مهندسی مکانیک

[@gh@m@hdi]

سلام...می خوام سعی کنم مقاله های که برای پروژه هام سرچ می کنم اینحا هم بگذارم تا شاید به درد کسی بخوره

 

[@gh@m@hdi]

ياتا قانها:


ياتاقانها تكيگاه اصلي اجزائ چرخنده پمپ بوده ومعيوب شدن آنها ممكن است موقعيت اجزاء چرخشي پمپ را تغيير دهد كه در اين صورت باعث برخورد قطعات ثابت ومتحرك پمپ مي شود معيوب شدن كلي ياتاقانها ممكن است موجب خم شدن محور پمپ شود و در نهايت موجب شكستگي محور شود و در ساير موارد باعث داغ شدن موضعي قطعات پمپ شود .
ياتاقانهاي لغزشي :
اين ياتاقانها براي تكيه نمودن وحفظ كردن اجزاء چرخشي در هر دو جهت شعاعي و محوري بكار مي روند محافظ شعاعي معمولا شامل پوستهاي سيلندر شكل از مواد و ابعاد مناسب مي باشد كه در محفظه صلب نصب وثابت شده اند.محافظ محوري معمولا ريگهاي صلبي است كه در محفظه ياتاقان نسب شده اند و بوشهاي متحريكي را بصورت سفت ومحكم به اجزاءچرخشي سوار شده ، تحمل مي كند گاهي اوقات اين بوشها را بصورت كروييا مخروطي مي سازند تا محافظت محوري و شعاعي را مهيا سازند .

ياتاقانهاي غلتشي :
ياتاقانهاي غلتشي در واقعه شامل دو عدد ريگ يا حلقه و يك سري ساچمه هستند كه بصورت مماس و به اندازهبين حلقه ها قرار گرفته اند ساچمه ها توسط قفسي كه از صفحات موازي برنجي پلاستيكي يا هر ماده مناسب ديگر ساخته شده اند جدا از هم نگه داشته مي شوند .








roller bearing: 1 outer race, 2 cage, 3 roller, 4 inner race









مزاياي ياتافانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. زماني كه محور تحت بارهاي مداوم و ثابت قرار مي گيرد قسمتهاي تحت بار ياتاقان تحت تنش ثابت قرار مي گيرند كه موجب كاهش خطر معيوب شدن در اثر خستگي مي شوند
2. چناچه ياتاقانهاي لغزشي از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مايع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاري و خنك كاري شوند .
3. توسط روانكاري و روغنكاري مناسب در سرعت هاي بالا ياتاقانهاي لغزشي نسبت به ياتاقانهاي غلتشي مي توانند بارهاي بيشتري را تحمل كنند .
بررسي معايب ياتاقانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. ضريب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر ياتاقانهاي غلتشي است و اين امر موجب اتلاف پر هزينه مي شود
2. غالب ضريب اصطكاك بيشتر دماي روانسازي را تا حدي افزايش مي دهد كه نسب سيستمهاي دقيق وپرهزينه خنك كاري را اجتناب ناپذير مي سازد
بررسي علل خرابي ياتاقانهاي لغزشي
1. روغنكاري نامناسب :اين پديده شامل كيفيت روانساز مورد استفاده و همچنين دفعات تعويض روغن ميباشد
2. خنك كاري نا مناسب روانساز :اين پديده در اثر اشكال در سيستم خنكاري يا قصور اپراتور در باز كردن شير مستقيم مايع خنك كننده قبل از راه اندازي پمپ بوجود مي ايد
3. عدم هم محوري چناچه پمپ جهت تعميير يا نگهداري پياده شود اين اشكال بعد از سوار نمودن آشكار مي شود عدم هم محوري مي تواند در اثر ماندن آلودگي بين پايه ياتاقان و محفظه پمپ ويا با توجه به ناهمواريها در اثر ضربه يا سفت نمودن غير يكسان مهره ها حاصل شود همچنين ممكن است در اثر بار هاي اضافي وارده بر ياتاقانها ،خم شدن محور يا برخورد فلزي بين قطعات ثابتوچرخيدن كه غالبا منجر به سايش زياد و گير پاژ مي شود حاصل گردد. عدم هم محوري، از بيرون خود را توسط حرارت زياد و محفظه ياتاقانآشكار مي سازد
4. پيچهاي شل: منبع ديگر مشكلات كه توسط ياتاقان بوجود مي آيد زماني است كه پيچهاي نگهدارنده پايه ياتاقان بطور يكسان و كافي سفت نشده اند و يا در حين كار پمپ شل شده اند در اين موارد ممكن است ياتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروي رينگهاي پروانه يا آب بند وارد شود

مزاياي ياتافانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. زماني كه محور تحت بارهاي مداوم و ثابت قرار مي گيرد قسمتهاي تحت بار ياتاقان تحت تنش ثابت قرار مي گيرند كه موجب كاهش خطر معيوب شدن در اثر خستگي مي شوند
2. چناچه ياتاقانهاي لغزشي از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مايع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاري و خنك كاري شوند .
3. توسط روانكاري و روغنكاري مناسب در سرعت هاي بالا ياتاقانهاي لغزشي نسبت به ياتاقانهاي غلتشي مي توانند بارهاي بيشتري را تحمل كنند .
بررسي معايب ياتاقانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. ضريب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر ياتاقانهاي غلتشي است و اين امر موجب اتلاف پر هزينه مي شود
2. غالب ضريب اصطكاك بيشتر دماي روانسازي را تا حدي افزايش مي دهد كه نسب سيستمهاي دقيق وپرهزينه خنك كاري را اجتناب ناپذير مي سازد
بررسي علل خرابي ياتاقانهاي لغزشي
1. روغنكاري نامناسب :اين پديده شامل كيفيت روانساز مورد استفاده و همچنين دفعات تعويض روغن ميباشد
2. خنك كاري نا مناسب روانساز :اين پديده در اثر اشكال در سيستم خنكاري يا قصور اپراتور در باز كردن شير مستقيم مايع خنك كننده قبل از راه اندازي پمپ بوجود مي ايد
3. عدم هم محوري چناچه پمپ جهت تعميير يا نگهداري پياده شود اين اشكال بعد از سوار نمودن آشكار مي شود عدم هم محوري مي تواند در اثر ماندن آلودگي بين پايه ياتاقان و محفظه پمپ ويا با توجه به ناهمواريها در اثر ضربه يا سفت نمودن غير يكسان مهره ها حاصل شود همچنين ممكن است در اثر بار هاي اضافي وارده بر ياتاقانها ،خم شدن محور يا برخورد فلزي بين قطعات ثابتوچرخيدن كه غالبا منجر به سايش زياد و گير پاژ مي شود حاصل گردد. عدم هم محوري، از بيرون خود را توسط حرارت زياد و محفظه ياتاقانآشكار مي سازد
4. پيچهاي شل: منبع ديگر مشكلات كه توسط ياتاقان بوجود مي آيد زماني است كه پيچهاي نگهدارنده پايه ياتاقان بطور يكسان و كافي سفت نشده اند و يا در حين كار پمپ شل شده اند در اين موارد ممكن است ياتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروي رينگهاي پروانه يا آب بند وارد شود




مزاياي عمده ياتاقانهاي غلتشي :
1. هزينه اوليه كم مي باشد
2. آنها ميتوانند بدون مراقبت با پريودهاي طولاني كار كنند
3. انها معمولا نيبت به ياتاقانهاي لغزشي با وظيفه مشابه محفظه هاي كوچكتر و كم هزينه اي لازم دارند
4. بمنظور تعويض سريع مي توان از منابع متنوعي استفاده كرد
5. موجب صرفه جويي انرژي مي شوند .تعويض روانساز بدليل ضريب اصطكاك كم به دفعات بسيار كمتري نسبت به ياتاقانهاي لغزشي انجام مي شود و بيشتر ياتاقانهايغلتشي توسط روانكار داخلي با درپوش آببند تهيه شده كه براي عمر كاري انها كافي است .

معايب ياتاقانها غلتشي :
1. حلقه و تمام اجزائ چرخشي در معرض تنشهاي متناوب و سريع مي باشند كه باعث عيب ناشي از خستگي مي شود .
2. بسياري از ياتاقانهاي لغزشي هنگام منتاژ و دمنتاژ نيازمند احتياط زياد و مراقبتهاي ويژه اي هستند
3. نيازمند مراقبتهاي ويژهاي از نظر ميزان روانساز مي باشند (نه كم نه زياد )




روانكاري ياتاقانهاي غلتشي:
روانكاري نا مناسب باعث مي شود ياتاقانها خيلي سريع فرسوده شوند بطور مثال روانكاري بيش از حد مي تواند باعث كوتاه شدن عمر ياتاقان گردد.روانكاري بيش از حد سبب داغ شدن ياتاقانها مي گردد و در نتيجه ميزان اكسيد اسيون روانساز افزايش پيدا مي كند و اين پديده موجب معيوب شدن زودرس ياتاقانها مي شود .
ميايب ناشي از روغنكاري نامناسب خود را به چند روش نشان ميدهد :
1. نبود روانساز در محفظه ياتاقانها
2. وجود آب در روانسازو محفظه ياتاقانها
3. تغيير جلاي حلقه ساچمه ها
4. پريدگي بر روي شيارها و ساچمه ها
5. خراشهاي موئين بر روي حلقه ها
6. و حرارت ايجاد شده در اثر نبود روانساز
براي جلوگيري از اين موارد بسياري از كارخانه هاي سازنده روانكاري با گريس و روغن را توصيه مي كنند.
مزاياي گريس:
1. گريس ميتواند بدون محفظه خاصي ابقاء شود حتي در محورهاي عمودي
2. بعضي گريسها با پايه كلسيم مي توانند عايقي براي رطوبت باشند.
3. بعضي گريسها با پايه ليتيم مي تواند ياتاقان را از خوردگي شيمياي حفظ كنند
4. گريسهاي سنگين، پوششي در برابر مواد آلوده كننده هستند
5. گريسها نسبت به روغنها به دفعات كمتري نياز به تجديد گريسكاري دارند.


معايب گريس كاري:
1. خنك كاري موثر ياتاقانهاي كه با گريس روانكاري مي شوند مشكل است و اين پديده مانعي براي استفاده از گريس در دورهاي بالا مي باشد
2. انتخاب گرانروي گريس با توجه به استفاده ان در دماهاي متغيير قابل توجه مي باشد و در نتيجه گريسها را براي محيطهايي كه نوسانات دمايي زيادي دارند مناسب نمي باشد .
3. مشخص كردن ميزان واقعي گريس براي ياتاقانها بسيار مشكل است و باعث روانكاري زياد يا كم ياتاقانها مي گردد.
روغن : مزاياي عمده روانكاري با روغن:
1. سطح روغن را براحتي مي توان كنترل نمود و ثابت نگه داشت.
2. روغن مي تواند براحتي خنك شود و در واقه استفاده از روغن در دورهاي بالا بسيار مفيد است براي خنك كاري.
3. عمده روغنها داراي گرانروي بالاي هستند و اين امر باعث استفاده انها در رنجهاي متغيير دماي مي شود.
4. تعويض روغن به مراتب اسان تر از تعويض گريس است
5. برخي روغنها ضريب اصطكاك كمتري نسبت به گريس دارند و اين خاصيت باعث كاركرد مناسب انهادر سرعتها بالا مي شود .
معايب روغن:
1. بسيار پر هزينه است چون نياز به مكتنيكال سيل دارد
2. نيازمند تعويضهاي بسيار بيشتر از گريس مي باشد
3. براي محورهاي عمودي نيازمند طراحي دقيق و پرهزينه محفظه ياتاقان مي باشد
4. براي محيطهاي مرطوب و خورنده نسبت به گريس از مرغوبيت كمتري برخودار است

 

[@gh@m@hdi]

ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند؟

نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.

مکان ترمز های ضد قفل

در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.

بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل:

تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.

ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.

در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد:

● حسگر های سرعت

●پمپ

●سوپاپ ها

●کنترل کننده

پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل

حسگرهای سرعت:

سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند

سوپاپ ها:

در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:

●در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد

●در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند

●در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند

پمپ:

چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند

کنترل کننده:

کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.

ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن:

انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم.

کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند.

کنترل کننده می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد.

وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند.

انواع ترمزهای ضد قفل:

ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز به کار رفته بستگی دارد.ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها(تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگر های سرعت اشاره می کنیم:

●ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت:این بهترین طراحی است که در آن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد با این روش کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود.

●سه کانال و سه حسگر:این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای دو چرخ عقب فقط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد.حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد.

در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخ های عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل می کنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخهای عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

●یک کانال و یک حسگر:این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد

این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل هر دو قفل می کنند.در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

این سیستم به سادگی قابل تشخیص است.معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصالT شکل به دو چرخ عقب وصل می شود.شما می توانید حسگر های سرعت را با مشاهده ی اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید

 

[@gh@m@hdi]

غزل ایرانی

امروز تو وب*گردي برخوردم به اين پروژه غزال ايراني كه بچه*هاي دانشگاه تهران كار كردن. كار بزرگي كرده*ان. با اين كمبود امكانات (به خاطر تحريم*ها) يه همچين چيزي ساختن خيلي حرفه. حيفم اومد چيزي راجع بهش نگم. حتمن تا به حال يه چيزايي راجع بش شنيدين. اما متاسفانه مثل بقيه پروژه*ها كه تو ايران كار ميشه، اطلاع*رساني چنداني نشده. با اينكه پروژه سايت رسمي داره، اما چيز زيادي توش پيدا نميشه. اين همه مطلبي بود كه تونستم پيدا كنم.
غزال ايراني اولين خودرو خورشيدي ساخت ايران و خاورميانه است. طراحي اين خودرو به وسيله دانشجوين مهندسي مكانيك دانشگاه تهران و كاملن مشابه يك خودرو واقعي و حتي در مواردي پيچيده*تر از آن انجام شده است.
غزال ايراني يک خودرو تک سرنشين به طول 5 متر، عرض 1.8 متر و حداکثر ارتفاع 1 متر از سطح زمين است. اين خودرو سه چرخ دارد که دو چرخ جلو حامل سيستم ترمز و فرمان، و چرخ عقب چرخ محرک مي باشد. حرکت خودرو از طريق موتور الکتريک In-Wheel تعبيه شده روي چرخ عقب انجام مي شود. موتور انرژي خود رو از باطريهای لیتيوم-يون به وزن 30 کيلوگرم و توان 4000 وات دريافت مي کند. اين باطريها توسط انرژی خورشيد (از طريق از سلولهای خورشيدي به مساحت تقريبي 8 متر مربع و راندمان 18 درصد روی سطح خودرو) شارژ مي شوند. وزن تقريبي خودرو بدون سرنشين 300 کيلوگرم و سرعت ماکزيمم آن حدود 110 کيلومتر در ساعت است. همچنين خودرو با شارژ پر و بدون تابش نور مي تواند حدود 3 ساعت با سرعت 60 کيلومتر در ساعت روي سطح صاف حرکت کند. ضريب درگ هوا براي خودرو در سرعت 100 حدود 0.2 و ضريب ليفت حدود صفر است. شاسي خودرو از فولاد و بدنه آن از فايبرکربن و فايبرگلاس ساخته شده است. ترمزهای خودرو از نوع هيدروليک ديسکي بوده و سيستم فرمان آن رک و پينيون مي باشد.
اخيرن هم گروه غزال ايراني تو مسابقات خودروهاي خورشيدي تو تايوان شركت كرده كه از نتايجش خبري در دست نيست.

 

[@gh@m@hdi]

امواج اولتراسونيك به دسته­ايي از امواج مكانيكي گفته مي­شود كه فركانس نوسانشان بيش از محدوده شنوايي انسان (۲۰Hz-۲۰KHz) باشد. اين امواج بدليل خواصي كه دارند كاربردهاي متنوع و بعضاً جالبي دارند. با محاسبه­ايي ساده مي­توان دريافت كه اگر نقطه­ايي با فركانس ۲۵ كيلوهرتز و دامنه۱۰ ميكرومتر نوسان كند شتاب آن بالغ بر ۲۵ هزار برابر شتاب ثقل مي­شود. اين شتاب و به طبع آن سرعت بالا در مايعات باعث ايجاد كاويتاسيون مي­شود و در هنگام انفجار حبابهاي ايجاد شده فشاري در حدود ۲۰۰ بار ايجاد مي­گردد. از طرف ديگر اگر حركت نسبي با مشخصات فوق ميان دو سطح جامد برقرار شود ازدياد دما باعث جوش خوردن دو سطح به يكديگر مي­شود كه Ultrasonic Welding مي­باشد.
امواج اولتراسونيك مانند ديگر امواج دارای خاصیت شکست، انعکاس، نفوذ و پراش می­باشند. برای توليد اين امواج روشهاي متفاوتي وجود دارد.
مجموعه­هاي اولتراسونيك معمولاً از سه بخش كلي تشكيل مي­شوند: ۱_ مبدل ۲_ بوستر ۳_ تقويت كننده يا هورن. مبدل نقش توليد امواج مكانيكي و تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي را دارد, بوستر و تقويت كننده نيز وظيفه انتقال و تقويت دامنه حركت و رساندن *آن به مصرف كننده را به عهده دارند

 

[@gh@m@hdi]

نکاتی در مورد جوشکاری ساختمانی

پس از زلزله بم و از دست دادن بيش از۲۵۰۰۰تن از هم وطنان عزيزمان وخسارات شديد مالی برآن شدم که مطالبی در اين زمينه تهيه کنم که متاسفانه همان وسواس ذکر شده باعث شد مطلبی درج نشود تا امروز به اين نتيجه رسيدم که اطلاعات آنچنان تخصصی و سطح بالايی رانبايد ارائه بدهم آن هم به اين دليل که متاسفانه آنقدر بی توجهی و بی برنامگی موجود است که عنوان هرنکته ای می تواند بسيار مفيد باشد. چطور می تواند مفيد باشد،بدين خاطر که به نظر اينجانب ما ايرانی ها با اين مکانيزم و سيستم و فرهنگی که هم اکنون بر فکر و زندگی ما حاکم است لازم است تا همه چيز را بدانيم،به عبارتی لازم است تا ساختمان محل زندگيمان را خود بسازيم يا حداقل بر ساخت و کيفيت آن نظارت کنيم چون در غير اين صورت يا کسی برای ما اين کار را نخواهد کرد يا شخصی که مسئول اين کار است تخصص،دقت يا خدای ناکرده تعهد لازم را دارا نيست. از اينجاست که مردم ما به انسانهای همه کاره و صدالبته هيچ کاره تبديل می شوند،انسانهايی که توانايی سرويس و تعميرات جزئی خودرو خود را دارند،رايانه خود را می توانند تعمير يا به روز کنند.ولی در هيچ کاری و بخصوص در شغل اصلی خودشان آن طور که بايد و شايد متخصص و قابل اتکا نخواهند بود. درج اين مطالب بدين معنا نيست که نگارنده خود را از اين امر مستثنی می داند، به هيچ وجه، بلکه باعث افتخار اينجانب است که در اين باتلاق يا منجلاب مشکلات در کنار هموطنان خود بوده و در مبارزه با اين مشکلات با آنها سهيم هستم،شايد خوانندگان عزيز عنوان کنند در جايی که بايد مطالب فنی و صنعتی درج شود چرا چنين بحثی پيش کشيده شده است بدين خاطر که به نظر بنده مسائل فرهنگی دارای نقش بنيادی و اساسی بوده و بحث در مورد آنها ضرورت بيشتری دارد ولی رفع آنها بسيار مشکل و زمان بر است.

از جمله اين مسائل فرهنگی که لازم می دانم در اينجا خاطر نشان نمائم و بسيار مرتبط با عنوان ذکر شده است آن سخنی است که استاد گرانمايه جناب آقای دکتر عکاشه متخصص امور زلزله فرمودند وقتی که خردادماه امسال زمين لرزه بلده تهران را لرزاند ايشان در مصاحبه ای راديويی علاوه بر توضيح مرارتهايی که سالها کشيده اند و علاوه بر بيان توضيحاتی که به مسئولين داده اند بيان کردند زلزله يک امر کاملاًًً** طبيعی وزمينی است و نبايد آن را به يک مسئله آسمانی تبديل کنيم.به عبارتی همانطور که زير باران نمی ايستيم يا بوسيله چتر،بارانی و لباس مناسب خود را از خيس شدن و امراض آتی حفظ می کنيم همانطور نيز بايد خود را در مقابل زلزله ايمن بسازيم.باز اين مسئله فرهنگی از آن جهت حائز اهميت است که خواننده ای که به امر فوق معتقد باشد با کوشش و تلاش مطالبی حتی صدها برابر بهتر از مطالب اين نوشتار را با سعی و تلاش خواهد يافت وبه آنها عمل خواهد کرد ولی کسی که به امر فوق اعتقاد نداشته باشد حتی به توصيه های اين نوشتار نيز عمل نخواهد نمود.

اما نکات يا توضيحات فنی در زمينه امر جوشکاری ساختمانی به شرح زير به استحضار رسانده می شود:

۱-جوشکاری در هوای سرد،محيط کثيف و نمناک باعث کيفيت نامطلوب جوش حاصله خواهد شد.بارها ديده شده است که جوشکاران ساختمانی در هوای حتی بارانی مشغول جوشکاری هستند استدلال جوشکاران يا گاهی سرپرستهای جوشکاری ساختمانی هم اين است که به دليل درجه حرارت بالايی که جوش يا همان قوس الکتريکی دارا می باشد وقتی فولاد را ذوب می نمايد ديگر بخارآب يا حتی خود ذرات باران نمی تواند به آن آسيبی رسانده بطور آنی و بطور کامل ازبين برده خواهد شد،اين استدلال در برخورد اول درست به نظر می رسد ولی در اصل درست نمی باشد به اين دليل که گرچه در حالت جوشکاری فولاد به درجه ذوب رسيده است ولی به دليل انتقال حرارت سريع فولاد و انرژی بسيار زياد مورد نياز فقط حجم کوچکی از درز جوش مورد نظر در حالت مذاب قرار داشته و اين مقدار کم نيز بطور سريع به شکل جامد در می آيد وذرات بخار توليد شده در بين حوش مورد نظر محبوس شده و يک جوش متخلخل يا به اصطلاح کرمو را توليد می کند اين ساختار متخلخل هيچگاه مقاومت يک جوش سالم و بدون تخلخل را از خود نشان نخواهد داد.

با آغاز زمستان مبحث جوشکاری در هوای سرد اهميت پيدا می کند همانطور که در قسمت بالا توضيح داده شد،جوش مقدار کمی از فلز مذاب با دمای بالا است که اين فلز مذاب در تماس با مقدار زيادی فلز غير مذاب با دمايی بيش از هزار درجه پايين تر است در فصل زمستان اين اختلاف درجه حرارت باز هم بيشتر می شود و انرژی گرمايی باز هم سريعتر از منطقه گرم منتقل می شود اين امر باعث ترد و شکننده شدن جوش حاصله می شود که به هيچ وجه مناسب نيست.

کثيفی درز جوش را می تواند بوسيله دو گروه ماده باشد يکی موادی که به آسانی ذوب و تبخير می شوند مثل ضدزنگ يا موادی که به آسانی ذوب نمی شوند مثل خرده های آجر،سيمان و ملات،دسته اول همان حبابها و حفره های ذکر شده در قسمت قبل را ايجاد می کنند و دسته دوم می توانند آخالها و ناخالصی های غير فلزی را تشکيل دهندکه هر دو حالت فوق باعث کاهش استحکام جوش حاصله می شوند.

بنابر توضيحات فوق بايد از جوشکاری در هوای باراني،مرطوب و سرد خودداری کرد و در صورت لزوم بايد محل جوشکاری به وسيله شعله خشک وگرم شود و از بارش باران محفوظ بماند.از جهت ديگر در صورت استفاده از تيرآهنهای ساختمان قديمی برای ساخت ساختمان جديد بايد درز جوشها در فاصله مناسب بطور کامل بوسيله برس سيمی از هر گونه ضدزنگ و ذرات آجر،سيمان و ملات بطور کامل پاک شوند.

 

[@gh@m@hdi]

نامرئي كردن اجسام!
يك محقق ايراني در دانشگاه پنسيلوانيا به كمك يكي از همكارانش، نشان داده است كه مي توان با استفاده از پرتوهاي پلاسمايي اجسام را نامرئي كرد.
ايده نامرئی كردن اجسام تا چندي پيش تنها در سطح داستان هاي علمي تخيلي نظير «مرد نامرئی» ، «چ جي ولز» مطرح بود اما نادر انقطاع و آندرآ آلو از دانشگاه پنسيلوانيا شيوه اي را پيشنهاد كرده اند كه با استفاده از آن مي توان با فناوري هاي موجود، اجسام را تا حد زيادي غير قابل رؤيت ساخت.
به اعتقاد فيزيكدان ها اين روش كاربردهاي متعددي در فناوري هاي نظامي مربوط به مخفي كردن و استتار اجسام خواهد داشت. در گذشته گروه هايي از فيزيكدانان كوشيده بودند با روش موسوم به «روش آفتاب پرست» به استتار اشيا و اجسام دست يابند.
محققان دانشگاه توكيو نيز بر روي نوعي پارچه تحقيق مي كنند كه بر همين مبنا عمل استتار را انجام مي دهد: در داخل اين پارچه دانه هايي نظير رشته تسبيح كار گذارده شده كه مي تواند صحنه اي را كه برروي آن تابانده مي شود منعكس سازد و جسمي را كه اين پارچه بر آن پوشانده شده نظير بدن آفتاب پرست به رنگ محيط درآورد و به اين ترتيب آن را نامرئی سازد.
محقق ايراني و همكارش با انجام محاسباتي نشان داده اند اجسام كروي يا استوانه اي كه با اين قبيل سپرها پوشيده شوند، عملا نور بسيار كمي از خود باز مي تابند. در عمل زماني كه اين اجسام در معرض نور مرئي قرار داده مي شوند، نوري كه از آنها به چشم مي رسد آنقدر اندك است كه عملا ديده نمي شوند.
يك محدوديت اين فناوري آن است كه هر سپر مخصوص تنها براي يك طول موج خاص كار مي كند و به عنوان مثال جسمي كه در زير نور قرمز غيرقابل رويت شده اگر تحت پرتوهاي به رنگ سبز يا آبي قرار گيرد قابل مشاهده خواهد بود. نكته ديگر آنكه سپر نامرئی كننده زماني عمل مي كند كه طول موج تابيده شده نزديك به ابعاد خود جسم باشد. به اين ترتيب در مورد نور مرئي، از اين سپر تنها براي مخفي كردن اجسام ميكروسكوپي مي توان استفاده به عمل آورد. اجسام بزرگتر تنها هنگامي از ديد پنهان مي شوند كه پرتوهاي با طول موج بلندتر به آنها تابيده شود. بنابراين با اين فناوري نمي توان افراد يا خودروها را نامرئی كرد.
اما انقطاع معتقد است كه از اين فناوري مي توان در زمينه هاي ديگر نظير توليد موادي كه از برق زدن و درخشش اجسام جلوگيري مي كنند استفاده به عمل آورد. اين سپرها همچنين مي توانند مانع از تاثير نامطلوب نوري شوند كه از اجسام ريز پراكنده مي شود و به اين ترتيب مي توانند بازده ميكروسكوپها را افزايش دهند. يك كاربرد ديگر اين روش نامرئی كردن ماهواره ها در فضا است

 

[usb]

سلام دوست عزيز .
از اينكه وقت ميذاريد و اين مطالب رو اينجا قرار ميديد متشكرم.

اما يك درخواست داشتم .
موضوع سميناري كه من دارم در مورد كاويتاسيون و علل و آثار ايجاد آن در ملخهاي كشتي ميباشد.

ميخواستم ببينيم شما در اين زمينه منبع يا كلا پروژه يا سميناري سراغ داريد يا خير ؟؟؟؟

و در آخر يك پيشنهاد : اگر مطالب موجود را به همراه تصاوير مربوطه بذاريد خيلي عالي ميشه

 

[@gh@m@hdi]

من هم از شما تشکر می کنم...اگر چیزی پیدا کردم حتما ...

 

[moonomid]

دوست عزیز ممنون
ولی کاشکی تاپیک قبلی پاک نمی شد

 

[amir_hma]

با سلام خدمت همه ی مهندسین.
من برای پروژه درس طراحی اجزا کاتلوگ الکترو موتور می خوام که توانش 10 کیلو وات باشه و دورش 2900 دور بر دقیقه.کسی می تونه کمکم کنه توی انتخاب موتور؟؟؟؟

 

[@gh@m@hdi]

تخریب فلزات با عوامل خوردگی

فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می**شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.
فرایند خودبه*خودی و فرایند غیرخودبه*خودی
خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می**رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می**تواند به حالتهای مختلف گونه*های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می**زند که یک نوع خوردگی و پدیده*ای خودبه*خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می**توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده*ای خودبه*خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می**شود.

بندرت می**توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی*ها و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می**شوند و ما آنها را بازیابی می**کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده *از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می**کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می**کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به *اکسید آلومینیوم می**کنند و سپس با روشهای الکترولیز می**توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه*خودی است و یک فرایند غیرخودبه*خودی هزینه و مواد ویژه*ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه*خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه*خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می**کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می**شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به *اقتصاد است.



جنبه*های اقتصادی فرایند خوردگی
برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می**دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه*هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می**شود.

پوششهای رنگها و جلاها
ساده*ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده *از رنگها بصورت آستر و رویه ، می**توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه*ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده*ای می**توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می**توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ*دهی ، می**توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.
خرین پدیده در صنایع رنگ سازی ساخت رنگهای الکتروستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می**دهند و به *این ترتیب می*توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.
پوششهای فسفاتی و کروماتی
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می**شوند، پوششهایی هستند که *از خود فلز ایجاد می**شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول*اند. با استفاده *از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می**کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط*های خنثی می**توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به *این دلیل فراهم می**شوند که *از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می**توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم*تر می**سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی**تواند از خوردگی جلوگیری کند.


پوششهای اکسید فلزات
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می**کند. بعنوان مثال ، می**توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه*ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می**چسبد و باعث می**شود که *اتمسفر به* آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ*پذیر است و می**توان با الکترولیز و غوطه*وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره*های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره*ها قرار می**گیرد.

همچنین با پدیده *الکترولیز ، آهن را به *اکسید آهن سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می**کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن "سیاه*کاری آهن یا فولاد" می**گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می**شود.
پوششهای گالوانیزه
گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می**گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه*ای که می**خواهیم گالوانیزه کنیم، کاتد الکترولیز را تشکیل می**دهد و فلز روی در آند قرار می**گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده *از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می**دهند و با استفاده *از غوطه*ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه*ای از روی در سطح فلز تشکیل می**شود که به *این پدیده ، غوطه*وری داغ (Hot dip galvanizing) می*گویند. لوله*های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ... مورد استفاده قرار می**گیرند.
پوششهای قلع
قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می**شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می**شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی پایداری می**کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می**شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می**باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می**دهند.




پوششهای کادمیم
این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می**گیرد. معمولا پیچ و مهره*های فولادی با این فلز ، روکش داده می**شوند.


فولاد زنگ*نزن
این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیر آلات مورد استفاده قرار می*گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می**باشد و گاهی نیکل نیز به *این آلیاژ اضافه می**شود.

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می*شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می*شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.




نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره *و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن *و مس *و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می*تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه*های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می*شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک*ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی*های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می*باشد و معمول*ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک* و آبکاری با فلزات دیگر.
اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می*توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می*شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می*گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون*ها یا دریافت می*شوند (احیا) و یا واگذار می*شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد* نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می*گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب*کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می*باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می*شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش*دهی را می*توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می*دهد و در محلول پوشش*دهی به صورت یون مثبت در می*آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون*ها جذب شده و در جهت آن حرکت می*کند.
- این یون الکترون*های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می*کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می*دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می*دهند.
• قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می*شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته*ای که از الکترولیت عبور می*کند متناسب است.
• قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت*های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم*هایی با اکی*والان مساوی از آنهاست.
بر اساس این قوانین مشخص شده است که 96500 کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی*والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون*های لازم برای احیای یون*های فلزی توسط واکنش**های الکتروشیمیایی تامین می*شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:
• ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان*) یا فرایند غوطه*وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه*ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف*تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه*ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می*کند و به شکل یون آهن وارد محلول می*شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می*ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می*شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می*چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی*تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی*شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می*یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس*اندود نمودن فولاد٬ نقره*کاری مس و برنج٬ جیوه*کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع*آوری فلز از حمام*های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

• ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می*کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می*شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می*شوند و روی آنها الکترون باقی می*ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون*ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می*شوند. بنابراین مشاهده می*شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می*شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم*تر است. از روش اتصال برای پوشش*کاری فلزات پیچیده استفاده می*شود.

• روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می*شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می*شود. پتانسیل احیا کننده*ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش*ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب*تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می*توان لایه*هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می*توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی*ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می*توان پوشش*کاری کرد.
آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می*آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه*ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه*های روغنی٬ لایه*های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه*های بالا ایجاد می*شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:
• سمباده*کاری و صیقل*کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می*کنند.
• چربی*زدایی: طی آن چربی*های روی سطح فلزات را می*توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
• پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می*نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می*گیرد.
• آبکشی٬ خنثی*سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی*سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می*مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می*شود.




موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت*های تجاری زیادی را در زمینه*های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از 100 میکرومتر است می*پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده*اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی* و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه*های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره*ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه*ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل*یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین*کننده*ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش*بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.
انواع أبکاری
آبکاری با نیکل
نیکل یکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می*شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز می*گردد این کار در سال 1843 هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقل*پذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوش*پذیر بوده و مغناطیسی می*بلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روش*های شیمیایی متالیزه شده***اند به کار می*رود. مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار می*روند عبارتنداز:
• نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده می*شود.)
• نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می*شود.)
• مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار برده می*شود.)
• مواد ضد حفره*ای شدن (برای جلوگیری از حفره ای شدن به الکترولیتهای نیکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده نامیده می شوند. سابقا از مواد اکسید کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می*شد.)
آبکاری با کروم
روکش*های لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم*کاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد 65% است (برای نقره 88%و نیکل 55%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می*شود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمی*شود. لایه*های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ*کاری و نقاشی را نمی*پذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژن*دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند. به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکش*های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می*دهند و کدر نمی*شوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکش*های کروم تا 500 درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمی**شوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (3+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابه*جایی پتانسیل کروم از 0.717 به 1.36 ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود 1 میکرومتر)که غالبا در کروم*کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی*کنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کروم*کاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوشش*های کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی*پوشانند از این رو کروم*کاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمی*گیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنش*هایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می*نمایند به کار می*روند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده می*شود.
آبکاری با مس
مس فلزی است با قابلیت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسیار خوب جریان برق و گرما. مس از هیدروژن نجیب*تر است و در نتیجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک*دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکننده*ها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل می*کنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل می*شوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگ*های تاریک و یا سبز تشکیل می*شود.
الکترولیت*های آبکاری مس
• الکتر*ولیت*هایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک
• الکتر*ولیت*هایی که فسفات در بر دارند
• الکتر*ولیت*ها ی سیانیدی
الکترولیت*های اسیدی بر پایه سولفات مس به غیر از مس*اندود نمودن مستقیم سرب٬ مس و نیکل برای دیگر فلزات مناسب نیستند. اینها روی آهن٬ آلومینیم و روی به طور مستقیم تولید روکش نمی*کنند اگر در یک الکترولیت اسید اشیایی از جنس آهن٬ آلومینیم و روی فرو ببریم یک لایه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می*شود. این یک لایه پایداری بدون چسبندگی برای لایه*های دیگر خواهد بود. بنابراین قبل از مس*اندود نمودن این فلزات در محیط اسیدی باید حتما یک عملیات مس*اندود نمودن در محیط اسیدی انجام گرفته باشد. الکترولیت*های سیانیدی٬ علی*رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده*اند. پوششهای حاصل از حمام*های سیانیدی دارای توان پوششی خوبی می*باشند٬ آنها دارای دانه*بندی حاصل از چسبندگی فوق*العاده*ای*اند. در نتیجه پدیده*های شدید پلاریزاسیون٬ قدرت نفوذ الکترولیت*های سیانیدی بهتر از حمام های مس*کاری اسید است. الکترولیت*های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش*های زینتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار برده می*شود. موارد کابردی دیگر می*توان مس*کاری سیم*ها و شکل*یابی با برق را نام برد.
آلیاژهای مس
• برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده می*شود.
• برنز: آلیاژی از مس و قلع می*باشد.
آبکاری با روی
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین100 الی 200 درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می*توان به صورت ورقه*های نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتیگراد دوباره شکننده می*شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش*های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می*شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می*باشد.


الکترولیت*های آبکاری روی
• الکترولیت*های اسیدی : اسید سولفوریک - اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک.
• الکترولیت*های بازی : سیانیدی - زنکاتی و پیروفسفات.
قدیمی*ترین نوع روی*کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابین 420 الی 450 درجه سانتیگراد فرو برده می*شود. برای اهداف تزئینی از روی*کاری براق استفاده می*شود. اساسا″ ترکیب حمام*های براق شبیه حمام*های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق*کننده آلی و غیرآلی می*باشند.
معمولا لایه*های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه*ای کاهش می*یابد.
آبکاری با کادمیوم
رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیم*کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده می*باشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود.
الکترولیت*های آبکاری کادمیوم
حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید می*شوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیت*های اسیدی برای کاربردهای ویژه*ای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمام*های فلوئوبرات مبتنی است.
عملیات پسین پوشش*های کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می*یابد. غوطه*ور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لایه*ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم*تر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلول*های اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلول*های کروم*دار٬ لایه*های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می*شود که به طور قابل ملاحظه*ای در مقابل خوردگی لایه را بهتر می*نمایند.
آبکاری با قلع
قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره*ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می*گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می*گذارند. به راحتی لحیم*پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی*گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش*کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم*کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می*شود.

الکترولیت*های آبکاری قلع
• الکترولیت*های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
• الکترولیت*های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می*باشد.
پوشش*های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می*شوند. حمام*های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می*دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می*توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع*اندود شده را بهتر نمود. آبکاری با نقره
نقره فلزی قیمتی (نجیب)٬ به رنگ سفید براق است. اسید کلریدریک٬ اسید سولفوریک و اسید استیک به طور جزیی بر آن اثر می*کند٬ برعکس اسید نیتریک٬ آن را به صورت نیترات نقره حل می*کند. نقره توسط سولفور هیدروژن و ترکیبات دیگر گوگرد تولید سولفور نقره به رنگ سیاه می*نماید. اکسیژن هوا به نقره آسیبی نمی*رساند.همچنین در مقابل اغلب محلول*های نمکی و غذایی نیز مقاومت دارد.


الکترولیت*های آبکاری نقره
حمام*های نقره کاری شامل سیانید ساده نقره٬ کربنات پتاسیم٬ سیانید پتاسیم یا سیانید سدیم می باشد. هنگامی که از سیانید پتاسیم استفاده می*شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لایه*ها براق و حمام*ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش*تری هستند. سیانید قلیایی موجود در الکترولیت تحت تاثیر CO2 موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می*کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می*کند.
پوشش*های نقره که در حمام*های سیانیدی ساده ایجاد می*شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش*کاری برش*کاری نمود. عملیات اجتناب*ناپذیر جلاکاری علاوه بر اینکه قیمت را بالا می*برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می*شوند. در حال حاضر حمام*های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ایجاد لایه*های براق به کار برده می*شوند. این حمام*ها معایب الکترولیت*های ساده را ندارند.
آبکاری با طلا
طلا فلزی* است قیمتی (نجیب)٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می*شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول*های نمکی و اسیدها آسیب ناپذیر است. تنها تیزاب (یک حجم نیتریک و سه حجم اسید کلریدریک) یا اسید کلریدریک با داشتن اکسیدکننده*ها طلا را حل می*کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیت*های طلا مواد شیمیایی کاملا مشخص افزوده می*شود. پوشش*های آلیاژی نقش مهمی در روکش طلای الکترولیتی دارند. همچنین می*توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش*ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد.
طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس*کاری الکتریکی طلا) درزرگری به کار می*رود. ایجاد لایه*هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود 0.01 الی 0.1 میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می*کند. به علاوه رفته رفته لایه*های ضخیم به ویژه در قطعات صنعتی به کار می*برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونیک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنایع فضایی٬ در ساختن وسایل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شیمیایی به عنوان ضدخوردگی.



آبکاری با فلزات گروه پلاتین
به طو کلی پلاتین٬ پالادیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می*نامند. فلزات گروه پلاتین در صنعت مدرن رفته رفته اهمیت پیدا می*کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتین در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتین در صنعت تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنیک٬ در زرگری و در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می*کنند.
آبکاری اجسام غیر هادی
پوشش*کاری مواد غیر هادی (مثلا : شیشه٬ موادمعدنی٬ نیمه*هادیها٬ سرامیک٬ چرم٬ برگ درختان٬ چوب٬ پارچه و مواد پلاستیکی) به روش گالوانیک (الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غیر هادی*ها٬ در ترسیب الکترولیتی نیست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غیرهادی ها بعد از یک آماده*سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان یک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتیجه فلزاندود نمودن مواد پلاستیکی٬ خواص جالب پلاستیک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغییر شکل آسان با کیفیت سطح استثنایی٬ ارزان قیمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش*های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می*آید.
تسویه پساب های صنعتی

نگاه کلی
محلولهایی که در صنعت آبکاری مورد استفاده قرار می*گیرند با اندک تفاوتی مثل یک زهر خطرناک در مورد موجودات عمل می*کنند. پساب*های تولید شده در این کارگاه*ها معمولا سمی هستند. آنها به قدری زهرآگین اند که تزریق مستقیم آنها داخل فاضلاب*ها و کانال*های شهری سبب صدمات جدی می*شوند. بنابراین هدف از تصفیه پساب*ها این است که پساب طوری دور ریخته شود که زندگی حیوانات و یا گیاهان را تحت تاثیر قرار ندهد و طبیعت حفظ شود بدین منظور باید بعد از استفاده از آب*ها ، آنها را تصفیه نموده به طوری که تمام احتیاجات صنعتی و انسانی را رفع کند.
احیای کلی پسابها
اگر انجام کار به وجه مطلوب مورد نظر باشد، استفاده از آب برای آبکشی قطعات به حداقل خود می*رسد. به موازات صرفه جویی در آب و اقتصادی نمودن آن از هدر رفتن مقدار مواد شیمیایی مهم جلوگیری می*شود و بدین ترتیب مسمومیت زدایی نیز به عمل می*آید. به طرق زیر می*توان مقدار پساب*ها را در صنعت پوشش*کاری کاهش داد:
• طولانی نمودن دوره سیکل
• استفاده از حمامهای آبکشی ساکن ، لوله کشی مدار بسته (پمپاژ آب در مدار بسته) و استفاده از آبکشی به طور آبشاری.
• استفاده از مونتاژهای صحیح
• استفاده از مواد ترکننده
روش های سم زدایی
سم زدایی به روش ناپیوسته (ایستا)
در این روش از طریق انبارکردن ، پساب*ها مدت زمان کوتاهی (یک روز یا یک هفته) در منابع جمع می*شود و در این توقفگاه ، عملیات سم زدایی انجام می*گیرد. این روش برای پساب*هایی با مقادیر کوچک، روش کاملا مناسبی است و برای سم زدایی پساب*های غلیظ و رزین های مبادله کننده یونی مورد استفاده قرار می*گیرد. این روش را می*توان به صورت خودکار درآورد.
سم زدایی مستقیم
در این روش قطعاتی که از وان عملیات خارج می*شوند ابتدا در حمام آبکشی ثابت (آبکشی- جمع آوری) وارد شده، سپس وارد یک وان حاوی محلول رفع سمیت می*شوند. محاسن اصلی این روش سم زدایی حتی در مورد کمپلکس های سیانیدی می*باشد که به سختی منهدم می*شوند. زیرا زمان انجام واکنش عملا نامحدود است و می*توان با مقدار زیادی هیپوکلریت که در این روش از بین نرفته و در فرآیند باقی مانده استفاده نمود.
سم زدایی پیوسته
در این حالت کنترل (آنالیز) به روش الکترومتریک صورت می*گیرد. تعیین مقدار اسیدیته و قلیایی ، همچنین تعیین مقدار سیانید و اسید کرومیک توسط الکترودهای مخصوص و به کمک پتانسیومتری صورت می*گیرد. نتایج چنین عملیات اندازه گیری می*تواند توسط یک سیستم چاپگر به طور پیوسته تعیین و همچنین مراقبت مداوم سم زدایی ، انجام گیرد. مراحل بعدی با استفاده از امپولسیون های برقی که توسط دستگاههایی که جهت دور اثر مواد به کار گرفته شده اند، می*باشد. در تمام این حالات قبل از دور ریختن آب ، تمام مراحل به طور اتوماتیک کنترل می*شوند. در پایان هر مرحله ، در صورتی که محلول مورد نظر طبق استاندارد نباشد توسط آژیر خبر داده شده و جریان آب قطع می*شود.
مسمومیت زدایی سیانیدها
بین مواد سمی، سیانیدها خطرناک ترین آنها می*باشند. برای از بین بردن و یا حذف آنها عملا از دو روش استفاده می*شود:
• رسوب دادن آنها به شکل سیانید آهن (کمپلکس قابل حل سخت)
• از بین بردن به طریق اکسیداسیون.
اکسیداسیون توسط کلر و یا هیپوکلریت (آب ژاول ، کلرید آهک) صورت می*گیرد. شرایط اساسی برای انجام اکسیداسیون مطلوب وجود محیط قلیایی قوی است که نباید pH زیر 9 باشد (ترجیحا باید بین 11-10 یا بیشتر باشد). با استفاده از اکسید کننده های قوی ، سیانیدها سریعا به سیانات*ها تبدیل می*شوند. در صورتی که ماده اکسید کننده زیاد باشد، اکسیداسیون سیانات تا تشکیل اسیدکربنیک و ازت ادامه می*یابد. با این روش اکسیداسیون کامل سبب مسمومیت زدایی کلی پساب*ها می*شود.
مسمومیت زدایی اکسید کروم (VI)
خنثی*سازی ساده اکسید کروم (VI) توسط مواد قلیایی کافی نیست، زیرا کرومات*های قلیایی تشکیل یافته قابل حل در آب بوده و مسمومیت کننده هستند، حتی به مقدار اندک نیز (محلول در آب) برای تندرستی خطرناک است بدین علت حتما لازم است که قبلا اکسید کروم (VI) را به اکسید کروم (III) تبدیل و سپس خنثی نمود. از احیا کننده هایی مانند دی اکسید گوگرد ، سولفیت سدیم ، بی سولفیت سدیم ، سولفات آهن (II) و کلرید آهن (II) برای احیای کروم (VI) به کروم (III) استفاده می*شود.
پایان واکنش احیای اسید سولفورو در نتیجه تغییر رنگ محلول از اکسید کروم (VI) از رنگ زرد متمایل به قرمز به رنگ آبی آسمانی- سبز اکسید کروم (III) تشخیص داده می*شود. اگر واکنش احیا توسط سولفات آهن صورت گرفته باشد این تغییر رنگ با یک پوشش شدید رنگ زرد سولفات آهن (II) که تشکیل می*یابد، تشخیص داده می*شود.
خنثی سازی و ترسیب فلزات سنگین
خنثی*سازی از یک طرف pH را به یک مقدار بی*خطر برای پدیده های بیولوژیک تنظیم می*کند و از طرف دیگر با خنثی*سازی ، فلزات سنگین سمی در محلول به نمک های قلیایی و یا هیدروکسیدهایی با قابلیت انحلال کم تشکیل می*یابند و در نتیجه این مواد از پساب*ها جدا می*شوند. سابقا تصور می*شد که در منطقه pH خنثی ، یعنی pH=7 ، تمام فلزات بدون باقیمانده ته نشین می*شوند در حالی که بعدها به این واقعیت پی برده شد که تک*تک فلزات در یک ناحیه مخصوص pH رسوب می*نمایند. در pH خنثی آهن (III) ، آلومینیوم و کروم به طور کلی عملا رسوب می*کنند. مس و روی تا نزدیکی های 5/8=pH و نیکل ، کادمیوم ، سرب و نقره در pH های بالای 9 رسوب می*نمایند. عموما برای رفع این محلولها در این شرایط pH مجاز نیست و باید بعد از فیلتر کردن نسبت به خنثی*سازی محلول اقدام نمود. خنثی*سازی پساب*ها و ته نشین نمودن فلزات سنگین توسط نیترات سود و شیره آهک صورت می*گیرد. برای ترسیب کلی از شیره آهک در صورت وجود همزمان سولفات*ها ، فلوئورها و فسفات*ها استفاده می*شود. واکنش های خنثی*سازی تقریبا بلافاصله صورت می*گیرد ولی ترسیب هیدروکسیدهای فلزی وقت زیادی طلب می*کند. در اکثر اوقات سریع نمودن عملیات ترسیب و یا سدیمانتاسیون هیدروکسیدها ، با اضافه نمودن مواد راسب کننده (اغلب ذرات آلی کلوییدی) صورت می*گیرد.
تصفیه لجن ها
بعد از سم زدایی و خنثی*سازی پساب*ها، یون های فلز که ابتدا در محلول موجود بودند بعدا به صورت لجن هیدروکسید در پساب*ها دیده می*شود. جداسازی این لجن طبق مقررات دولتی اجباری است زیرا در صورت وارد کردن آن در کاتالیزاسیون ممکن است در صورت تغییر احتمالی pH فلزات مربوطه که به صورت رسوب هستند دوباره وارد آب شده و سبب مسمومیت شوند. جداسازی لجن ها منحصرا از طریق سدیمانتاسیون (صاف کردن) و سوسپانسیون صورت می*گیرد.
• سدیمانتاسیون: برای سدیمانتاسیون آب های حاوی لجن راکد، آنها را وارد یک مخزن بات ابعاد مناسب می*کنند. هیدروکسیدهای سنگین در ته مخزن ته نشین شده و از سطح مخزن آب روشن گرفته می*شود ذرات ریز لجن گاه به گاه توسط پمپاژ در مخزنهای مخصوصی که برای لجن ساخته شده*اند جمع آوری می*شوند. بدین ترتیب این آبها 2-1% مواد جامد در بردارند و 99-98% بقیه آب می*باشد. این روش بهترین روش شناخته شده است.
• سوسپانسیون: تصفیه لجن*های با دانه بندی ریز با گذشت زمان تکنیکی*تر شده است. فیلتر پرس ها و انواع دیگر فیلترها در این مورد مطمئن ترند با استفاده از این روش نه تنها لجن ضخیم از لجن های ریز دانه به دست می*آید، بلکه می*توان مستقیما پساب*ها را تصفیه کرد. این لجن های ضخیم تقریبا 80-50% آب در بردارند و به راحتی قابل حمل می*باشند. اگر امکان حمل کردن لجن های ضخیم به یک مرکز جمع آوری زباله و یا کوره ذوب وجود داشته باشد، این بهترین روش برای حل مساله لجن ها خواهد بود.
مبادله کننده های یونی
یون*های آلوده کننده ای که در مبادله کننده*ها جمع می*شوند، طبیعتا ظرفیتشان نامحدود نیست در پایان واکنش ، مبادله به تدریج آهسته می*شود تا بالاخره متوقف می*گردد. برای احیای مبادله*کننده ها کاتیونی ، آنها را در اسیدهای قوی آبکشی می کنند. یون های فلزی بدین ترتیب وارد اسیدی می شوند و هیدروژن جای آنها را می گیرد. برای احیای مبادله*کننده های آنیونی ، آنها را با سود آبکشی می*نمایند تا آنیون*های جمع شده در آن جای خود را به یون*های هیدروکسید بدهند. بدین ترتیب مبادله کننده ها دوباره قابل استفاده می*شوند.




انواع خوردگی

خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack

در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .

خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion

این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching

این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .

خوردگی حفره ای Pitting Corrosion

این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش آغاز می کند .


منبع: فصلنامه كامپوزيت


پرتو نگاری X آثار مفرغی تاريخی

مشاهدات فن*شناسی اشيای هفت*تپه مفرغی به وسيله*ی راديوگرافی
در تصاوير اشيای فلزی هفت*تپه مطلب ويژه*ای درباره*ی فن اين آثار يافته نشد. تنها می*توان به دانسيته*ی متفاوت برخی از اشيا اشاره داشت كه مشخصا وجود آلياژ دو فلز را نشان می*دهند و نوع قالب*گيری كه از روش معمولی قالب دو كفه*ای در *كار ريخته*گری استفاده شده است. اين يافته*ها چندان مهم نيستند. چون می*دانيم كه آلياژ مفرغ از قلع (يا سرب) و مس است و همچنين از شكل خود اشيا نيز می*توان شيوه*ی قالب*ريزی آن را مشخص كرد. در نتيجه در *شناخت فن اشيا با استفاده از راديولوژی به مطلب خاصی پی برده نشد.

آسيب شناسی
تصاوير پرتو*نگاری دارای وسعت و قابليت پاسخ*گويی به پرسش*های گوناگون است. به *ويژه درباره*ی اشيای فلزی كه شديداً دچار خوردگی شده*اند. با استفاده از تصاوير پرتو*نگاری آنچه زير لايه**های رسوبات و بخش*های خورده شده باقی مانده مشخص می*شود. تهيه*یX-Ray (راديولوژی) از همه*ی اشياء مفرغی به جهت شناسايی ساختار مضمحل و تخريب شده*ی برخی از آنها همچنين برای شناسايی ميزان آسيب*های درونی و خوردگی تك*تك اشياء برای انجام آزمايش*های بعدی می*بايست انجام می*گرفت. ساختار اشياء* مفرغی به ويژه آلياژ مس با درصد قلع بالا از اين دست، هم چنين به وجود آمدن شرايط محيطی نامناسب برای اشياء باعث آسيب*های درونی و خوردگی*های پنهان می*شود. تبديل مغز فلزی و لايه نازك ميان جداره*های كناری فلزها به نمك*های معدنی، ساختار فلزی اشياء را به شدت تحت تأثير قرار داده، تا جايی كه اين اشياء بسيار ترد و شكننده و حساس شده*اند و با كوچكترين شوك رطوبتی و حرارتی (دما) نمك*های آن به سطح نفوذ كرده و موجب از بين رفتن شكل كلی و به تدريج همه*ی بخش*های شی می*شود. نمك*های مضر كه به تدريج از نفوذ رطوبت و كلرور خاك و ميل بازگشت به طبيعت فلز به حالت نمك معدنی، نخست به صورت خوردگی ميان*دانه*ای و ميكروسكوپی آغاز می*شود و سپس موجب نفوذ اين نمك*ها به سطح و خوردگی لايه*های نازك درونی و بيرونی و اضمحلال كامل فلز می*شوند. آسيب*های ناشی از خوردگی و بيماری برنز كه در مغز فلز و يا لايه*های درونی نازك اشياء و ايجاد ساختار متخلخل و متزلزل يك شی كه در يك نگاه و با چشم غير مسلح به راحتی قابل شناسايی نيست، تاول*های هيدروژنی و ترك*هايی كه منجر به از هم پاشيده شدن آن می*شود و گاهی به ندرت با چشم غير مسلح قابل شناسايی است و در نهايت به نام بيماری برنز شناخته می*شوند.
معمولاً آغاز فعاليت برگشت*پذيری فلزی به طبيعت از بخش*های خارجی صورت می*گيرد و تا مغز فلزی پيش می*رود. گاهی لايه*های نازك اين اشياء نيز هيدروليز شده و تبديل به پاراآتاكاميت (بيماری برنز) می*شود و گاهی هم به طور كلی تهی از مغز فلزی می*شوند، تنها در برخی اشياء كه انسجام و يكپارچگی بالا همچنين ساختار فلزی با درصد قلع كم از چنين قضيه*ای مستثنی است، كه گاهی اين اشياء نيز در صورت قرار گرفتن در شرايط نامناسب دچار همين پروسه يعنی هيدروليز شدن، ايجاد زنگار و تبديل زنگار به نمك*های مضر و آسيب*رسان می*شوند. با استفاده از تكنولوژی X-Ray كه روشی مناسب برای تشخيص تخلخل، ساختار متزلزل، تاول*های در حال رشد هيدروژنی، نفوذ عمقی ترك*ها، خوردگی داخل مغز فلزی و پنهان به راحتی با اختلاف دانسيته تشكيل شده در روی تصوير قابل شناسايی است. هدف از اين كار با توجه با اين كه آزمايش*های X-Ray هنری، انجام شده تحت شرايط و ضوابط خاص و ويژه*ی اين اشياء و آن هم با امكانات بالا و كافی انجام می*شود، قاعدتاً مطالعات جاری بخوبی مطالعات اصولی، پاسخ*گو نيست. ولی مطالعات X-Ray اشيای مفرغی هفت*تپه بسياری از نادانسته*ها و آسيب*های داخلی كه تنها با چشم مسلح و تجهيزات قابل شناسايی است، هويدا ساخته است و تا همين حد نيز برای انجام آزمايش*های بعدی و چگونگی روش مهار خوردگی و آسيب*ها در اشياء كافی است. البته در آينده با ايجاد امكانات خاص و يا با انتقال اشياء به مكان*هايی كه امكانات لازم و ويژه*ی اين كار را دارند، می*توان اين مطالعات را كامل كرد. به كارگيری يك شيوه*ی علمی در مورد يك شی باستانی به عوامل زيادی بستگی دارد. نخست هدف از اين كار بايد مورد بررسی قرار گيرد كه مشخصاً جهت شناسايی آسيب*های پنهان از چشم، برای اين اشياء به كار گرفته می*شود. نوع آسيب، شكل و اندازه*ی شی، شرايط نگهداري پيشين شی و هم چنين برای شناسايی لايه*هايي كه نقش و نگار بر روي ظروف سفالي، هم چنين فلزي به كار گرفته شده است. و به كار گرفته می*شود. پرتونگاری خود به چند شاخه تقسيم می*شود، از آن جمله X-RD و X-RF و P-IXE وSEM و ايكس ـ ری ( SEM وابسته به اين دانش است). البته اين كاربری*ها تنها بخشی از كاربرد اين اشعه*ی مفيد علمی است، در بخش مرجع به شرح اين كاربری*ها پرداخته شده است.
مشاهدات آسیب*شناسی كه با انجام آزمايش X-Ray مشخص شدند
1ـ* ترك**ها
اغلب تركها بسيار ريز هستند و با چشم غير مسلح ديده نمی*شود. معمولاً با آزمايش متالوگرافی به وضوح ديده می*شوند. در آزمايش X-Rey نيز بسياری از ترك*ها و ريزترك*های هر شي را به خوبی می*توان تشخيص داد. ترك*ها بر روی اشيای مفرغی معمولاً با نفوذ رطوبت، انقباض و انبساط اين اشيا و تغيير ناگهانی دمای محيط رخ می*دهد. ترك در راستای يك دندريت طولی فلز با كمی فعل و انفعالات ايجاد شده، سپس با افزايش فاصله*ی ريز ترك دانه*های اطراف همچنين دندريت*ها شكسته شده و يك ترك به صورت طولی يا عرضی ايجاد می*شود، ترك شاخه*ها*ی (دندريت* فلز) ريخته*گری پس از خوردگی و پيشرفت خوردگی ميان*دانه*ای، از مغز و بخش قطور فلز آغاز شده و به قسمت*های ديگر می*رسند.
گاهی در اثر كنش و واكنش نمك*های داخلی و توليد گاز هيدروژن و فشار اين گاز به ديواره*های پيرامون خود فلز نمك*های معدنی رشد می*كنند. در آغاز ريز ترك*ها ايجاد می*شود و سپس همين ريز*ترك*ها تبديل به *ترك*های درشت طولی و عرضی، آسيب*رسان می*شود. بر همين اساس ترك*های اشيای فلزی به*ويژه برنز بيشتر از كناره و لبه*ی نازك آنها به دليل مقاومت كمتر به تدريج پيش*رفت كرده و تا مقطع و بخش*های ضخيم*تر پيش می*رود.

تصوير راديو*گرافی دو سر*پيكان كه پس از انجام عمليات كامپيوتری، تغيير
دانسيته*ی لايه*های آن نشان داده شده است، تركی در ميانه هر دو سرپيكان ديده* می*شود.

2ـ خورد*
خوردگی در اكثر اشياء وجود دارد. با تابش اشعه* و پرتو*دهی درست و اصولی اين خوردگی به خوبی نمايان می*شوند با رعايت كردن همه*ی ضوابط، برای مشخص شدن ميزان خوردگی اشيا، بسته به شدت تابش پرتو و ضخامت شی همچنين فاصله و عمود بودن منبع تابش بر شی مي*توان تا حدی نتيجه گرفت.
خوردگی*های عميق، گاهی خوردگی و آسيب بر روی شی به نظر سطحی می*آيد و پس از پاكسازی اثری از نمك دیده نمی*شود كه معمولاً عمق برخی از اين خوردگی بيش از آن چيزی است كه فكر می*كنيم، با انجام آزمايشX-Ray می*توان به اين مهم پی برد. نمك*های رويی، نفوذ نمك*ها و خوردگیهای داخلی به سطح است.
عدم وجود مغز فلزی، گاهی به شی بر می*خوريم كه ظاهری بسيار سالم و عاری از هر گونه بيماری دارد، در چنين مواقعی به هيچ عنوان به ذهن بيننده خطور نمی*كند كه شی ممكن است از درون پوسيده و تهی باشد با انجام آزمايش ايكس ـ ری خوردگی*های داخلی و مغز فلزی به خوبی مشخص می*شود.

سر مغار، به شدت هيدروليز شده و در بخش*های روشن از مغز فلزی تهی شده است

پي*سوز مفرغی، تابش پرتو فعاليت
نمك*های خوردگی را به وضوح نشان داده است.

- آن،خواص شیمیایی ،متالورژیکی،فیزیکی و مکانیکی مواد ،.

زن 8-18 در حالت حساس شده بوسیله اسید پلی تیونیک ظرف چند ساعت بشدت خورده میشود.

خورنده اند لکن قدرت خورندگی آنها متفاوت است.مثال:هوا،رطوبت،بخار و گازهای دیگر مثل کلر،آمونیاک،سولفید هیدروژن،دی اکسید گوگرد،اسیدهای معدنی مثل اسید کلریدریک،سولفوریک و نیتریک،اسیدهای آلی مثل اسید استیک و فرمیک
بطور کلی مواد معدنی خورنده تر از مواد آلی میباشند. کاربردهای مفید:1- ماشین کاری بوسیله مواد شیمیایی (نواحی بدون روکش فلزی در معرض اسید قرار داده شده و مقدار لازم فلز اضافی در اسید حل میشود.)این روش در مواردی اقتصادی تر است که قطعات:
از بین بردن ظاهر،مخارج تعمیرات و نگهداری و بهره برداری،خواباندن کارخانه،آلوده شدن محصول،نشت یا از بین رفتن محصولات با ارزش،اثرات بر امنیت و قابلیت اعتماد،مسئولیت عملکرد محصول
کلر مرطوب یا حل شده در آب بشدت خورنده است.عکس این مطلب در مورد تیتانیوم صحیح است.

"با امید آنکه روزی در مملکت ما تحقیق حرف اول را بزند و مسئولین اهمیت بیشتری به اینگونه مسائل بدهند."

چرا فولاد زنگ نزن(stainless steel) نوع 316 ،زنگ می زند؟


در جواب به این سوال ابتدا به معرفی این نوع فولاد می پردازیم.
فولادهای زنگ نزن ( S.S) طبق دسته بندی موسسه آهن و فولاد امریکا ( AISI) به دو گروه سری 300-200 و سری 400 طبقه بندی می شوند که هر سری شامل چندین فولاد با رفتارهای مختلف می باشد.
فولادهای زنگ نزن سری 300-200 آستنیتی ( Austenitic) می باشند که بسیار چقرمه ( tough) و نرم ( ductile ) بوده و نیازی به عملیات حرارتی ندارند در نتیجه این فولادها برای جوشکاری مناسب اند و تحت شرایط عادی اتمسفری نیازی به آنیله شدن ندارند.
این فولادها در برابر خوردگی مقاومند و معمولا غیر مغناطیسی هستند و فقط از طریق کار سرد ( cold work) سخت میشوند.
محدوده کربن در این فولادها 0.08 تا 0.25 درصد، میزان کروم 16 تا 26 درصد و میزان نیکل 6 تا 22 درصد است.
آنچه که در نوع 316 باعث تمایز آن نسبت به انواع دیگر فولاد S.S همچون 304 شده وجود میزان حداکثر 3 درصد مولیبدنیوم در آن می باشد.مولیبدنیوم مقاومت خوردگی این آلیاژ کروم-نیکل را در برابر تخریب اکثر مواد و حلالهای شیمیایی صنعتی بالا برده و همچنین در برابر خوردگی حفره ای ( pitting) حاصل از کلرایدها مقاومت میکند.به همین خاطر نوع 316 مهمترین فولادی است که در محیطهای دریایی استفاده میگردد.
Type Analysis of Stainless Type 316:
1.00% max. Silicon 0.08% max. Carbon
16.00-18.00% Chromium 2.00% max. Manganese
10.00-14.00% Nickel 0.045% max. Phosphorus
2.00-3.00% Molybdenum 0.030% max. Sulfur

دو عامل مهم در خوردگی این نوع فولادها یکی حساس شدن ( sensitization ) و عامل دیگر که باعث زنگ زدن جوشهای آن می شود اکسید زدایی نکردن آن می باشد.حال هر کدام بطور مختصر توضیح داده می شود.

حساس سازی یا حساس شدن (sensitization ):
رسوب (ته نشین شدن) کرباید در مرز دانه ها ،هنگامی که فولادهای زنگ نزن آستنیتی در یک بازه زمانی در محدوده دمای بین 425 تا 870 درجه سانتیگراد(800 تا 1600 درجه فارنهایت) حرارت داده می شوند(بخصوص در جوشکاری) را حساس شدن می گویند.
مدت زمانی که فولاد در این دما قرار میگیرد مقدار کرباید رسوب شده را تعیین میکند.وقتی کرومیوم کرباید در مرز دانه ای رسوب میکند نواحی کناری فورا از کروم تهی میشود.در صورتیکه این ته نشینی و تهی سازی نسبتا پیوسته باشد ،فولاد را نسبت به خوردگی بین دانه ای ( intergranular corrosion) مستعد می سازد.همچنین حساس شدن مقاومت فولاد را در برابر انواع دیگر خوردگی همچون خوردگی حفره ای ( pitting ) ،خوردگی شکافی (crevice corrosion ) و ترک خوردگی تنشی(SCC ) کاهش میدهد.
روش جلوگیری از sensitization
با استفاده از منحنی های حساس سازی دما-زمان میتوان از حساس شدن جلوگیری نمود و تاثیر میزان کربن را روی این پدیده مشاهده نمود.در شکل پايين نمونه ای از اين منحنی ها را برای فولاد ۳۰۴ را مشاهده می تماييد.
روش دیگر جلوگیری از حساس شدن استفاده از فولادهای پایدار( stabilized steels ) همچون 321 و 347 میباشد.اینگونه فولادهای زنگ نزن محتوی تیتانیوم (titanium ) و یا نیوبیوم(niobium ) بوده که میل به ترکیب با کربن دارند و به آسانی کرباید تشکیل میدهند،این موضوع باعث میشود حتی وقتی در طولانی مدت در معرض دمای sensitization قرار بگیرد کروم در حلال باقی بماند .
تنها راه حل اصلاح فولادهای زنگ نزن حساس شده، آنیله کردن آن می باشد.
در جلسات بعد اسید شویی( pickling ) و غیر فعال سازی (passivation ) فولادها شرح داده خواهد شد.




خوردگی یکنواخت ( Uniform Attack)میباشد که معمولا بوسیله یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بطور راههای جلوگیری و کنترل خوردگی یکنواخت:
1- انتخاب مواد و پوشش صحیح
2- بوسیله ممانعت کننده ها
3- حفاظت کاتدی





چدن*
به آلیاژهایی از آهن و کربن که بین ۲ الی ۶/۶۷ درصد کربن داشته باشند، چدن گفته می*شود.

انواع چدن*ها
• چدن*های سفید: در این نوع چدن*ها تمامی کربن بصورت Fe3C (سمنتیت) درمی*آید و هیچگونه کربن آزاد (گرافیت)ی در چدن دیده نمی*شود. مقطع شکسته شدهٔ این نوع چدن*ها سفید نقره*ای رنگ است.
• چدن*های خاکستری: در این نوع چدن*ها تمامی یا قسمت اعظم کربن بصورت آزاد (گرافیت) رسوب می*کند. مقطع بریده شدهٔ این نوع چدن*ها خاکستری رنگ است.
در سیستم آهن-کربن پایدار، تمامی کربن بصورت گرافیت ظاهر می*شود.

انواع چدن*های خاکستری از نظر شکل گرافیت
• چدن*های خاکستری با گرافیت کلوخه*ای یا شکوفه*ای یا چدن*های مالیبل با چکش*خوار
• چدن خاکستری با گرافیت ورقه*ای یا فلسی یا پولکی
• چدن خاکستری با گرافیت کروی یا چدن داکتیل یا SG و یا چدن نشکن
انواع چدن*ها از نظر فاز زمینه
• زمینه فریتی
• زمینه فریتی-پرلیتی
• زمینه پرلیتی



به محلول جامد از نوع بین*نشینی کربن در آهن آلفا α-Fe (آهن مکعبی مرکزپر) فِریت گفته می*شود.
حداکثر غلظت کربن در فریت حدود ۲/. درصد وزنی و در دمای ۷۲۷ درجه سانتیگراد است.
مقاومت کششی فریت در حدود ۴۰۰۰۰ پسی (psi) است.




به مخلوط یوتکتوئیدی فریت و سمنتیت، *پرلیت گفته می*شود. پرلیت تحت یک تحول یوتکتوئیدی از آهن گاما با ۰/۸ درصد کربن در ۷۲۳ درجه سانتیگراد حاصل می*شود.

خواص مکانیکی
مقاومت کششی پرلیت سه برابر فریت است یعنی تقریباً ۱۲۰۰۰۰ psi





سِمِنتیت یا کاربید آهن یک ماده مرکب شیمیایی به فرمول شیمیایی Fe3C دارای ‎۶/۶۷ درصد کربن است. سمنتیت فازی بسیار سخت و شکننده است.









نمودار فازی کربن
گرافیت یکی از آلوتروپ*های کربن است که ساختار لایه-لایه داشته و به رنگ سیاه است. از گرافیت به عنوان الکترودهای کوره، روان کننده، مادهٔ نسوز، قطعات الکتریکی، رنگ*ها، فولادهای پرکربن و چدن*ها و... استفاده می*شود.

 

[@gh@m@hdi]

با سلام خدمت همه ی مهندسین.
من برای پروژه درس طراحی اجزا کاتلوگ الکترو موتور می خوام که توانش 10 کیلو وات باشه و دورش 2900 دور بر دقیقه.کسی می تونه کمکم کنه توی انتخاب موتور؟؟؟؟

شما خیلی راحت می تونید توی کتاب مقاوت مصالح پوپپف فص صراحی شفت این رو پیدا کنید

 

[@gh@m@hdi]

کوره هوفمن
کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره*های مورد استفاده در شاخه*های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می*گیرد. این کوره در گروه کوره*های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.


چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن
کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می*شود و با استفاده از دیواره*ها یا تیغه*هایی به اتاقک*هایی تقسیم می*شود. اتاقک*های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه*ها یا درهایی که در تیغه*های جداکنندهٔ اتاق*ها تعبیه شده*است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق*ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می*گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می*گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می*شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره*ای، کوره*ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت*پاش*ها نیز در سقف قرار دارد.
در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک*ها گرم می*شوند که اصطلاحا پیش*گرمایش نامیده می*شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه*هایی که قبلا تعبیه شده*است حرکت می*کند و به اتاق*های مجاور وارد می*شود و محصولات موجود در آن*ها را پیش*گرم می*کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می*شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می*شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه*های تعبیه شده بین اتاق*ها مکیده می*شود. بنابراین هوا از اتاق*هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته*است حرکت می*کند و باعث خنک شدن محصولات پخته*شده می*شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛
هوایی که در نیم*دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق*های بعدی را پیش*گرم می*کند.
هوایی که در نیم*دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق*های قبلی را خنک می*کند.
با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می*شود و درب آن به بیرون بسته می*شود. در این مرحله، مشعل*ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می*شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.


انواع کورهٔ هوفمان
کوره*های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می*شود:
• کورهٔ حلقوی
• کورهٔ زیگ*زاگ (zig-zag)
• کورهٔ بوکس (Bocks)
• کورهٔ هاریزن (Harrizon)
اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می*شود.

]چدن
________________________________________
چدن (Cast iron)، آلیاژی از آهن- کربن- سیلیسیم (Fe-C-Si) است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از 1/0 درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از 1/0 درصد) بوده و به صورت حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده می*شود.

دید کلی
با وجود کاهش قابل توجه در تولید چدن*ها در طول دهه گذشته، چدن*ها به عنوان مهمترین آلیاژهای ریختگی مورد توجه بوده*اند. محبوبیت ریشه ای چدن*ها در ریخته گری اشکال پیچیده با هزینه*های پایین تولید، قیمت تمام شده نسبتا پایین و محدوده وسیع خصوصیاتی که قابل دسترسی توسط کنترل دقیق ترکیب و سرعت خنک کردن بدون تغییرات بنیانی و اساسی در روش*های تولید، است.
چدن خام
آهن، اغلب از کانه های اکسید یا کربنات که گوگرد، آرسنیک و غیره از آنها زدوده شده باشد با برشته کردن در هوا، و کاهش با کربن تهیه می*شود. کانه آهن با کک و کربنات کلسیم آمیخته شده و در یک کوره بلند که دمای بیشینه آن 1300 درجه سانتیگراد است. گرم می*شود ناخالصیهای عمده اسیدی به کمک سرباره (کلسیم سیلیکات، آلومینات و غیره) خنثی می*شود و توده فلزات مذاب به صورت چدن خام به بیرون جریان می*یابد چدن خام شامل 2 الی 4 درصد کربن و اندکی گوگرد، فسفر و سیلسیم است. چدن مذاب را به صورت خام یا پس از افزودن فلزهای آلیاژ دهنده، برای بهبود خواص چدن، در قالبهایی از ماسه یا فلز و بر حسب نوع مصرف، آنها را به صورت اشکال مختلف در می*آورند.
آلیاژهای چدن
فلزهای آلیاژ دهنده برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده می*شوند. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می*روند و حتی ممکن است در مواردی نیز، مثلا ساخت میل لنگ، جانشین فولاد شوند. در هر حال، با دارا بودن مزایایی از قبیل از قیمت تمام شده تولید پایین توام با قابلیت ریخته گری، استحکام، قابلیت ماشین کاری، سختی، مقاومت در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی، انتقال حرارت و جذب ارتعاش در این آلیاژ آن را از سایر آلیاژهای ریختگی آهنی متمایز ساخته است.
انواع ساختارهای زمینه چدن
اساس خواص مکانیکی چدن به زمینه آن بستگی دارد. به همین دلیل است چدن ها را با عبارت ساختار زمینه آنها برای مثال انواع پرلیتی یا فریتی توصیف می*کنند. مهمترین ساختار زمینه چدن عبارتند از:
فریت
فریت محلول جامد Fe-C است که به طور قابل ملاحظه*ای Si و مقادیر کمتری Ni ,Cu ,Mn در آن حل شده*اند. فریت نسبتا نرم، چکش خوار، استحکام کم، مقاومت به سایش ضعیف، شکست خوب، ضریب هدایت گرمایی نسبتا خوب و قابلیت ماشینکاری خوبی است. یک زمینه فریتی را می*توان به طور ریختگی تولید کرد اما اغلب با عملیات حرارتی باز پخت (تابکاری) می*توان به آن دست یافت.
پرلیت
مخلوطی از فریت و سمانتیت Fe₃C است که توسط واکنش یوتکتیک از استینیت تشکیل شده و نام پرلیت از ظاهر صدف گونه*اش مشتق شده است. پرلیت نسبتا سخت و از چقرمگی کمتری برخوردار بوده و ضریب هدایت گرمایی کم و در ضمن از ماشینکاری خوبی برخوردار است. وقتی فاصله بین دانه*های پرلیت در زمینه کم می*شود خواص مکانیکی افزایش می*یابد مقدار کربن پرلیت در فولادهای غیر آلیاژی 0.8 % است در حالی که در چدنها بسته به ترکیب چدن و سرعت خنک شدن متغیر بوده و حتی می تواند کمتر از 0.5% در چدن های پرسیلسیم باشد.
فریت- پرلیت
ساختار مخلوطی است که غالبا برای رسیدن به خصوصیاتی بینابینی از آنچه که در فوق شرح داده شده به کار گرفته می*شود.
بینیت
این ساختار می*تواند به صورت ریختگی با افزودن عناصر آلیاژی Mo و Ni به مقادیر معین تولید شد. در ضمن جهت اطمینان بیشتر می*توان توسط عملیات حرارتی آستمپر نیز به این ساختار رسید. این آلیاژ، با توجه به صرفه اقتصادی اخیرا توانسته*اند نقش موثری بویژه در مهندسی خودرو، قطعات دنده ها، قطعات انتقال نیرو داشته باشند. مزایای چدن های گرافیت کروی آسمتپر عبارتند از: استحکام کششی بالا توام با چقرمگی، انعطاف پذیری و استحکام خوب، مقاومت به سایش و خراش، ظرفیت بالای جذب صدا و کارکرد، خواص ریخته کری خوب، فرم پذیری نزدیک به شکل نهایی حتی در شکل های خیلی پیچیده، قابلیت ماشینکاری خوب در حالت ریخته و حدود 10% صرفه جویی در وزن در مقایسه با فولاد.
آستنیت
برای پایدار نگاه داشتن این فاز در طول عمل خنک شدن یک عنصر آلیاژی با مقدار زیاد و معینی لازمست. چدن گرافیت ورقه ای و گرفیت کروی آلیاژی (نیکل- سخت) چدن هایی با زمینه آستنیتی و دارای خواص عالی حرارتی مقاومت به خوردگی و نیز غیر مغناطیسی هستند. این زمینه می*تواند خصوصیات چقرمگی خوب، مقاومت به خزش، تنش پارگی تا دمای 800 درجه سانتیگراد و یک محدوده گسترده ای از انبساط حرارتی که تابع از Si موجود در چدن است را نشان دهد.
انواع چدن
چدن ها به دو گروه اصلی تقسیم بندی می*شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدن های سفید و آلیاژهای که برای مقاومت در برابر سایش، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می*گیرند.
چدن های عمومی (معمولی):
این چدن ها جزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و بر اساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم بندی می*شوند:
o چدن گرافیت لایه ای یا چدن خاکستری ورقه*ای
o چدن گرافیت مالیبل یا چدن چکش*خوار
o چدن گرافیت کروی یا چدن نشکن
o چدن گرافیت فشرده یا کرمی شکل
چدن های سفید و آلیاژی مخصوص:
این چدن ها با آلیاژهای چدنی معمولی فرق می*کنند. میزان عنصر آلیاژی در آنها بیش از 3% بوده و لذا آن را نمی*توان توسط مواد افزودنی به پاتیل اضافه کرده و به یک ترکیب پایه استانداردی رسید. این چدن های آلیاژهای به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیت*دار تقسیم بندی می*شوند و به صورت های مقاوم به خوردگی، دمای بالا، سایش و فرسایش می*باشند.
o چدن های بدون گرافیت:
 چدن سفید پرلیتی: مقاوم به سایش
 چدن سفید مارتنزیتی (نیکل-سخت): مقاوم سایش
 چدن پر کرم (33-17 %Cr): مقاوم به خوردگی، سایش و حرارت
o چدن های دارای گرافیت:
 چدن سوزنی: استحکام بالا و مقاوم به سایش
 آستنیتی: شامل دو نوع نیکروسیلال یعنی نیکل سیلسیم بالا و نیکل مقاوم (Ni-resist) و هر دو مقاوم به حرارت و خوردگی
 فریتی: شامل دو نوع چدن، پر سیلسیم (15%) مقاوم در برابر خوردگی و چدن 5%سیلسیم در سیلال مقاوم در برابر حرارت
برخی از کاربردهای چدن*ها:
• در تولید قطعات ریختگی تحت فشار از جمله شیر فلکه ها، بدنه های پمپ قطعات ماشین آلات که در معرض شوک و خستگی هستند، میل لنگ ها، چرخ دنده ها، غلتک ها، تجهیزات فرایند شیمیایی، مخازن ریختگی تحت فشار و...

• برای خودرو و صنایع وابسته به آن مثلا در ساخت مفصل های فرمان، دیسک ترمزها، بازوها، میل لنگ*ها و چرخ دند*ه*ها، صفحه کلاچ*ها و...

• در راه آهن، کشتیرانی و خدمات سنگین و دیگر جاهایی که نیاز به مقاومت در برابر شوک است مثلا در تجهیزات الکتریکی کشتی*ها، بدنه موتور، پمپ ها، بست ها و غیره

• قطعات غیر فشاری برای کاربردهای درجه حرارت بالا برای مثال در ساخت قطعات و جعبه های درگیر با آتش، میله های شبکه، قطعات کوره*ها، قالبهای شمش، قالبهای شیشه، بوته*های ذوب فلز.

• اگر چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، چدن*های نیکل مقاوم و نیکروسیلال و نیکل و کروم بالا به صورت برجسته*ای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص به خودشان هستند. مهمترین کاربرد این چدنها در پمپهای دنده*ای حمل اسید سولفوریک، پمپ*ها و شیرهایی که در آب دریا مصرف می*شوند، قطعات مورد استفاده در سیستم های بخار و جابجایی محلول های آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.