مقالات

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

ترک ها معمولا ناشی از تنش در فلز خط لوله هستند. طیف گسترده ای از دلایل برای شروع ترک وجود دارد، از جمله روش های ساخت که در ابتدا برای تولید لوله استفاده می شد. لوله‌های تولید شده قبل از سال 1970، که جز لوله‌های قدیمی نیز شناخته می‌شوند، از روش‌های تولید قدیمی مانند انواع مختلف جوشکاری به عنوان مثال جوشکاری با کوره و جوشکاری مقاوم در برابر فرکانس های پایین (ERW) استفاده می‌کردند. هر روش تولیدی مزایا و معایب خاص خود را به همراه دارد، از جمله ایجاد حالت های مختلف ترک خوردگی.

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

بعضی از نمونه‌هایی ترک‌های که در خط لوله ایجاد می شود در شکل زیر آورده شده است:

رشد ترک در اثر اعمال نیرو به سه شکل است. در واقع سه مد رشد ترک در این حالت وجود دارد که شامل موارد زیر است:

  • باز شدن در اثر نیروی که عمود بر صفحات ترک است. در اثر این نیرو، تنش کششی در ناحیه ترک ایجاد می شود که به مرور زمان باعث رشد ترک و شکست قطعه می شود. به این مد از شکست، مد باز شوندگی می گویند.
  • رشد ترک در اثر اعمال نیروی موازی با صفحات ترک و عمود بر مسیر رشد ترک. اعمال چنین نیروی به ترک باعث لغزش و در ناحیه ترک شده که نتیجه آن شکست قطعه است. این مد شکست، مد برش درون صفحه ای نامیده می شود.
  • آخرین حالت رشد ترک، حالت پارگی است. در این مد نیرو هم با صفحات ترک و هم مسیر رشد ترک موازی است که به آن مد، برش خارج صفحه ای می گویند.

شکل زیر شماتیک سه مد اصلی رشد ترک را نشان می دهد:

بسیاری از تست های آزمایشگاهی و میدانی، اثر بخشی تعمیرات کامپوزیتی ترک‌های را که به صورت محوری روی خط لوله ایجاد شده اند را نشان می دهد.

تعمیرات کامپوزیتی ترک ها در صورت طراحی و اجرای درست که شرکت فراسطح زرفام در آن تخصص دارد، دارای دو مزیت اساسی زیر است:

  • انتشار و گسترش رشد ترک را متوقف می کند.
  • بخشی از بار وارده به لوله ها را نیز تحمل می کند.

یکی از مشخصه های اساسی برای طراحی یک تعمیر کامپوزیتی موثر برای یک ترک محوری، خواص مکانیکی کامپوزیت است. در صورت طراحی درست، کامپوزیت بار را بر خلاف فلز تحمل می کند و از رشد ترک جلوگیری می کند.

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

کاربرد کامپوزیت در ترمیم لوله های ترک خورده

اگر سیستم تعمیر درست با چسب و رزین مناسب و با استفاده از روش‌های نصب مناسب طراحی شود، کامپوزیت‌ها را می‌توان به عنوان راه‌حلی دائمی برای ترک‌های منفرد که به صورت محوری روی خط لوله اجرا می‌شوند در نظر گرفت.

ترک خوردگی ناشی از تنش

علاوه بر روش های ساخت، دلایل دیگری نیز برای ایجاد ترک وجود دارد. ترک خوردگی تنشی (SCC) ایجاد ترک هایی است که در اثر عوامل متعددی از جمله وجود خوردگی و تنش کششی ایجاد می شود.

سیستم تعمیر کامپوزیت SCC باید مهندسی و طراحی شود تا چالش‌های منحصربه‌فرد مرتبط با این نوع ترک ها را در نظر بگیرد. عوامل کلیدی که باید در نظر گرفته شوند شامل ویژگی های ترک (به عنوان مثال عمق) و ویژگی های سیستم تعمیر کامپوزیت.

شرکت فراسطح زرفام در خرابی ناشی از ترک ها، طراحی سیستم تعمیر کامپوزیتی را بر اساس استاندارد ISO 24817 انجام می دهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *