تحقیق مقاله رایگان سانترفیوژ

سانترفیوژ چیست و چگونه عمل می کند؟

سانترفیوز دستگاه استوانه ای شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره هایی در وسط آن وجود دارد این پره ها در هر دقیقه بیش از یک صد هزار گردش دارند در نتیجه این چرخش اورانیوم سنگین روی دیواره آخری سانترفیوژ قرار می گیرد و اورانیوم 235 در کنار آن می نشیند باید هزاران سانترفیوژ در کنار هم قرار بگیرند تا ما بتوانیم اورانیوم را غنی کنیم یعنی با یک یا چند سانترفیوژ نمی توان اورانیوم را غنی کرد

مواد و نانو تکنولوژی(کامپوزیتها )

 متن تحلیل یکی از کاربردهای عمده کامپوزیت‌ها، ساخت تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی می‌باشد. در این میان لوله‌های انتقال سیال، بزرگترین بخش تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی را به خود اختصاص می‌دهد. متن زیر برگرفته از سایت اینترنتی www.smithfiberglass.com در معرفی تکنولوژی لوله‌های کامپوزیتی می‌باشد:  

خوردگی مواد، سالیانه میلیون‌ها دلار هزینه در سراسر جهان بر جای می­گذارد. زیان‌های حاصل از خوردگی به‌طور میانگین 4 درصد تولید ناخالص ملی یک کشور را به هدر می‌دهد.

خوردگی یک پدیده شیمیایی است که در اثر آن نواقصی در خواص فیزیکی و مکانیکی ماده ایجاد شده و سبب می­گردد تا قطعه مورد نظر به مرور زمان کارایی خود را از دست بدهد. مثال بارز خوردگی، زنگ‌زدگی فلزات در محیط­های نمناک و مرطوب است.

عمده­ترین ضعف فلزات جهت استفاده در محیط­های نمناک، اسیدی، نفتی و غیره، بروز خوردگی در آنهاست و از آنجاییکه اغلب لوله­های صنعتی از مواد فلزی همچون آهن و فولاد ساخته می‌شود، احتمال ظهور پدیده خوردگی در آنها بالا می‌باشد. از طرفی رشد روز­افزون صنایع مختلف همچون نفت، گاز، پتروشیمی و غیره در مناطق مرطوب و محیط‌های خورنده جنوب کشور ما تقاضای فراوانی را برای تولید لوله­های مقاوم به خوردگی جهت انتقال سیال پدید آورده است. 

استفاده از کامپوزیت‌ ها

یکی از بهترین و موثرترین راه­های مقابله با پدیده خوردگی استفاده ا­زلوله­های کامپوزیتی به جای مشابه فلزی آنها می­باشد. سه خاصیت مهم کامپوزیت‌ها، آنها را به عنوان بهترین جایگزین نمونه­های فلزی و بتنی معرفی کرده است. این خواص عبارتند از :

1- سبکی وزن

2- مقاومت در برابر خوردگی

3- خواص مکانیکی عالی

علاوه بر خواص فوق، لوله ­های کامپوزیتی از مزایای دیگری نسبت به نمونه­های فلزی بر­خوردارند که زمینه‌ساز استفاده روز­افزون از آنها شده است:

- عمر خدماتی بالا

- تعمیر و نگهداری کم

- به صرفه بودن از نظر هزینه نصب اولیه

وزن اندک قطعات کامپوزیتی از مزایای مهم استفاده از مواد مرکب است که در مورد لوله­ها به‌دلیل نیاز حیاتی به حمل و نقل و نصب آسان آنها بسیار حائز اهمیت است.

برای درک این مطلب کافی است بدانیم که یک لوله کامپوزیتی در مقایسه با نمونه فلزی خود تنها 20 درصد وزن آن را دارد. 

مواد استفاده درساخت لوله­های کامپوزیتی:

هر قطعه کامپوزیت، حداقل از دو نوع ماده متفاوت ساخته می­شود. ماده نخست الیاف تقویت­کننده، که نقش اصلی استحکام دادن به لوله را بر عهده دارند و دیگری رزین زمینه که به عنوان نگهدارنده الیاف مورد استفاده واقع می­گردد.

الیافی که عموماً در ساخت لوله­های کامپوزیت به کار می­روند، الیاف شیشه (fiber glass) هستند. قیمت اندک و مقاومت عالی این الیاف در برابر مواد خورنده مختلف، فایبرگلاس را به عنوان بهترین انتخاب در مقابل سایر الیاف تقویت­کننده معرفی کرده است. لوله‌های ساخته شده از الیاف شیشه نسبت به انواع محیط‌های خورنده مقاوم می‌باشد.

رزین‌هایی که به طور متداول در ساخت لوله­های کامپوزیت به کار می­روند، اپوکسی، وینیل­استر و پلی­استر ایزوفتالیک می‌باشند. تمام رزین‌های فوق طی فرآیند­های پخت لوله، مقاومت لازم در برابر دما، فشار و خوردگی را به‌دست می­آورند.

مقاومت در برابر خوردگی یک لوله کامپوزیتی، علاوه بر جنس الیاف و نوع رزین مورد استفاده، به موارد دیگری همچون نوع فرآیندهای تولید و بهینه‌سازی بعد از شکل‌دهی اولیه نیز بستگی دارد. بطور مثال پس از تولید یک لوله، نوع و ضخامت ماده‌ای که جهت محافظت بیشتر در سطوح داخلی لوله روکش می­شود، تأثیر زیادی بر نحوه عملکرد و عمر لوله دارد.

اغلب جهت جلوگیری از فساد ناشی از تابش اشعه ماوراء بنفش خورشید و مواد شیمیایی موجود در خاک و هوا، جدار خارجی لوله­ها نیز به مواد محافظ آغشته می­شود. فشار قابل تحمل لوله­ها نیز بسته به ضخامت لوله، نوع رزین مورد مصرف و فرآیند ساخت استفاده شده، از 7 تا 270 آتمسفر متغیر است. 

فرآیندهای ساخت لوله­های کامپوزیت:

عموماً دو روش ساخت لوله­های کامپوزیت وجود دارد:

1- روش پیچش الیاف

فرآیند پیچش الیاف فرآیندی است که در آن الیاف از پیش آغشته به رزین می­شوند، سپس الیاف خیس به دور استوا­نه­ای که تحت چرخش محوری است با زاویه مشخصی پیچیده می‌شوند. تکرار این عمل شکل لوله را فراهم می­آورد. لوله­هایی که توسط این فرآیند ساخته می­شوند، قابلیت تحمل فشارهای تا حدود 270 را نیز دارا می­باشند. شکل 1 بیانگر فرآیند پیچش الیاف است:

 2- روش ریخته­ گری گریز از مرکز

فرایند ریخته­ گری گریز از مرکز، فرآیندای است که در آن، الیاف شیشه به‌صورت خرد شده و یا بافت‌های تکه‌تکه، در داخل یک لوله فولادی که بر روی بلبرینگی قرار دارد و به موتوری متصل است، قرار می­گیرند. وقتی که لوله با سرعت زیاد دوران می­کند همزمان رزین درون لوله بر روی الیاف اسپری می‌شود و آنها را خیس می­کند. نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران لوله فولادی، هوا را از لابلای رزین و الیاف بیرون کشیده و حاصل آن یک لوله بدون حباب با هدایت گرمایی بالا و خواص مناسب می­باشد. شکل 2 بیانگر فرایند ریخته­گری گریز از مرکز است:

(شکل در فایل اصلی موجود است)