به نقل از «ایرنا»

توسعه روش نوین ساخت اجزای موتور توربین گازی صنعتی و هوایی

تاریخ انتشار: ۵ اردیبهشت ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۱۷۰۰۳۳۴

به گزارش روز یکشنبه ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مسعود علیزاده شمس‌آبادی گفت: حساسیت بالای بسیاری سوپرآلیاژهای پایه آهن و نیکل به مشکل ترک گرم سبب شده که اجزای ساخته شده از آنها در موتورهای توربین گازی صنعتی و هوایی، پس از آسیب‌های نه چندان شدیدی مانند سایش، خوردگی و ریزترک‌های سطحی، تعمیر نشده و قطعه‌های جدید جایگزین آنها شوند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

وی افزود: از آنجایی که قطعه‌های ساخته شده از این آلیاژها اجزایی بحرانی و گرانبها هستند، تعویض قطعه به جای تعمیر آن هزینه‌ گزافی را به صنایع تحمیل می‌کند.

دانش آموخته مقطع دکتری مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تحلیل پدیده ترک گرم در نهشت فلزی لیزری آلیاژ اینکونل ۷۱۸ روی زیرلایه سوپرآلیاژ پایه آهن A-۲۸۶» افزود: از این رو در صدد برآمدیم که قطعات آسیب دیده را با استفاده از نوین‌ترین روش جوشکاری تعمیری اجزا در جهان دوباره به چرخه بهره وری صنعتی بازگردانیم.

 علیزاده با بیان اینکه فرایند نهشت فلزی لیزری یکی از روش‌های ساخت افزایشی (Additive Manufacturing) است که در سال‌های اخیر به طور قابل ملاحظه‌ای مورد پژوهش و کاربرد قرار گرفته است گفت: این فرایند به دلیل بهره‌وری از خواص منحصر بفرد پرتو لیزر که همراه با ایجاد منطقه متاثر از حرارت کوچک، تنش‌های پسماند اندک، اعوجاج کمینه و همچنین به واسطه انعطاف پذیری عملکردی بالا به یک روش عالی برای تعمیر اجزای با ارزش تبدیل شده است.

دانش آموخته دانشگاه امیرکبیر گفت: پیش نیاز این پژوهش توسعه تجهیزات مورد نیاز فرایند نهشت فلزی لیزری از طریق مهندسی معکوس و یکپارچه سازی آنها بود.
به گفته پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با حمایت دانشگاه مالک اشتر و گروه فراوری مواد لیزر این دانشگاه، تمامی تجهیزات با تکیه بر توان دانشجویان و پژوهشگران دانشگاه‌های مختلف کشور بومی سازی شد.

وی ادامه داد: تجهیزات ساخته شده برای فرایند نهشت فلزی لیزری در طی چند سال گذشته ارتقا و بهبود داده شدند و در حال حاضر تمامی نواقص موجود در نمونه‌های اولیه در دستگاه جدید برطرف شده است. از این رو دستگاه ساخته شده برتری فرایندی و عملکردی بهتری در مقایسه با بسیاری از نمونه‌های موجود در دانشگاه‌ها یا مراکز صنعتی خارج از کشور دارد.  دستگاه ساخته شده در دانشگاه مالک اشتر، اولین نمونه ساخت داخلی این دستگاه در سطح کشور است.

دانش آموخته  دانشگاه صنعتی امیرکبیر تاکید کرد: در حال حاضر بومی سازی دانش ساخت این دستگاه به مرحله تجاری سازی انجام خدمات و همچنین ساخت دستگاه مشابه برای صنایع مختلف رسیده است.

این محقق با بیان اینکه برای شناخت اثر بخشی و کارآمدی دستگاه فرایند نهشت فلزی لیزری برای تعمیر اجزای موتور توربین گازی، سوپرآلیاژ A-۲۸۶ با حساسیت بسیار بالا به پدیده گرم مورد پژوهش قرار گرفت، گفت: با تمهیدات فرایندی انجام شده این نتیجه حاصل شد که فرایند مذکور توانایی مقابله با مشکل ترک گرم این آلیاژ را دارد و می‌توان از این فرایند برای تعمیر اجزای ساخته شده از آلیاژهای با حساسیت بالا استفاده کرد و از اتلاف هزینه گزاف برای جایگزینی آنها جلوگیری کرد.

وی درباره کاربرد این پژوهش گفت: نتیجه پژوهش حاضر به همراه سایر پژوهش‌های انجام شده توسط فرایند نهشت فلزی لیزری نمایانگر قابلیت اعتماد به این فرایند برای ساخت و تعمیر اجزای پیچیده و حساس در صنایع مختلف مانند صنایع نیروگاهی، نفت و گاز، هوایی و غیره است.

این محقق ادامه داد: در این پروژه گامی موثر در جهت ایجاد اطمینان از قابلیت فرایند نهشت فلزی لیزری برای تعمیر آلیاژهای حساس به ترک برداشته شد؛ از این رو با ریل گذاری مناسب برای ادامه مسیر، می توان این فرایند و روش تعمیراتی را به صورت ابتدا نیمه صنعتی و سپس تمام صنعتی برای کاربرد در موتور توربین گازی اجرا کرد.

علیزاده گفت: فرایند نهشت فلزی لیزری در حال حاضر به صورت گسترده در صنایع مختلف کشورهای خارجی استفاده می‌شود ولی دستگاه ساخته شده در دانشگاه مالک اشتر اولین نمونه داخلی این فرایند در کشور است.

وی درخصوص مزیت‌های رقابتی طرح گفت: ساخت وتعمیر اجزای پیچیده، حساس و گرانبهای صنعتی بوسیله این فرایند می‌تواند در شرایط سخت تحریم‌های اقتصادی از صرف وقت و هزینه گزاف برای ساخت کاهشی اجزا و همچنین جایگزینی آنها جلوگیری کند.

این محقق درباره کاربردهای پروژه اظهار داشت: این فرایند می‌تواند به صورت فراگیر برای ساخت و همچنین تعمیر اجزای پیچیده، حساس و گرانبهای موتورهای توربین گازی صنعتی و هوایی مورد استفاده قرار گیرد.

علیزاده ادامه داد: این فرایند همچنین می‌تواند برای تعمیر و بهبود خواص سطحی اجزای مختلف مانند شیرآلات بکار رفته در صنایع نفت و گاز و همچنین قالب های پرس و شکل دهی در صنایع فلزی استفاده کرد.

به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این پژوهش به عنوان پروژه دکتری در مدت چهار سال انجام شده است. در حال حاضر ۳ مقاله ISI در نشریات معتیر خارجی از این پژوهش به چاپ رسیده است و امیدوار هستیم که ۲ مقاله ISI دیگر نیز در آینده مورد پذیرش و چاپ قرار گیرد. در مقاله‌های چاپ شده مطالعه تحولات ریزساختاری، اثر متغیرهای فرایندی بر رفتار ترک انجمادی و همچنین تحلیل تجربی-آماری نتایج مورد بحث قرار گرفته است.

 اساتید راهنما این پروژه  دکتر سید پیروز هویدا مرعشی و دکتر اسلام رنجبرنوده اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و اساتید  مشاور دکتر رضا شجاع رضوی عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر و دکتر جوو پدرو اولیویرا دانشگاه لیسبون پرتغال بودند.

برچسب‌ها دانشگاه صنعتی امیرکبیر فنی و مهندسی توربین بادی

منبع: ایرنا

کلیدواژه: دانشگاه صنعتی امیرکبیر فنی و مهندسی توربین بادی دانشگاه صنعتی امیرکبیر فنی و مهندسی توربین بادی اخبار کنکور دانشگاه صنعتی امیرکبیر توربین گازی دانش آموخته حال حاضر برای تعمیر ساخته شده مالک اشتر

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.irna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایرنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۱۷۰۰۳۳۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

تمرکز بر توسعه سبد سوختی کشور با تکیه بر افزایش مصرف CNG و LPG ضروری است

نوید نبوی زاده کارشناس حوزه انرژی در رابطه با ضرورت سوق دادن مصرف سوختی خودروهای کشور به سمت سوخت های جدید نظیر CNG به خبرنگار قدس اظهار کرد:  مصرف بالای بنزین، در کشور و حجم بالای مصرف غیربهینه خودروهای تولید داخل، مستقیما به کسری بودجه تبصره هدفمندی یارانه های انرژی منجر شده است و در دو سال گذشته روند صعودی داشته است، باید برای راهکار کوتاه مدت حل این ناترازی ارزی مهم و کاهش ناترازی بنزین، بر سوق دادن مصرف به سمت سوخت های جدید حرکت کنیم و از همین رو تمرکز بر توسعه سبد سوختی کشور با تکیه بر افزایش مصرف CNG و LPG باید در دستور کار قرار گیرد.

وی در مورد اهمیت به کارگیری CNG گفت: CNG عمدتاً از متان تشکیل شده است که ساده‌ترین هیدروکربن است. این ترکیب شیمیایی ساده باعث می‌شود که هنگام سوختن، محصولات کمتری تولید شود. در مقایسه، بنزین و دیزل از مولکول‌های پیچیده‌تری تشکیل شده‌اند که در فرآیند احتراق محصولات جانبی بیشتر و متنوع‌تری تولید می‌کنند. متان دارای نسبت کربن به هیدروژن بسیار پایین‌تری نسبت به بنزین یا دیزل است. این به معنای آن است که برای هر واحد انرژی تولیدی، متان کمترین میزان دی‌اکسید کربن را تولید می‌کند.

وی افزود: همچنین متان به دلیل ساختار ساده‌اش به طور کامل‌تری می‌سوزد. این احتراق کامل‌تر باعث می‌شود که میزان آلاینده‌های ناشی از احتراق ناقص مانند هیدروکربن‌های نسوخته و مونواکسید کربن به شدت کاهش یابد. علاوه بر این‌ها در احتراق CNG، آلاینده‌های خاصی مانند سولفور دی‌اکسید (SO2) و سرب، که معمولاً در احتراق سوخت‌های فسیلی دیگر تولید می‌شوند، به میزان بسیار کم یا اصلاً تولید نمی‌شوند. این مواد آلاینده مسئول ایجاد باران‌های اسیدی و دیگر مشکلات زیست‌محیطی هستند. بنابراین، استفاده از CNG به عنوان سوخت خودرو نه تنها کمک به کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای می‌کند، بلکه به کاهش آلایندگی کلی ناشی از حمل و نقل نیز کمک می‌کند، که این امر به نوبه خود سلامت عمومی و محیط زیست را بهبود می‌بخشد.

نبوی زاده در ادامه افزود: استفاده از گاز طبیعی فشرده (CNG) به عنوان سوخت برای موتور خودروها مزایای متعدد دیگری نیز دارد که از جمله می‌توان به بهبود عمر موتور و کارایی آن اشاره کرد. گاز طبیعی دارای خصوصیات احتراقی است که به کاهش سایش در قسمت‌های داخلی موتور کمک می‌کند. احتراق CNG کمتر باعث ایجاد رسوبات کربنی می‌شود، که این رسوبات معمولاً در اثر استفاده از بنزین یا دیزل تولید و موجب فرسایش سیلندرها و پیستون‌ها می‌شوند. CNG دارای نقطه احتراق بالاتری نسبت به بنزین است، اما در مقایسه با بنزین، دمای کلی احتراق CNG پایین‌تر است.

وی افزود: این امر می‌تواند به کاهش خطر ایجاد خرابی‌های ناشی از حرارت بالا در موتور کمک کند، بنابراین به طول عمر بیشتر موتور منجر می‌شود. به دلیل کمتر بودن رسوبات کربنی ناشی از احتراق CNG، روغن موتور نیز کمتر آلوده می‌شود. این امر به افزایش فواصل زمانی بین هر بار تعویض روغن و در نتیجه، کاهش هزینه‌های نگهداری موتور کمک می‌کند. همانطور که قبلاً ذکر شد، CNG تمایل کمتری به تولید رسوبات کربنی دارد.

وی گفت: این ویژگی به حفظ تمیزی بیشتر محفظه احتراق و دیگر قسمت‌های حیاتی موتور کمک می‌کند، که نه تنها عملکرد موتور را بهبود می‌بخشد بلکه می‌تواند به کاهش نیاز به تعمیرات مکرر نیز منجر شود. استفاده از CNG در موتورهای خودرو به کاهش انتشار مواد آلاینده خطرناکی مانند مونواکسید کربن، هیدروکربن‌ها و اکسیدهای نیتروژن در داخل محیط کمک می‌کند، که این نیز سلامت رانندگان و سرنشینان را تضمین می‌کند.

وی در جمع بندی صحبت های خود گفت: به این ترتیب، CNG نه تنها به دلایل زیست‌محیطی بلکه به خاطر مزایای عملی و اقتصادی که برای موتور خودروها دارد، به عنوان یک جایگزین عالی برای سوخت‌های سنتی محسوب می‌شود. با کاهش تولید آلاینده‌های خطرناک و حفظ سلامتی رانندگان و سرنشینان خودرو، سهم بزرگی در بهبود کیفیت زندگی ارائه می‌کند. در حالی که چالش‌هایی در زمینه تطابق خودروها با CNG وجود دارد، پتانسیل‌های آن برای کاهش اثرات منفی بر محیط زیست و ارتقاء کارایی و دوام خودرو، مزایای انکارناپذیری را ایجاد می‌کند. بنابراین، تشویق استفاده از CNG به عنوان سوخت خودرو نه تنها یک گزینه مسئولانه از نظر زیست‌محیطی است، بلکه به عنوان یک استراتژی هوشمندانه برای بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های نگهداری خودرو نیز عمل می‌کند. در نهایت، این نه تنها به نفع محیط زیست است، بلکه به رانندگان این امکان را می‌دهد که در مصرف انرژی خودروهای خود صرفه‌جویی کرده و از سلامت بهتری برخوردار باشند.