تحلیل تنش در مطالعه علل ترک خوردگی نازلهای سوخت توربین های گاز میتسوبیشی نیروگاه قم به روش اجزا محدود

تحلیل خرابی قطعات داغ با نگرش صرف رویی مباحث متالورژی و ریز ساختاری تکمیل نمی شود و نیاز به تحلیلهای مکانیکی از دیدگاه ماکروسکوپی نیز دارد تا میزان سطوح تنش و کرنش بوجود آمده در جسم تحت شرایط بارگذاری ایجاد شده از شرایط کاری، بدست آید . بدست آوردن این سطوح تنش از نظر کیفی کمک می کند تا رابطه ای برای تعیین نوع خرابی نقاط مختلف جسم بدست اید و از نظر کمی نیز می توان خرابی ایجاد شده بواسطه عوامل مکانیکی را بدست می دهد . در صورت داشتن مدلهای مناسب از رفتار مکانیکی ماده و موفقیت روشهای محاسباتی تحلیل تنش، می توان پیش بینی مناسبی از عمر قطعه، چه از دیدگاه جوانه زنی ترک و چه از دیدگاه رشد ترک را اعلام نمود که البته عوامل محیطی و ریز ساختاری روی چگونگی مشابه سازی رفتار مکانیکی قطعه واقعی نسبت به نمونه های آزمایشگاهی تأثیر گذاشته و هر چه شرایط کاری این دو بهم نزدیکتر باشد با دقت بیشتری پیش بینی عمر قطعه داغ صورت می گیرد . در هر صورت انجام تحلیل های خرابی وقتی کامل می شود که علاوه بر مطالعات ریز ساختاری، از دیدگاه ماکروسکوپی مکانیکی نیز رفتار تنشی قطعه تحت شرایط کاری مطالعه و تعیین شود . و به همین دلیل در تحلیل خرابی نازلهای سوخت توربین های گازی میتسوبیشی نیروگاه قم، بخشی برای انجام این مطالعات در نظر گرفته شده بود . از آنجا که حل تحلیلی و دقیق برای رفتار مکانیکی قطعات تحت بارگذاری ، محدود به حالات خاص و ساده ای از نظر شکل قطعه و نوع بارگذاری می شود لذا از اوایل قرن حاضر مهندسین مکانیک و دانشمندان علم مکانیک مهندسی تلاشهای فراوانی برای مشابه سازی و تقریب چگونگی پاسخ تنشی قطعات نسبت به بارگذاری را شروع نموده اند که همچنان ادامه دارد . با رشد فن آوری نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر و همچنین پیشرفت تئوری اجزا محدود و رسوخ بیشتر آن به دامنه حل معادلات دیفرانسیل مهندسی و اثبات روز افزون کار آیی و دقت قابل قبول آن ( در مقایسه با تحلیلی و یا نتایج آزمایشگاهی ) ، روش اجزاء محدود بعنوان ابزاری کارآمد برای تحلیل های مکانیکی قطعات به میدان آمده به گونه ای که در حال حاضر اگر نخواهیم و یا نتوانیم قطعه ای واقعی را با روشهای تحلیلی و یا تجربی تحلیل تنش کنیم چاره ای بجز استفاده از نرم افزارهای اجزء محدود و مدل سازی آن با این نرم افزارها نخواهیم داشت . به دلیل پیچیدگی و شرایط بارگذاری قطعه در هنگام بهره برداری برای تحلیل تنش در نازل سوخت نیروگاه قم نیز از همین روش استفاده شده است . و در انجام این کار مدل سازی و حل اجزا محدود نازل به کمک نرم افزار اجزا محدود ) [ 1 ] ) LUSAS انجام شده است .

کلیدواژه ها:

نازل سوخت ، توربین گازی ، تحلیل تنش ، روش اجزا محدود ، تحلیل خرابی