بررسی اثر ضخامت بر بیشینه تنش و عمر خستگی دیافراگم فلزی در کمپرسور دیافراگمی

کمپرسورهای دیافراگمی با توجه به قابلیت فشرده سازی گاز با خلوص بسیار بالا، کاربردهای وسیعی در صنایع غذایی، پتروشیمی، دارویی و مدیریت انرژی دارند. دیافراگم های فلزی به عنوان حساس ترین عضو کمپرسورهای دیافراگمی مابین محفظه هیدرولیکی و محفظه تراکم گاز قرار می گیرند و نقش اصلی را در فشرده سازی گاز بر عهده دارند. در این مقاله با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس اثر پارامتر ضخامت دیافراگم بر مقادیر بیشینه تنش و عمر خستگی دیافراگم فلزی از جنس فولاد ضدزنگ ۳۰۴ در فشارهای کاری مختلف مطالعه شده است. مجموعه دیافراگم متشکل از سه لایه فولاد ضدزنگ، آلیاژ برنج و فولاد ضدزنگ می باشد که شکست در دیافراگم های فولادی سبب اختلال در عملکرد کمپرسور خواهد شد. طبی نتایج به دست آمده، بیشینه تنش معادل در محل فلیت ابتدایی پروفیل محفظه تراکم ایجاد می شود. بر خلاف دیافراگم هایی با ضخامت کم، برای دیافراگم های با ضخامت mm۰/۸ یا بیشتر، در تمامی فشارهای کاری مقدار تنش معادل در ناحیه بحرانی دیافراگم از مقدار حد خستگی ماده بیشتر شده و در نتیجه عمر بن محدود خواهید شد. به عنوان مثال در فشار کاری bar ۵۰ افزایش ضخامت دیافراگم از mm۰/۸ به mm ۱ سبب افزایش ۲۳ درصدی بیشینه تنش معادل و کاهش حدود ۹۰ درصدی عمر خستگی دیافراگم می شود

کلیدواژه ها:

کمپرسور دیافراگمی ، دیافراگم فلزی ، تنش معادل ، عمر خستگی ، روش المان محدود.