بررسي علل شكست پره فن هاي تك سرعته خنك كننده خطوط حامل مواد نفتي و راهكار هاي جلوگيري از آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

امروزه يكي از مراكز انرژي و فراورده هاي بسيار پر كاربرد در سطح جهان و به ويژه در ايران كه يكي از كشور هاي سرشار از منابع غني نفت مي باشد ، پالايشگاه ها هستند. شركت پالايش نفت اصفهان نيز به عنوان يكي از واحد هاي پالايشي بزرگ كشور با ظرفيت پالايش 375 هزار بشكه در روز ، نقش بسيار ويژه اي در اين چرخه توليد دارد كه همواره نياز به كنترل تجهيزات و تعميرات اساسي دارد. در حال حاضر يكي از چالش ها و معضل هاي اساسي موجود در اين شركت شكست زود هنگام پره فن هاي تك سرعته خنك كننده خطوط حامل فرآورده هاي نفتي مي باشد. پره فن هاي مورد نظر در پالايشگاه معمولا از جنس كامپوزيت زمينه اپوكسي تقويت شده با الياف سوزني مي باشد.در اين تحقيق به بررسي علل شكست اين پره ها پرداخته مي شود و زمينه اصلي تحقيق كار بر روي علل حادثه شكست اين پره وراهكارهاي جلوگيري از آن و در نهايت ارائه پيشنهاد ها خواهد بود . مراحل انجام اين پروژه طي سه مرحله برنامه ريزي شده است و گام اول شامل تحقيقات گسترده وجمع آوري اطلاعات در مورد دلايل شكست مي باشد كه شامل ، تعيين كيفيت مواد به كار رفته در ساخت فن ، آناليز حرارتي به وسيله ي آزمون ديناميكي ، مكانيكي حرارتي با استفاده از دستگاه DMTA و استخراج داده هاي كاربردي ( شامل مدول اتلافي ، مدول ذخيره اي ، مدول كمپلكس و فاكتور اتلاف ) و همچنين آزمون خزش كه با اعمال يك تنش ثابت به نمونه انجام مي گردد خواهد بود ،گام دوم شامل مدلسازي ويسكوالاستيك است كه با استفاده از مدل هاي چند جزيي فنر و دمپر با اعمال تنش به صورت ثابت و نوساني با استفاده از روابط برينسون انجام مي گردد و در گام سوم ، تخمين تنشهاي وارد شده از هوا به پره با شبيه سازي بارگذاري تنش در نرم افزار Abaqus با توجه به سيكل حرارتي موجود و انجام محاسبات لازم انجام مي شود و در ادامه با كشف حقايق و دلايل شكسته شدن به ارائه راهكارها و پيشنهادات از جمله تغيير زاويه قرار گيري ليف درون زمينه اپوكسي و تعيين لايه هاي مختلف با زاويه قرار گيري ليف در هر لايه و توليد پره به صورت لايه لايه و تغيير مواد به كار رفته ليف و زمينه جهت جلوگيري از شكست پرداخته مي شود . در فرآيند انجام اين پروژه علاوه بر آزمون تجربي روي نمونه جدا شده از پره ، آزمون هاي تجربي و مدلسازي ها بر روي دو نمونه ديگر كه به صورت دست ساز و با20درصدوزني الياف ساخته شد، انجام گرديد و در نهايت به كمك انجام آزمونهاي مختلف از جمله آزمون خزش و DMTA و شبيه سازي پره درون نرم افزار Abaqus و مدلسازي به كمك روابط فنر و دمپر ، اين نتيجه حاصل شد كه اگر زاويه ليف با راستاي برآيند نيروهاي وارد بر پره هم جهت باشد ، يعني برآيند نيروها عمود بر سطح مقطع ليف بر آن وارد گردد ، ايده آل ترين حالت مي باشد . در ادامه به ريزساختار زمينه پليمري و راهكارهاي افزايش دماي انتقال شيشه اي و استحكام ماده كامپوزيتي با استفاده از پخت در دماي بالاتر از دماي انتقال شيشه اي ، ميزان كريستالي شدن ، بالا بردن وزن ملكولي و جهت دهي به زنجيره هاي ملكولي زمينه كامپوزيت ، اضافه كردن پر كننده ها و در صورت نياز به انعطاف پذيري اضافه كردن نرم كننده ها و درنهايت آلياژسازي براي پليمر هاي قابل امتزاج ، پرداخته خواهد شد .

215216

ساخت و توليد

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

عليرضا فدايي تهراني، محمود فرزين

محسن صفوي