انجام مي دهد. در اين حالت موتور تنها در نصف دوره تحت بار قرار گرفته و در نيمه بعدي بدون بار كار مي كند. اين روشكار كردن موتور ميتواند مشكلاتي را براي موتور ايجاد كرده و در كل ميتواند راندمان كاري را پايين آورد. براي رفع اين مشكل معمولا ً در كمپرسورها تراكم هم در عمل رفت و هم در عمل بازگشت انجام ميشود. روش معمول براي اين كار استفاده از دو پيستون در دو جهت مختلف مي باشد. بدين ترتيب هنگامي كه يك پيستون در حال تراكم است پيستون ديگر در حال مكش بوده و درنيم دوره بعد، عمليات هر كمپرسور تعويض مي گردد. اين نوع از كمپرسورها به شكلهاي مختلفي طراحي و ساخته شده اند.

كمپرسورهاي چند مرحلهاي و Double acting در بين كمپرسورهاي رفت و برگشتي داراي بالاترين بازدهي مي باشند. انواع مختلفي از اين كمپرسورها با توانهاي مختلف ساخته شده است.در صورتي که فشار مورد نياز براي گاز خروجي بالا باشد استفاده از يك مرحله تراكم ممكن نيست.

راه حل پيشنهادي در اين مورد، استفاده از دو يا چند كمپرسور پشت سر هم مي باشد كه خروجي متراكم شده در هر كمپرسور وارد كمپرسور بعدي شود. اين روش مقدور بوده و قابل استفاده مي باشد. اما به دليل هزينه بالاي كمپرسورها، طراحان ترجيح مي دهند تا جايي كه ممكن است مراحل تراكم را در تعدادكمتري كمپرسور قرار دهند. به طور مثال زماني كه نياز به دو كمپرسور براي انجام دو مرحله تراكم مي باشد، دو مرحله را در يك كمپرسور قرار داده و به اين ترتيب صرفه جويي قابل ملاحظ هاي در هزينه ساخت كمپرسور صورت ميگيرد.

بايد توجه داشتکه در اثر اعمال فشار به گاز، دماي آن بالا رفته و در صورتي كه همين گاز را بدون تغيير دما وارد مرحله بعدي نماييم، راندمان كاري كمپرسور بسيار كاهش يافته و علاوه بر اين مي تواند مشكلات ديگري را نيز در كمپرسور ايجاد نمايد. به همين دليل لازم است بعد از هر مرحله تراكم و قبل از مرحله بعد دماي گاز را به نحوي كاهش داد.  استفاده از خنك كنندههاي هوايي و مبدل براي اين كار مرسوم بوده و بسيار مورد استفاده قرار مي گيرد. به اين ترتيب گاز متراكم شده در هر مرحله با خنك شدن در اين دستگاه ها قابليت تراكم تا فشارهاي بالاتر را نيز پيدا مي كند.

کمپرسورهای پيستونی در فشارها و وزن های مولکولی متغير به راحتی کار می کنند. اما نياز به تعميرات بيشتر و زيرساختهای بزرگ و پر هزينه استفاده از اين ماشين ها را محدود می کند. اين کمپرسورها قادرند فشارهای فوق العاده را با مقدار جريان اندک تامين کنند. بنابراين کاربرد اصلی اين کمپرسورها برای ايجاد فشارهای خيلی بالاست.به طور معمول بالاترين راندمان كمپرسورهاي رفت و برگشتي از راندمان كمپرسورهاي سانتريفوژي و پيچشي كمتر است. مكش گاز، تخليه گاز متراكم شده از طريق شيرهاي تخليه  و اصطكاك هاي ايجاد شده از جمله عوامل موثر در كاهش بازدهي در اين نوع از كمپرسورها مي باشند. يكي ديگر از عوامل مؤثر در پايين بودن بازدهي اين نوع از كمپرسورها كوچك بودن اندازه اين كمپرسورها است. در كمپرسورهاي كوچكتر نسبت بيشتري از انرژي ورودي به كمپرسور، صرف اصطكاك ايجاد شده در آن ميگردد. به طور كلي اين نوع از كمپرسورها قابل استفاده براي انواع سيستمهاي تبريد بوده كه يكي از دلايل عمده آن،قابليت كار اين نوع از كمپرسورها در فشارهاي متوسط و بالا مي باشد  .به طور كلي كمپرسورهاي چند مرحلهاي كاربرد بسيار بيشتري نسبت به كمپرسورهاي يك مرحلهاي دارند. بحث ايجاد حرارت در اثر تراكم از اهميت خاصي برخوردار است كه براي رساندن بازدهي كمپرسور به حد قابل قبولي بايد به آن توجه كافي نمود.

 

محدوديتها:

براي سرويسهاي جريان پيوسته با حجم زياد بيش از يک کمپرسور نياز خواهد بود غالبًا بزرگ و گران بها هستند هزينه تعميرات بالايي دارند خصوصاً براي جا به جايي گازهاي داراي ذرات مايع، ذرات جامد و خورنده با توجه به نيروهاي لرزشي بالا، نياز به فونداسيون هاي بزرگ دارند./.

 

تعاريف و اصطلاحات:

برای آشنايی با کمپرسور رفت و برگشتی و عملکرد آن داشتن اطلاعاتی راجع به اصطلاحات مهم وکاربردی در صنعت مفيد و ضروری می باشد. در اين بخش به تعريف اهم اين اصطلاحات پرداخته می شود:

ظرفيت:

ظرفيت يك كمپرسور حجم كلي جريان گازي استكه در دما و فشار معين، متراكم و منتقل میشود.برخي اوقات به معناي ميزان جريان حقيقي مي باشد.

ظرفيت واقعی :

مقدار گازي كه در حالت واقعي و تحت شرايط عملياتی معين متراكم و به سيستم تخليه منتقل می شود.

تريپ:

توقف خودكار دستگاهها در شرايط نامطلوب

نشتی :

خروج گاز يا مايع بصورت ناخواسته و ورود آن به هوا از طريق سوراخها و شكافهاي موجود

منحنی عملکرد :

نموداري از خصوصيات عملياتي مورد نظر مثل فشار بر حسب ظرفيت ورودي يا كار شفت بر حسب ظرفيت

کارتريج :

يك ساختار مكانيكي از قطعات مختلف به صورت يكجا كه به عنوان يك قطعه قابل جابجايي است

آژير:

صدايی که برای هشدار دادن به كاربر بدون توقف عمليات ايجاد میشود.

سرعت:

تعداد گردش دور شفت کمپرسور در واحد زمان مي باشد.

سرعت تريپ:

سرعتي كه در صورت رسيدن به آن کمپرسور خود به خود خاموش مي شود.

مرحله :

به گام هايي كه در يك كمپرسور براي متراكم سازي گاز استفاده مي شود مراحل متراكم سازي مي گويند. براي مثال در كمپرسور رفت و برگشتي هر سيلندر و در کمپرسور سانتريفوژ هر پروانه يك مرحله می باشند.

نسبت تراکم:

نسبت فشار مطلق خروجي به فشار مطلق ورودي در كمپرسور

ونت :

محل خروج گازهای اضافی

Drain :

خروج ميعانات در کمپرسورها

Volumetric efficiency :

در کمپرسورهای رفت و برگشتی عبارت است ازحجمی از گاز که در هر بار رفت و برگشت پيستون جابجا میشود. معمولا ً اين حجم ازکل حجم سيلندر خالی کمتر است؛ مثلا اگر حجم گاز جابجا شده در حالت تئوری m۳۱۴۲۰۰ در هر بار جابجائی پيستون بوده و Volumetric efficiency  آ ن ۹۰ % باشد حجم گاز جابجاشده در شرايط عملياتی موجود در سيلندر  m۳ ۱۲۸۰۰ می باشد.

تراكم آدياباتيك :

نوعي از تراكم است كه طي آن هيچ گونه انتقال گرمايي صورت نمي گيرد……………………………..

تاریخ: بازديد: 2,008 ادامه
انواع چدن

انواع چدن

چدن (cast iron) ، آلیاژی از آهن- کربن و سیلیسیم است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از ۰.۱ درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از ۰.۱ درصد) بوده و به حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده می‌شود. عناصر آلیاژی برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده می‌شود. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می‌روند. اساسا خواص مکانیکی چدن به زمینه ساختاری آن بستگی دارد و مهمترین زمینه ساختار چدن‌ها عبارتند از: فریتی ، پرلیتی ، بینیتی و آستینتی. انتخاب نوع چدن و ترکیب آن براساس خواص و کاربردهای ویژه مربوطه تعیین می‌شود.

 

طبفه ‌بندی چدن‌ها

چدن ها به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش ، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

چدن های معمولی (عمومی)

این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

  • چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای: چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام این چدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق می‌شود.خواص چدن های خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیت‌ها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود این‌ها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئی عناصر ، افزودنی‌های آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی و سرعت خنک شدن بستگی پیدا می‌کنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرمایی بالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعات تولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاوم در برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرض تنش‌های حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزایش میزان فریت در ساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدنی بدنه موتورها مشاهده می شود دیواره نازک و لاغر سیلندر دارای زمینه‌ای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقان‌ها زمینه‌ای با پرلیت زیاد را پیدا می‌کند. همچنین در ساخت ماشین آلات عمومی ، کمپرسورهای سبک و سنگین ، قالب‌ها ، میل لنگ‌ها ، شیر فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غیره از چدنهای خاکستری استفاده می‌شود.

 

  • چدن های مالیبل یا چکش خوار: چدن های چکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرق می‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینه‌ای پرلیتی است بازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال می‌شود باعث تولید ساختاری نهایی از توده متراکم خوشه‌های گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی می‌شود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریخته‌گری انتخاب می‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاه می‌شود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح می‌نماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیار کم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند. Te و Bi تشکیل چدن سفید در حالت انجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشه‌های گرافیت می‌شود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت می‌بایستی کنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومت بالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخاب چدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهای آنها در قطعات اتومبیل قطعات کشاورزی ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتریکی و قطعات مورد استفاده در صنایع معدنی است.

 

  • چدن های گرافیت کروی یا نشکن: این چدن در سال ۱۹۴۸ در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعه سریع آن در طی دهه ۱۹۵۰ آغاز و مصرف آن در طی سال های ۱۹۶۰ روبه افزایش نهاده و تولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیایی این چدن به صورت کربن ۳.۷% ، سیلیسیم ۲.۵% ، منگنز۰.۳% ، گوگرد ۰.۰۱% ، فسفر ۰.۰۱% و منیزیم ۰.۰۴% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز می‌سازد. برای تولید چدن گرافیت کروی از منیزیم و سریم استفاده می‌شود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شونده‌هایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ می‌شوند و این باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند که میزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژن‌زداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدن مایع این اطمینان را می‌دهند که باعث کاهش اکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهای این چدن ها در خودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصل‌های فرمان و دیسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیر فلکه‌ها و اتصالات برای طرحهای بخار و شیمیایی غلتکهای خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غیره است.

 

  • چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل: این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیت‌ها به صورت کروی کاذب ، گرافیت تکه‌ای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفت یک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کره‌های گرافیت کامل نشده‌اند یا یک نوع چدن گرافیت لایه‌ای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمده‌اند. ایت چدن ها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن و خاکستری باز کرده است.

ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدن گرافیت فشرده استفاده می‌شود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدن خاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطاف‌پذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینه‌ای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیت ماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرح می‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگی آنها را برای قالبهای شمش‌ریزی مناسب می‌سازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنها برای قطعاتی از جمله سر سیلندرها ، منیفلدهای دود ، دیسکهای ترمز ، دیسکها و رینگهای پیستون شده است.

 

چدن های سفید و آلیاژی مخصوص

کربن چدن سفید به صورت بلور سمانتیت (کربید آهن ، Fe3C) می‌باشد که از سرد کردن سریع مذاب حاصل می‌شود و این چدن ها به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیت‌دار تقسیم می‌شوند و به صورتهای مقاوم به خوردگی ، دمای بالا، سایش و فرسایش می‌باشند.

چدن های بدون گرافیت: شامل سه نوع زیر می باشد:

  • چدن سفید پرلیتی: ساختار این چدنها از کاربیدهای یکنواخت برجسته و توپر M3C در یک زمینه پرلیتی تشکیل شده است. این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولی بی‌نهایت شکننده هستند لذا توسط آلیاژهای پرطاقت دیگری از چدن های سفید آلیاژی جایگزین گشته‌اند.
  • چدن سفید مارتنزیتی (نیکل- سخت): نخستین چدن های آلیاژی که توسعه یافتند آلیاژهای نیکل- سخت بودند. این آلیاژها به طور نسبی قیمت تمام شده کمتری داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهیه شده و چدن های سفید مارتنزیتی دارای نیکل هستند. Ni به عنوان افزایش قابلیت سختی پذیری برای اطمینان از استحاله آستنیتی به مارتنزیتی در طی مرحله عملیات حرارتی به آن افزوده می‌شود. این جدن ها حاوی Cr نیز به دلیل افزایش سختی کاربید یوتکتیک هستند. این چدنها دارای یک ساختار یوتکتیکی تقریبا نیمه منظمی با کاربیدهای یکنواخت برجسته و یکپاره M3C هستند که بیشترین فاز را در یوتکتیک دارند و این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند.
  • چدن سفید پرکرم: چدن های سفید با Cr زیاد ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی ، حرارت و سایش را دارا هستند این چدنها مقاومت عالی به رشد و اکسیداسیون در دمای بالا داشته و از نظر قیمت نیز از فولادهای ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهایی که در معرض ضربه و یا بازهای اعمالی زیادی نیستند به کار برده می‌شوند.

این چدنها در سه طبقه زیر قرار می‌گیرند:

  1. چدنهای مارتنزیتی با Cr %12-28
  2. چدنهای فریتی با ۳۴-۳۰% Cr
  3. چدنهای آستنیتی با ۳۰-۱۵%Cr و ۱۵-۱۰% Niبرای پایداری زمینه آستنیتی در دمای پایین.

طبقه بندی این چدنها براساس دمای کار ، عمر کارکرد در تنش های اعمالی و عوامل اقتصادی است. کاربرد این چدنها در لوله‌های رکوپراتو ، میله ، سینی ، جعبه در کوره‌های زینتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌های ساخت بطری شیشه و کاسه نمدهای فلکه‌ها است……….

 

تاریخ: 1395/11/24 بازديد: 886 ادامه
آمونیاک سازی به روش هابر

به طور کلی تعادل های شیمیایی و مسائل مربوطه، اصول و عوامل دخیل و موثر در برقراری و جا به جایی تعادل ها مورد بحث قرار گرفتند. حال در اینجا به عنوان آخرین مطلب از فصل تعادل شیمیایی قصد داریم شما را با کاربرد یک نمونه از واکنش های تعادلی در صنعت، یعنی ساخت ماده پرارزش آمونیاک آشنا کنیم. با ما همراه باشید.
دست یابی به آمونیاک:
طی سال های متمادی، تعدادی از شیمی دان ها تلاش کردند تا آمونیاک را از هیدروژن و نیتروژن تهیه کنند تا اینکه سرانجام در سال ۱۹۰۴ میلادی یک دانشمند آلمانی به نام فریتس هابر موفق شد به همراه همکارش لروسینول دستگاهی بسازد که در فشارهای ۱۵۰ تا ۲۵۰ اتمسفر و دمای ۵۵۰℃ و در حضور کاتالیزگر اورانیوم می توانست در « مقیاس آزمایشگاهی» آمونیاک تولید کند. به همین دلیل به افتخار این دانشمند به فرایند ساخت آمونیاک طبق واکنش زیر «فرایند هابر» می گویند.
پس از آنکه عملی بودن این روش در آزمایشگاه ثابت شد، کارل بوش دیگر دانشمند آلمانی، موفق به انجام این فرایند در « مقیاس صنعتی» شد و نهایتا نخستین کارخانه آمونیاک سازی، با این روش در سال ۱۹۱۳ در آلمان شروع به کار کرد.

کاربردهای آمونیاک:
از این ماده پرارزش در تهیه کود شیمیایی، مواد منفجره و بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی – تجاری استفاده می شود.

تهیه مواد اولیه مورد نیاز در روش هابر:
نیتروژن مورد نیاز از تقطیر هوای مایع و گاز هیدروژن از طریق عبور بخار آب داغ از روی زغال داغ (C) به دست می آید.
یک روش دیگر برای تهیه گاز هیدروژن، پالایش نفت خام است.

شرایط حاکم بر روش هابر:
فشار:
اگر واکنش تعادلی تولید آمونیاک را در نظر داشته باشید متوجه خواهید شد برای افزایش تولید آمونیاک می توان فشار را زیاد کرد. زیرا با افزایش فشار، تعادل به سمتی جا به جا می شود که مجموع ضرایب استوکیومتری مواد گازی آن کمتر است. بنابراین در فشارهای بالا واکنش در جهت تولید NH3(g) پیش می رود. به همین دلیل تا آنجا که ممکن باشد فرایند هابر در فشارهای بالا انجام می شود. در صنعت روش هابر را در فشاری بین ۱۵۰ تا ۳۵۰ اتمسفر انجام می دهند.
دما:
همان طور که مشاهده می کنید فرایند هابر گرماده است، پس قاعدتا با کاهش دما طبق اصل لوشاتلیه می توان تعادل را به سمت تولید آمونیاک بیشتر جا به جا کرد. اما این روش از دیدگاه صنعتی و اقتصادی به ضرر تولید آمونیاک است زیرا کاهش دما، سرعت واکنش های رفت و برگشت را نیز کاهش داده و سرعت برقراری تعادل بسیار پایین می آید. در صنعت هدف این است که در مدت زمان کمتری آمونیاک مورد نظر بدست بیاید. بنابراین روش هابر در مقیاس صنعتی در دماهای بالا ( حدود ۵۵۰℃ ) انجام می شود.

کاتالیزگر:
در صنعت برای اینکه سرعت برقراری تعادل و در نتیجه سرعت تولید آمونیاک را باز هم بیشتر کنند واکنش مورد نظر را در مجاورت کاتالیزگر آهن (Fe) و اکسیدهای فلزی مانند MgO و Al2O3 انجام می دهند. در واقع کاتالیزگر کمک می کند تا در دماهای به نسبت پایین تر، آمونیاک سریع تر تشکیل شود و در نتیجه NH3(g) به مقدار بیشتر و ارزان تر تولید شود. اگر از کاتالیزگر استفاده نکنیم مجبوریم دما را تا حدود ۱۰۰۰℃ افزایش دهیم، دمای بالا باعث جا به جایی تعادل در مسیر برگشت و تجزیه مقداری از NH3 تولید شده می شود، هم چنین دمای بالا استهلاک دستگاه ها را زیاد کرده و عمر مفید آنها را کاهش می دهد. اما با استفاده از کاتالیزگر می توانیم در دمای پایین تر ( برای مثال حدود ۴۵۰℃ ) به سرعت مطلوب برسیم.

تاریخ: 1395/11/15 بازديد: 1,054 ادامه
تلاش ما در این وب سایت افزایش سطح آگاهی علمی و همچنین فراهم کردن منابع اطلاعاتی برای استفاده در تحقیقات و پروژه های دانش آموزی و دانشجویی می باشد، لذا سپاسگذار خواهیم بود اگر تا حد امکان از منابع سایت تنها در پیشینه تحقیق و مقاله خود استفاده نمائید.