مخزن فلز کامپوزیت مقاوم

مخزن فلز-کامپوزیت مقاوم به سیال با pH بین 2 تا 32

هدف از این پروژه بررسی استحکام مکانیکی و شیمیایی مخازن مستقر در پتروشمی شهید تندگویان و ارائه راه حل مناسب در مورد ترمیم و تعمیر مخازن مربوط است. بنا به اطلاعات ارائه شده توسط پتروشیمی مخازن مورد نظر به قطر 662/13 متر و ارتفاع 2/12 متر از جنس فولاد کربنی و حاوی محلول­ های شیمیایی با دامنه PH بین 13-2 می­باشد. ضخامت ورق سازه از 12 میلیمتر در اولین کورس تا 6 میلیمتر در بالاترین کورس است که بنا به اطلاعات موجود به میزان 3 تا 4 میلیمتر از ضخامت ورق ­ها بر اثر خوردگی شیمیایی از بین رفته است، همچنین دو کورس اول مخازن طوری تخریب شده است که نیاز به تعویض ورق ­های آن بود.

طراحی

ابتدا مخزن موجود با در نظر گرفتن ضخامت 6 ،6 ،3 ،4 ،5 ،6 و 8 میلیمتر برای کورس­ های هفتم تا اول (در نظر گرفتن 4 میلیمتر خوردگی) در نرم­افزار ABAQUS تحلیل شد. برای شبیه ­سازی نیرو هیدروستاتیک چگالی سیال برابر 1200 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شد، بر اثر فشار هیدروستاتیک موجود در مخزن بیشینه تنش موجود در مخزن برابر 156 مگاپاسکال می­ باشد. که این تنش در کورس 4 و 5 مخزن با کمترین میزان ضخامت اتفاق افتاده ­است.

پیشنهاد شد به منظور کاهش تنش­ های مکانیک در سازه و همچنین بالا بردن مقاومت سازه در برابر عوامل   شیمیایی و خوردگی لایه داخلی مخزن با استفاده از کامپوزیت مقاوم در برابر محیط ­های شیمیایی لایه­ گذاری گردد، به همین منظور با در نظر گرفتن یک لایه کامپوزیت به ضخامت 14 میلیمتر بر روی دیواره داخلی و شریط قبلی مخزن، سازه مجددا در نرم­افزار تحلیل شد. نتایج نشان داد که بیشینه تنش موجود در مخزن برابر 49 مگاپاسکال می ­باشد که نسبت به حالت قبل کاهش قابل توجهی دارد. تنش در این حالت نسبت به حالت ابتدایی به میزان 3.2 برابر کاهش یافته است.

به منظور تعمیر مخازن مورد نظر پیشنهادات زیر ارائه گردید:

• تعویض ورق­ های آسیب دیده کورس اول و دوم
• ترمیم جوش­ های مخزن چرا که طبق مشاهدات انجام شده در بخش­ های از مخزن خط جوش به شدت ضعیف شده و سازه مستعد تخریب در این نقاط است.
• لایه­ گذاری کامپوزیت مقاوم در برابر محیط ­های شیمیایی شامل الیاف C-glass و رزین اپوکسی وینیل ­استر، که این کار از طرفی سبب افزایش استحکام مکانیکی سازه شده و از دیگر سو به سبب مقاومت در برابر خوردگی ­های شیمیایی سبب افزایش عمر سازه می گردد.

لیست مواد و متریال استفاده شده در این پروژه

• رزین اپوکسی وینیل استر
• الیاف C-glass
• پرایمر
• اسید MEKP
• کبالت 10 درصد
• DMA
• اروزیل

روش اجرا

• ابتدا لایه گذاری تقویتی ها مطابق با نقشه به صورت دو لایه MAT انجام شد.
• الیاف حصیری 600 و MAT 225 مطابق نقشه بریده شدند.
• مطابق با برگه اطلاعات مواد (DATA SHEET) با استفاده از ترکیب مناسب افزودنی ها رزین ساخته می شود.
• قبل از استفاده، آزمایش صحت ساخت رزین از طریق ساخت کامپوزیت نمونه صورت گرفت.
• اجرای تمامی لایه گذاری ها با هم پوشانی 5 تا 7 سانتی متر صورت گرفت.
• انتظار تا پخت نهایی رزین
• تست و تحویل به کارفرما