افزایش مقاومت جوش های فولادی - روش HiFIT
روش HiFIT (به انگلیسی: High Frequency impact treatment) یک روش بهبود مقاومت جوش های فولادی سازه ها در برابر خستگی می باشد.
کاربرد[ویرایش]
در سازه های فولادی که اتصال ها توسط خط جوش ها انجام شده است و سازه تحت تاثیر بارهای نوسانی قرار دارد، دوام و عمر سازه نسبت به خستگی، وابسته به عمر جوش های به کار رفته در سازه است. به همین علت، بهبود خواص جوش، به روش های مختلف، می تواند عمر سازه را به طور ملموسی افزایش دهد.
یکی از روش های اثبات شده برای بهبود خواص، چکش زنی است. روش HiFIT نیز یکی از اقسام روش های چکش زنی است که با استفاده از یک وسیله نسبتاً ساده، انجام می پذیرد.
مکانیزم عملکرد[ویرایش]
بر سر چکش HiFIT یک سنجاق سخت کاری شده به همراه یک گوی به شعاع 3 میلی متر قرار دارد. تماس چکش با قطعه توسط گوی انجام می شود. چکش با فرکانس قابل تنظیم 180 الی 300 هرتز، پنجه ی جوش را چکش کاری می کند. در اثر این کوبش های سریع، تغییر شکل مکانیکی محلی در محل پنجه جوش رخ می دهد و پنجه ی جوش به صورت پلاستیک، فشرده می شود. تنش پسماند فشاری به وجود آمده در سطح پنجه، از ترک های احتمالی جلوگیری خواهد کرد.
اثبات اثرگذاری[ویرایش]
موسسه بین المللی فناوری جوش (IIW) در اکتبر 2016 راهنمایی به عنوان "پیشنهادهایی برای روش بهبود HFMI" ارائه کرد. در آزمایش های موسسه ها و دانشگاه های متعددی ثابت شده است که این روش می تواند 80 تا 100 درصد استحکام خستگی جوش را افزایش بدهد. همچنین افزایش 5 الی 10 برابری طول عمر جوش نیز به اثبات رسیده است.
گسترده ترین بررسی ها در طول سال های 2006 تا 2009 توسط REFRESH انجام پذیرفته است. دستگاه HiFIT در این پژوهش طراحی شد و به مرحله تولید رسید. نتایج این آزمایش ها در کتاب منتشر شده توسط FOSTA به شماره ی ثبت ISBN 978-3-942541-03-9 در دسترس است. در این کتاب، پس زمینه های علمی و اثبات نتایج موجود هستند.
مراحل انجام عملیات[ویرایش]
از این روش هم برای جوش های جدید و هم برای جوش هایی که از عمر آن ها مدتی می گذرد، می توان استفاده کرد.
مرحله مقدماتی[ویرایش]
محل خط جوش مورد نظر باید به طور کامل قابل دسترسی باشد. در سازه های قدیمی معمولا در محل خط جوش، عملیات های نهایی سطحی انجام شده است. باید اطمینان حاصل کرد که در طول خط جوش، زنگ زدگی یا رنگ و یا هر گونه کثیفی وجود نداشته باشد. در بعضی مواقع، انجام یک سند بلاست قبل از شروع عملیات پیشنهاد می شود.
اجرای عملیات[ویرایش]
با قرار دادن چکش توسط اپراتور و حرکت دادن آن با سرعت مناسب در امتداد خط پنجه جوش، عملیات بهبود انجام می پذیرد.
نتیجه[ویرایش]
در محل تماس گوی سر دستگاه با پنجه ی جوش، تغییر شکل پلاستیک رخ می دهد. این کار باعث چگال تر شدن پنجه ی جوش می شود. رد حرکت دستگاه به صورت یک پهن شدگی به عمق 0.2 تا 0.35 میلیمتر در مرز جوش قابل مشاهده خواهد بود. پس از انجام عملیات بهبود، آندرکات در محل جوش رفع خواهد شد و نباید قابل تشخیص باشد.
موارد ایمنی[ویرایش]
توسط بازرسی بصری، محل بهبود یافته باید بررسی شود همچنین عمق محل بهبود یافته نیز باید مورد بررسی قرار بگیرد. توسط یک نمایشگر دیجیتال نشاندهده فشار کاری، اپراتور می تواند در طول عملیات، تسلط و کنترل کافی داشته باشد.
تاثیرهای اقتصادی[ویرایش]
افزایش طول عمر[ویرایش]
اعمال این روش بر روی سازه ها، به طور قابل توجهی باعث افزایش طول عمر آن ها می شود. در صورتی که هیچ ترک قابل مشاهده با چشمی، بر روی سطح خط جوش وجود نداشته باشد،HiFIT یک روش بهبود بسیار موثر به حساب می آید.
در سازه های ساخته شده ی کنونی، در صورتی که به موقع عملیات بهبود انجام پذیرد، بین جوش های قدیمی و جوش های جدید، تقریباً تفاوتی وجود نخواهد داشت. این بدان معناست که با این روش بهبود، می توان عمری بیشتر از عمر برنامه ریزی شده از سازه انتظار داشت. این عملیات در افزایش طول عمر سازه های کنونی بازدهی بالایی دارد، برای مثال جوش های قوطی های فولادی استفاده شده در پل های بزرگراه ها از محل های استفاده این روش هستند.
هزینه چنین بازسازی هایی، نسبت به روش های معمولی بسیار کمتر است. در خودروهای صنعتی، وسائل نقلیه و دستگاه های صنعتی که تحت تنش های شدیدی قرار دارند، از این روش برای افزایش طول عمر جوش ها استفاده می شود.
افزایش میزان بار جابجاپذیر[ویرایش]
در سازه های جدید و بعضی از سازه های قدیمی، استفاده از این روش منجر به افزایش تحمل بار توسط جوش ها می شود. در یک طول عمر یکسان، جوش های بهبود یافته، تا 1.6 برابر بار بیشتری را می توانند تحمل کنند. این مساله در سازه ها و ادواتی چون چرثقیل ها، اثر مثبت بسیار بزرگی است، چرا که می توان با بهبود جوش ها، بار قابل انتقال در هر مرحله جابجایی را افزایش داد که این موضوع منجر به افزایش نرخ جابجایی بار می شود. این اثر در مراکزی مثل گمرک ها که از جرثقیل های متعدد استفاده می کنند، بسیار چشم گیر خواهد بود.
وزن کمتر[ویرایش]
یا دخیل کردن این روش بهبود در مرحله ساخت، با طول عمر و بار کاری مشابه در حالت معمولی، می توان سازه را به میزان قابل توجهی سبک تر ساخت. آزمایش ها و آنالیزهای کامپیوتری ( FEM ) گسترده بر روی سازه ها و موادی چون S235، S355J2 و فولاد های ریز دانه مانند S460N، S690QL و حتی فولادها با استحکام بالاتر، بازده بالای این روش را به اثبات رسانده اند. ارزش مواد اولیه ذخیره شده به سبب استفاده از این روش، باعث شده است که این روش بهبود، جز ارزشمندترین روش های بهبود به لحاظ اقتصادی باشد.
جستارهای وابسته[ویرایش]
1- جوشکاری
2- ساچمه زنی
4- خستگی
5- تغییر شکل
انتشار یافته ها[ویرایش]
- کتاب REFRESH - افزایش طول عمر سازه های جوشکاری شده جدید و قدیمی - قابل دسترس به شماره ISBN 978-3-942541-03-9 در FOSTA
- Stahlbau ( ساخت فولاد )، سپتامبر 2009 - به شماره ISSN 0038-9145 A6449
- راهنمای روش بهبود HFMI برای افزایش عمر خستگی اتصال های جوش - توسط IIW - قابل دسترس در https://www.springer.com/de/book/9789811025037
منابع[ویرایش]
- Residual Stresses And Near Surface Material Condition Of Welded High Strength Steels After Different Mechanical Post-weld - Pagel, Dilger, Eslami
- انجمن FOSTA
- تاثیر HiFIM بر روی تنش خستگی فولاد با استحکام تسلیم 1300MPa، ابراهیم هراتی، 2016،
This article "افزایش مقاومت جوش های فولادی - روش HiFIT" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:افزایش مقاومت جوش های فولادی - روش HiFIT. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
