کمک فنرهای اتومبیل می تواند منبع تولید برق باشد

گروهی از دانشجویان دانشگاه MIT کمک فنری را اختراع کردند که انرژی ضربات کوچک در جاده را مهار و برق تولید می کند. به گزارش سرویس علم و فناوری پایگاه اطلاع رسانی صبا،این در حالی است که این کمک فنر حرکت در جاده را نرم تر از کمک فنرهای متداول می کند. این دانشجویان امیدوارند در ابتدا از میان شرکت هایی مشتری جذب کنند که از تعداد زیادی وسیله ی نقلیه ی سنگین استفاده می کنند. آن ها علاقه ی ارتش امریکا و چندین سازنده ی کامیون را جلب کرده اند.   شکیل آوادهانی و هم گروهی های وی می گویند، با استفاده از این کمک فنرهای بازسازی شده می توانند پیشرفتی بیش از 10 درصد را در بازدهی سوخت وسیله ی نقلیه ایجاد کنند. شرکتی که اتومبیل های هوم وی (Humvee) برای ارتش تولید می کند و هم اکنون در حال کار بر روی توسعه ی گونه ی نسل جدیدی از وسایل نقلیه ی همه کاره است، پذیرفته است اتومبیلی را برای اهداف آزمایشی در اختیار آنان قرار دهد. به گفته ی زاک اندرسون، دانشجوی سال آخر، این پروژه به انجام رسید چون: "می خواستیم معین کنیم که در یک اتومبیل انرژی در کدام قسمت هدر می رود." برخی از اتومبیل های هیبرید نیز در بازیافت انرژی از ترمز کردن موفق هستند،‌ بنابراین این گروه به نقطه ی دیگری توجه کردند و به سرعت به سمت محور تعلیق خودرو جذب شدند. آن ها مدل های گوناگونی از اتومبیل های مختلف را کرایه کردند و محورهای آن ها را به حسگرهایی مجهز کردند که مشخص کننده ی پتانسیل انرژی بودند. سپس همراه با رایانه ای که داده های حسگر را ثبت می کرد، شروع به رانندگی کردند. به گفته ی اندرسون، آزمایش های آن ها نشان داد که "مقدار قابل توجهی انرژی" در سامانه های محور تعلیقی به هدر می رود، "مخصوصا در اتومبیل های سنگین". زمانی که آن ها به این احتمالات پی بردند، شروع به ساخت سامانه ای آزمایشی برای مهار انرژی اتلافی کردند. کمک فنرهای آزمایشی آن ها از سامانه ای هیدرولیکی استفاده می کند که سیال را به سمت توربین متصل به ژنراتور می راند. این سامانه توسط سامانه ی الکترونیکی فعالی کنترل می شود که میرایی را بهتر می کند و حرکتی روان تر را منجر می شود. این در حالی است که برای شارژ مجدد باتری ها یا کارکرد دستگاه های الکتریکی، برق نیز تولید می کند. تاکنون طی مرحله ی آزمایش، دانشجویان دریافتند که در یک کامیون سنگین با 6 کمک فنر، هر کمک فنر می تواند تا 1 کیلووات در یک جاده ی استاندارد تولید کند - یک کیلووات برای جا به جا کردن بار ژنراتور جریان متناوب بزرگ در کامیون های سنگین و خودروهای نظامی و در برخی مواقع برای راه اندازی ادوات جنبی مثل واحدهای سرد کننده ی تریلر هیبرید، کافی است. آن ها سال گذشته شرکتی را با نام لوانت (Levant) برای توسعه و تجاری کردن دست آورد خود راه اندازی کردند. هم اکنون آنان در حال انجام مجموعه آزمایش هایی روی خودروی هوم وی خود هستند تا کارایی این سیستم را بهبود بخشند. آن ها امیدوارند این فن آوری به شرکت خوروهای نظامی به منظور تحقق مفاد قرارداد 40 میلیارد دلاری برای خودروی نظامی جدید با نام JLTV کمک کند. در تلاش برای تحقق این قرارداد سودمند، آوادهانی گفت: "آن ها این سیستم را به عنوان یک چیز متفاوت تلقی می کنند. این سامانه کاملا یک الگوی میراکنندگی است. ما نیازمند این سامانه در تمامی کامیون های سنگین، خودروهای نظامی و خودروهای هیبرید در جاده ها هستیم." این گروه از طرف VMS مربوط به دانشگاه MIT کمک دریافت کرده است و توسط یت مینگ چیانگ، استاد علم سرامیک در دپارتمان علوم مواد و مهندسی، راهنمایی می شده است. به گفته ی این دانشجویان، تنها کارایی سوخت بهبود یافته نمی تواند با کاهش نیاز به ذخیره و حمل و نقل سوخت به منطقه ی جنگی، امتیازی بزرگ برای ارتش محسوب شود اما حرکت بهتر ناشی از کمک فنرهای کنترل شده به جابجایی ایمن تر کمک می کند. "اگر حرکت روان تر شود،‌ می توان سریع تر به منطقه ی عملیاتی رسید." این کمک فنرهای جدید دارای ویژگی تخریب امن نیز هستند. اگر قسمت الکترونیکی به هر دلیل دچار آسیب شود، این سیستم به راحتی مثل یک کمک فنر عادی عمل خواهد کرد. این گروه که زاخاری یاکوفسکی، دانشجوی سال آخر، پول آبل، دانشجوی فارغ التحصیل، رایان باوتا و ولادیمیر تاراسف نیز در آن حضور داشتند، قصد دارد نمونه ی نهایی و کامل این وسیله را برای تابستان آینده آماده کند. سپس آن ها درصدد جذب مشتری های بزرگ خواهند بود. برای مثال آن ها محاسبه کرده اند که شرکتی مثل وال-مارت می تواند سالانه 13 میلیون دلار در هزینه ی سوخت با ایجاد تغییرات لازم در کامیون های خود صرفه جویی کند.

ابداع روشی جدید به منظور شارژ باطری در کمتر از چند ثانیه

محققان موسسه MIT با شبیه سازی فرایندهای موجود در ساختار باطری ها موفق به ارائه شیوه ای جدید در تولیدباطری های لیتیومی شدند که با استفاده از آن می توان علاوه بر کاهش ابعاد و وزن، سرعت شارژ مجدد را تا کمتر از چند ثانیه کاهش داد.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از مهر، شیوه ای جدید در ساخت باطریهای لیتیومی می تواند در تولید باطریهای کوچک تر و سبک تر که در عرض چند ثانیه شارژ خواهند شد موثر واقع شود.

باطریی هایی که شارژ آنها به سرعت تخلیه می شود برای استفاده در اتومبیلهای الکترونیکی، زمانی که شارژ مجدد و سریع برای شتاب دهی به اتومبیل بسیار ضروری است مناسب خواهد بود. باطری های جدید تنها با تغییرات اندکی در ساختار باطری توانایی شارژ مجدد و سریع را خواهند داشت.

محققان موسسه MIT با استفاده از شبیه سازی رایانه ای به بررسی حرکات یونها و الکترونها در مواد مختلف سازنده باطری های لیتیومی مشهور به لیتیوم فسفات آهن پرداختند.

نتیجه شبیه سازی ها نشان داد که یونهای موجود در این مواد با سرعتی بالا در حرکتند. دانشمندان بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی اعلام کردند که دلیل خالی شدن سریع شارژ در باطری ها می تواند در شیوه ای باشد که یونها از میان مواد عبور می کنند. این یونها از میان تونل های باریکی عبور می کنند که ورودی آنها در سطح مواد موجود در باطری ها قرار گرفته است.

با این حال محققان MIT دریافتند که به منظور وارد شدن به این تونل ها این یونها باید مستقیما در برابر ورودی تونلها قرار گیرند و در غیر این صورت امکان ورود برای آنها وجود نخواهد داشت. بر همین اساس محققان راه حلی را ابداع کردند که می تواند یونها را برای ورود مستقیم به داخل این تونل ها هدایت کند.

باطری جدید که بر اساس این روش ابداع شده است می تواند در کمتر از 20 ثانیه شارژ مجدد شود که در مقایسه با باطری های معمولی که شارژ آنها 6 دقیقه به طول می انجامد، این زمان زمانی بسیار مطلوب خواهد بود.

اکثر باطریهای شارژی از موادی مانند کبالت و لیتیوم ساخته شده اند اما باطری های لیتیوم فسفات آهن در خطر افزایش شدید حرارت قرار ندارند، خطری که باطری انواع تجهیزات الکتریکی مانند لپ تاپ ها و پخشهای صوتی را تهدید می کند.

 این ماده با وجود اینکه از هزینه کمتری برخوردار است با این حال نسبت به لیتیوم کبالت از محبوبیت کمتری برخوردار است زیرا کبالت توانایی ذخیره میزان بیشتری از انرژی را دارد.

محققان دریافتند که مواد جدید طی استفاده طولانی بر خلاف باطری های لیتیومی رایج توانایی ذخیره انرژی خود را از دست نمی دهند. این به آن معنی است که در تولید باطریهای جدید نیازی به مواد افزودنی برای خنثی کردن فرسایش باطری در طول زمان نبوده و باطری ها در این شرایط از ابعاد کوچکتر و وزن کمتری برخوردار خواهند بود.

بر اساس گزارش بی بی سی، محققان اعلام کردند این روش جدید به زودی و طی 2 الی 3 سال آینده در باطری های لیتیومی استفاده شده و وارد بازار خواهد شد.

روسیه نیروگاه اتمی متحرک می سازد

روسیه نمونه صنعتى نیروگاه اتمى متحرک خود را به نمایش گذاشت.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از روزنامه اینترنتى روسى ایزوستیا : شرکت سهامى عام «آتم انرگو پروم» روز چهار شنبه ماکت نیروگاه اتمى قابل انتقال با قدرت دو و نیم مگاوات را در نمایشگاه بین المللى آتم اکسپو بلاروسى به نمایش گذاشت.

به گفته ولادیمیر اسمتانیکف طراح اصلى این تاسیسات ، نیروگاه متحرک مى تواند 25 سال بدون نیاز به سوخت جدید کار کند و نصب آن تنها 24 ساعت طول مى کشد و براى راه اندازى آن نیز فقط به 10 نفر نیاز است.

براساس این گزارش ، این نیروگاه متحرک تا پنج سال دیگر آماده خواهد شد و قیمت هر بلوک نیروگاه حدود 755 میلیون دلار خواهد بود.

اینترنتى روسى ایزوستیا

ترانزیستورهای Northwestern بر روی ایستگاه فضایی

ترانزیستورهای مبنی بر نوعی مواد مواد جدید ایجاد شده توسط محققان دانشگاه نورث وسترن با تلاش شاتل فضایی برای آزمایش تشعشع در میان فضای بیرونی بالابرده شده و در بیرون ایستگاه فضایی بین المللی نصب شدند به گزارش سرویس علم و فناوری پایگاه اطلاع رسانی صبا ،این قبیل ترانزیستورها می توانند در ماموریتهای طولانی فضایی نظیر ماموریت اخیر فونیکس مریخ ناسا کمک کننده باشند، در حالیکه آزمایشات قدیمی روی زمین نشان داده بودند که این ترانزیستورها زمانی که در معرض تابش قرار میگیرند، میتوانند تابش را تحمل کنند. ترانزیستورها نوع جدیدی ماده ی ورودی دی الکتریک به کار برده اند که نانو دی الکتریک خود گردآمده (self-assembled nanodielectric )(SAND) نامیده می شود که در طول یک راهپیمای فضایی در 22 مارس بر روی ایستگاه فضایی قرار داده شد. ترانزیستورها آنجا برای یک سال بعنوان قسمتی از یک آزمایش مواد ناسا باقی خواهند ماند چرا که قصد آنها پاسخ به این پرسش است اینکه چگونه آنها و مواد دیگر محیط سخت فضا را تحمل می کنند؟! سند (SAND) توسط گروه تحقیق توبین مارکس (Tobin Marks ) در نورث وسترن و ولادیمیر ایپاتف ( Vladdimir N. Ipatieff ) پروفسور تحقیقی شیمی در دانشکده ی هنر و علوم وینبرگ (Weinberg) و پروفسور علوم مواد و مهندسی در مدرسه ی مهندسی و علوم کاربردی ام سی کورمیک (McCormick ) توسعه یافت. مارکس می گوید که علاوه بر امکان اثبات قابل استفاده بودن در فضا، سند می تواند به باز کردن راه برای نوعی از تکنولوژیهای جدید، شامل اجزای الکترونیکی شفاف و قابل چاپ کمک کند. ترانزیستورها، ابزاری که برای تقویت یا تبدیل سیگنالها استفاده می شوند قطعاتی ساختمانی در همه ی ابزارهای الکترونیکی هستند و به طور کلی از یک زیر لایه، درگاه و نیمه رسانا تشکیل شده اند. در میان درگاه و نیمه رسانا، عایق (دی الکتریک) قرار گرفته است، که به عنوان جداکننده ای عمل می کند که هنگام پایدارسازی شدت جریان حاملان باردار در نزدیک نیمه هادی مانع اتصال کوتاه شود. در حالی که سیلیسیوم دی اکسید با سابقه ای تاریخی ماده ی برجسته ی دی الکتریک برای اجزای الکترونیکی مبنی بر سیلیسیوم شده است، مارکس و تیم تحقیقاتی او در حال تلاش برای ایجاد مواد نیمه هادی و دی الکتریک در تولید بعدی به همراه خصوصیاتی هستند که سیلیسیوم و سیلیسیوم دی اکسید نمی توانند تامین کنند. بعنوان مثال شفافیت،قابلیت چاپ و انعطاف پذیری فیزیکی. ماده ی دی الکتریک باید دارای شرایطی چون شرایط ذیل باشد: نازک باشد، عایق خوبی باشد و قادر به تثبیت بارهای موثر در میان نیمه هادی بوسیله ی داشتن چیزی که ثابت دی الکتریک بالا نامیده می شود، باشد. این ثابت دی الکتریک بالا با توانایی ماده برای ذخیره ی بار الکتریکی برای یک شدت میدان کاربردی معین متناسب میباشد. نتیجه سندهایی بود که مارکس و تیمش بوسیله ی یک فرایند غوطه وری که غشا های نازک خود گردامده ی مولکولی را بوجود می آورد، بوجود آوردند. نه تنها سند مقتضی همه ی نیازها برای تولید دی الکتریک های اینده است، بلکه آنها مقاوم در برابر تشعشع نیز بنیاد نهاده شده اند.  علاقه ی ناسا به تولید سند به این دلیل است که تشعشع در فضا به طور شدیدی به اجزای الکترونیکی به خصوص دی الکتریکها آسیب می زند؛ زیرا سیلیسیوم دی اکسید تشعشع را گیر انداخته و بنابراین باعث به وجود امدن حفره ها و الکترونها و باری مخرب در ترانزیستورها به طور تغییر ناپذیری میشود. برای سفرهای فضایی طولانی مانند ماموریت در حال اجرای کنونی به مریخ، اینگونه اجزای الکترونیکی در معرض سالها تابش قرار می گیرند . آزمایشات قبلی با راکتورهای هسته ای نشان داده است که سند در برابر چنین آسیبهای تابشی بیشتر مقاوم است. مارکس می گوید: "همه متحیر شده بودند. این آزمایشات نشان دهنده ی آن هستند که سند قدرت متحول کردن همه ی رشته ها را دارد." مارکس و تیم او ایده ی بهتری خواهند داشت و آن اینکه چطور ترانزیستورهای سند بعد از ماندن آنها روی ایستگاه فضایی در طول یک سال، سر خواهند کرد! با این حال، آنها بر این امیدند که به بهبود ترانزیستورها، ساختن نیمه هادی های بهتر همراه دی الکتریکهای نازکتر و حتی ثابت دی الکتریکی بالاتر ادامه بدهند. در مقاله ای که به صورت ONLINE در 3 می در روزنامه ی جامعه ی شیمی آمریکا با همکاری مارک رتنر، اتونیو فاچتی، سارا دیبندتو و دیوید فراتارلی چاپ شد، این تیم نشان داده که مواد منسوب به سند می توانند در میان رسوب سازی با بخار، یک فرآیند معمولی استفاده شده درصنعت نیمه هادی برای تولید غشاهای نازک، ساخته شوند . تا زمانی که سند میتواند به محققان کمک کند تا مرز پایانی را بیابند، مارکس و تیم اش به کار کردن روی تکنولوژیهای آینده که برای هرکسی روی زمین مفید باشند ادامه خواهند داد، به عنوان مثال: توانایی چاپ ترانزیستورها مثل روزنامه ها، ایجاد راههایی برای اجزای الکترونیکی بادوامتر و ارزانتر. مارکس می گوید : "این درست نیست که این ترانزیستورها تنها برای فضای بیرونی خوب باشند – این فقط یک مثال از کیفیت بادوامی آنها بود- اینجا یک تکنولوژی در زمین است و فقط یکی، که خیلی ترکیبات در واحد زمان همچون یک کارخانه تراشه و یک دستگاه مدرن چاپ روزنامه ایجاد خواهد شد به مانند زمانیکه کاغذ صدها پا در هر ثانیه حرکت می کند." هربار اینتل می خواهد که یک تراشه ی جدید تولید کند ، بیلیونها دلارهزینه می کند و سالها زمان می گیرد تا انجام شود. و با این وجود هر روز آنها یک نیویورک تایمز جدید چاپ می کنند. بنابراین ما فکر کردیم آیا می توان از چاپ برای ایجاد مدارات الکترونیکی استفاده کرد؟ " این قبیل تکنولوژی می تواند نمونه های بزرگ شبیه باطریهای خورشیدی و تابلوهای نمایش مسطح را چاپ کند که به خوبی نمونه های کوچک شبیه مدارات برای باطری های تلفن و تجهیزات پزشکی هستند. یکی از اهداف دور، چاپ برچسب شناسایی فرکانس رادیویی برای اقلام برای فروش در یک فروشگاه هست که می تواند اطلاعات ارزش اقلام، محل ساخت آنها، چگونگی ساخت آن و چگونگی ذخیره ی آن راتامین کند. و هم چنین باعث میشود تا یک صندوقدار که تمام سبد یک خریدار را به جای چک کردن یک به یک بار کدها یکباره کنترل کند. مارکس می گوید :" آن شبیه گذرگاه جاده ی دارای عوارض برای بسته ها است. یک زنگ می تواند به صدا درآمده و اعلام کند: "نه، این انقضا پیدا کرده است!" یا می تواند به کامپیوتری مرکزی بگوید: که "فروشگاه تقریبا یک جنس را تمام کرده است ." پیشرفتی دیگر از چنین تکنولوژی می تواند اجزای الکترونیکی شفافی باشند که می توانند نمونه های جدید شبیه انتقالات را تامین کنند که در شیشه ی جلوی اتومبیل که به طور آنی سرعت اتومبیل ، سطح سوخت و سایر اطلاعات داشبورد را نشان خواهد داد، می تواند به کار رود. بعضی از باطریهای تلفن موجود در بازار قبلا درون اجزای الکترونیکی چاپ می شدند و مارکس و گروهش قبلا چاپ مدارات را بوسیله ی مواد تیم ایجاد کرده بودند. گروه در حال تلاش است تا مواد مورد نیاز این ترانزیستور را در میان مرکب ایجاد کند به دلیل اینکه اجزای الکترونیکی چاپی را به یک واقعیت معمولی مبدل نماید.   http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080610160049.htm

پیشبرد ابر رساناها با کمک فشار

ابررساناها میتوانند 150 بار بیشتر از سیم های مسی الکتریسیته را هدایت کنند.چون این مواد حرکت الکترونها که اساس رسانش هستند را محدود نمیکنند.اما برای رسیدن به شرایط ابر رسانایی،مواد باید تا زیر یک دمای بسیار پایین (به اصطلاح دمای گذار)سرد شوند که این موضوع استفاده گسترده از آنها را غیر عملی میسازد.

به گزارش سرویس علم و فناوری پایگاه اطلاع رسانی صبا ،اکنون برای اولین بار دانشمندان کشف کرده اند که علاوه بر دستکاری های شیمیایی،شرایط ابر رسانایی با اعمال فشار بالا روی ابررساناهای به اصطلاح دمای زیاد( high-temp)نیز میتواند رخ دهد.این کشف پنجره جدیدی را برای درک و کنترل این مواد جادویی میگشاید.

در گذشته ابر رساناها باید تا دماهای بینهایت کم (زیر  20 k یا -423 F )سرد میشدند. اما در دهه 1980 دانشمندان دسته دیگری از مواد از جنس اکسیدهای مس سرامیکی (کاپریتها)کشف کردند که ابررساناهای دمای بالا نامیده شدند.دانشمندان دریافتند که در دمای بالایی در حدود 135 k این مواد به حالت ابررسانایی گذار میابند.فهم چگونگی کارکرد این مواد و همچنین دستکاری آنها،برای عمل کردن در دماهای بالاتر،اکنون یکی از مهم ترین مسائل حل نشده فیزیک است.

Viktor Struzhkin از همکاران این مطالعه در آزمایشگاه ژئوفیزیک موسسه کارنگی میگوید:

"در ابر رساناهای کاپریتی،اتم ها در یک ساختار لایه لایه منظم شده اند.وقتی ماده به حالت ابررسانایی گذار می یابد،تغییراتی در صفحات اکسید- مس رخ میدهد.اسپینهای الکترونی متفاوت رفتار میکنند،انرژی ارتعاشی دستخوش تغییر میشود،بارها متفاوت رفتار میکنند و از این دست اتفاقات."

همکار دیگر این مطالعه Alexander Goncharov چزئیات را اینطور شرح میدهد:

"بعد از سالها دانشمندان فهمیدند که دمای انتقال با مقادیر خاصی از دوپینگ میتواند افزایش یابد.عمل دوپینگ در این حالت افزودن ذرات باردار است.( چه الکترونهای با بار منفی و چه حفره های با بار مثبت)ما میخواستیم اثر فشار بالا را روی یک کاپریت دمای بالا با پایه بیسموت (Bismuth )ببینیم.فشار این حسن را دارد که میتواند به تدریج و در یک رنج پیوسته اعمال شود؛درست مثل تنظیم یک رادیو؛ما به تدریج فشار را روی ابررسانا تنظیم کردیم و توانستیم مشاهده کنیم که در یک بازه گسترده فشار چه اتفاقی می افتد."

این محققان اثرات زیر اتمی را در مواد در فشار نزدیک به350,000  برابر فشار اتمسفر در سطح دریا (35 Gpa)با کمک گرفتن از یک حفره سندان مانند الماسی برای فشرده کردن نمونه و هم چنین تکنیکهای اندازه گیری تغییرات مثل طیف نگاری رامن (Raman ) یا پراش پرتو X مشاهده کردند.

Tanja Cuk رهبر گروه و دانشجوی دانشگاه استنفورد که این کار را به عنوان قسمتی از تحقیقات تز دکتری خود انجام داده،خاطر نشان می کند:

" 21 GPa   عددی جادویی بود؛ یک فشار بحرانی؛ با فشرده سازی ساختار ما توانستیم تغییرات را در 6 خاصیت فیزیکی مشاهده کنیم.نکته هیجان انگیز اینجا بود که این تغییرات،شبیه به چیزهایی بود که پس از دوپینگ مواد تا حالت بهینه مشاهده میشود و این موضوع به این معنی است که فشار بحرانی احتمالا با دوپینگ مرتبط است.علاوه بر آن ما با این کشف  که فشار میتواند جایگزین دما و عمل دوپینگ شود،به رویکردی کاملا جدید،برای مطالعه خواص پشت پرده ابررساناهای با تکنولوژی بالا (high-Tc) دست یافته ایم."

به گفته Struzhkin این مطالعه با ایجاد یک دورنمای کاملا جدید از ابررساناهایی که با کمک تغییر فشار بدست آمده اند یک گام مارا به فهم مکانیسم ابررسانایی دمای بالا نزدیک میکند.

مشاهده میشود که ابررسانش مرز بین عایق بودن و حالت فلزی است.ممکن است با کاربرد این فشارهای بالا ما بتوانیم کلید گم شده در مکانیسم ابررسانش دمای بالا را کشف کنیم و چندین قدم به استفاده ابررساناها در زندگی روزمره نزدیک شویم.موضوعی که میتواند کل سامانه های انرژی ما را تغییر دهد.

http://www.physorg.com/news130429482.html  

برج بادی - خورشیدی در چین ساخته می شود

کشور چین با احداث برجی به منظور مدرن کردن شهرها و منازل مسکونی خود و فراهم آوردن محل سکونت برای جمعیت عظیم این کشور و همچنین ایجاد و پیشرفت فرصتهای شغلی، معماری سنتی این کشور را متحول خواهد کرد. به گزارش سرویس علم و فناوری پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از مهر، منطقه شنزن در دهه 1970 در جنوب چین و در ایالت گانگدان از یک روستای ماهیگیری شکل گرفته و به یکی از موفق ترین مراکز فعالیتهای اقتصادی چین تبدیل شد. اکنون برج بزرگی در این منطقه با 49 طبقه مجهز به سیستم خورشیدی و بادی بنا خواهد شد. شرکت معماری اتریشی کوپ هیمبل امتیاز طراحی این سازه که به نام 4 برج در 1 برج مشهور است را به خود اختصاص داده است. این برج 200 متری بوده و به قسمتهای کاملا مجزا تقسیم شده است. دفترهای کاری در طبقه های بالایی، اتاقهای ملاقات، کنفرانس و فضای باز در طبقه های میانی و منازل مسکونی در طبقات پایینی قرار گرفته اند. نمای خارجی برج نیز توسط ژنراتورهای بادی و خورشیدی پوشش داده خواهد شد. لایه دوم در کنار سلولهای خورشیدی به سیستم های تهویه هوای طبیعی مجهز است و از خصوصیاتی مانند کاهش فشار هوا و استفاده مفید از نور خورشید در نورپردازی داخلی برخوردار بوده و به نمایشگرهای تبلیغاتی نیز مجهز خواهد بود. بر اساس گزارش گیزمگ، استفاده از منابع طبیعی انرژی نیز باعث افزایش کارایی انرژی و کاهش اتکا به استفاده از سوختهای فسیلی در چنین سازه عظیمی خواهد شد. انرژی خورشیدی از گذشته در سطح مصارف خانگی مورد استفاده قرار می گرفته است اما امروزه به شکلی رو به افزایش در طراحی های تجاری مورد استفاده قرار گرفته و می تواند کاهش منابع انرژی، افزایش تقاضا و گرمای جهانی را با یکدیگر انطباق دهد.

باطری ذخیره برق نیروگاههای تجدید پذیر در کشور ساخته شد

مدیر پروژه باطری وانادیومی سازمان انرژیهای نو از ساخت باطری وانادیومی ذخیره انرژی برق برای نیروگاههای تجدید پذیردر کشور خبر داد و گفت: تاکنون این تکنولوژی در اختیار 6 کشور پیشرفته دنیا بوده است.

"احمد موسوی فر "-در گفت و گو با خبرنگار اقتصادی برنا از ساخت اولین سیستم ذخیره نوین باطری های اکسیداسیون وانادیومی با قابلیت ذخیره انرژی برق و استفاده از آن در مواقع ضروری خبر داد.

مدیر پروژه باطری وانادیومی سانا اظهار داشت: تاکنون فقط 6 کشور پیشرفته استرالیا، سوئد، ژاپن، آمریکا، کانادا و انگلیس تکنولوژی ذخیره برق در باطری وانادیومی را در اختیار داشتند که در حال حاضر این تکنولوژی در ایران نیز بومی شده است.

موسوی فر در بخش دیگری از سخنانش مدت زمان ساخت باطری ذخیره برق را در کشور 4 سال اعلام کرد و بیان داشت: کارکرد این باطری بر اساس تغییر عدد اکسیداسیون یون وانادیوم است که وقتی یون وانادیوم در اسید سولفوریک حل و وارد باطری می شود به دلیل جریان برقی که به آن وارد می کنیم یک بخش از این تغییرات به صورت تولید برق عمل می کند.

وی با بیان اینکه باطری های رایج الکترودها هم محل واکنش بوده و هم اینکه ذخیره برق را انجام می دهند گفت:در باطری جدید الکترودها فقط محل انجام شدن واکنش است و ذخیره برق در محلول صورت می گیرد که به عبارتی می توان گفت ظرفیت باطری وانادیومی از توان آن مستقل است.

این مقام مسئول در سانا (سازمان انرژیهای نو) بیان داشت: این باطری در مقیاس تجاری قادربه ذخیره از 5/2 کیلووات تا 100 مگاوات برق است .

وی کاربرر این باتری را شامل مدیریت شبکه برق، امنیت انرژی، پدافند غیرعامل، تولید پراکنده دور از شبکه، ایستگاههای رادیویی، مصارف نظامی برای آنتن ها و همچنین جاهایی که به دلیل حساسیت نیاز به ولتاژ برق ثابت دارند، عنوان کرد.

به گفته موسوی این نوع از باطری ها به عنوان یکی از بهترین منابع ذخیره برق برای نیروگاههای تجدید پذیر محسوی می شوند ودر محل هایی که باد به صورت متناوب و یا اینکه نور خورشید فقط در روز قابل استفاده است، این باطری می تواند وارد مدار شده و خروجی برق آنها را ثابت کند.

مدیر پروژه باطری وانادیومی سانا تاکید کرد:می توان برق موردنیاز را در هرمیزانی از طریق این باطری بدست آورد به نحوی که مهم ترین خاصیت آن ذخیره برق برای مواقع مورد نیاز است.

وی از قدرت و طولانی بودن کارکرد قطعات باطری وانادیومی نیز سخن گفت و افزود: باطری های موجود قادر به هزار و تا هزار و 500 سیکل کار را دارند به نحوی که این باطری ها می توانندتا 15 هزار سیکل کار کرده و پس از آن نیز با تعویض برخی قطعات پمپ وارد چرخه ذخیره انرژی می شوند.

موسوی فر طول عمر باطری های جدید را 20 سال اعلام کرد و بیان داشت: باطری های رایج سرب اسیدی نسبت به نیرویی که می گیرند دارای بازده 5 به 1 هستند یعنی 5 برابر انرژی می گیرند تا شارژ شوند و 1 برابر پس می دهند ولی باطری های وانادیومی این نسبت را 2 به 1 دارند یعنی 2 برابر انرژی می گیرند و 1 برابر پس می دهند به نحوی که بازده آنها بالای 90 درصد است.

این مقام مسئول در سانا از حمایت دولت از طرحهای جدید تولید و یا ذخیره انرژی در کشور سخن گفت و تصریح کرد: توانیر اولین شرکتی بود که روی این طرح سرمایه گذاری کرد به نحوی که توانستیم طرح را در دولت نهم آغاز و به اتمام برسانیم

بازسازی روتورهای فشار ضعیف توربین بخار تحت شکستگی ریشه پره

مقاله تحقیقی بازسازی روتورهای فشار ضعیف توربین بخار تحت شکستگی ریشه پره به وسیله  مهندس ابراهیم‌زاده کارشناس دفتر تحقیقات و ساخت داخل مدیریت تولید برق شازند ارایه شده است.
توربین‌های بخار فشار ضعیف با افزایش روزافزون، مخصوصاً در واحدهای فوق بحرانی با سوخت فسیلی، پدیده خوردگی تحت تنش را در اجزای پره واقع در نواحی روتورهای فشارضعیف خود تجربه کرده‌اند. رویکردها در برطرف کردن این مشکل از طراحی و ساخت مجدد اجزا و تعویض پره تا جوشکاری در محل را شامل می‌شود؛ صرفنظر از روش انتخاب شده، راه‌حل باید ضمن به حداقل رساندن زمان خروج واحد، به طور کامل عملکرد توربین را به حالت اول برگرداند.
در این مقاله به روش اتخاذ شده در تعمیر و بازسازی یک روتور فشارضعیف تحت تأثیر پدیده خوردگی تحت تنش (SCC) در یک نیروگاه با سوخت فسیلی واقع در غرب ایالت کنتاکی آمریکا پرداخته می‌شود. این نیروگاه با3واحد بین سالهای 1963 تا 1970 با ظرفیت 2273 مگاوات به بهره‌برداری رسید. این پدیده در سال 2007 میلادی در واحد شماره 3 این نیروگاه به وقوع پیوست.
واحد شماره 3 به یک واحد تولید بخار فوق بحرانی بابکوک (Babcock) و ویلوکوکس (Wilcix) با شرایط بهره‌برداری 3500psig و درجه حرارت 1000 درجه فارنهایت تجهیز شده است. توربین بخار با ظرفیت 1150 مگاوات مربوط به شرکت جنرال الکتریک شامل توربین فشارقوی (HP) و ری‌هیت اولیه (IP1) متصل شده به یک ژنراتور 3600rpm ، یک توربین فشار متوسط (double-flow Ip2) و دو عدد توربین فشارضعیف (LP) متصل شده است به یک ژنراتور ثانویه با دور 1800rpm مجهز شده است.

خوردگی تحت تنش
(Stress Corrosion Cracking)
خوردگی تحت تنش پدیده‌ایست که توام با ترک خوردگی بوده و در نتیجه تلفیقی از اثرات خوردگی و تنش (عموماً تنش کششی) اتفاق می‌افتد . مقدار تنشی که شکست در آن اتفاق می‌افتد ممکن است بسیار کمتر از میزانی باشد که بدون حضور خوردگی موجب شکست می‌شود . همچنین محیط نیز به تنهایی آنقدر خورنده نخواهد بود تا بدون حضور تنش بتواند موجب تخریب آن شود. تقریبا برای هر آلیاژی می‌توان محیط خاصی پیدا کرد که آنرا مستعد خوردگی تحت تنش سازد.

بازرسی از توربین بخار
در استانداردهای نیروگاه TVA (Tennessee Valley Authority Paradise Fossil Plant) 
هر 10 سال یکبار را به منظور بازرسی دوره‌ای از توربین بخار پیشنهاد داده بود. لذا در زمان تعمیرات اساسی واحد شماره 3 در بهار 2007 یک تست استاندارد بازرسی‌غیرمخرب به منظور بازرسی روتور باروش آلتراسونیک سه بعدی (Phased Array Utrasonic Test) از محل نگهدارنده دیسکهای پره ردیف سوم و چهارم توربین LP صورت پذیرفت.
نتایج تست نشانه‌هایی از وجود ترک تحت تنش (SCC) را بر روی هر دو روتور  LP نشان می‌داد. ضمناً همه نشانه‌ها محدود به ردیف‌های دوم و سوم می‌شد، اگرچه وسعت و شدت ترک در زبانه‌ها در هر ردیف با یکدیگر متفاوت بودند. 127 پره به اضافه یک پره قفل‌کننده (Notch Blade) در ردیف 3 وجود داشت. همچنین قسمتی از شرود (Shroud) ردیف دوم بر روی روتور B توربین LP نیز به سمت بیرون حرکت کرده و با دیافراگم ثابت برخورد کرده بود.
شرود معیوب شده و نشانه‌های ریشه دیسک اشاره به نیاز یک تعمیرات گسترده در شرایط خروج واحد داشت. تجربه کردن این مشکلات توسط نیروگاه ممکن بود بسیار پرهزینه و برای تعمیرات وقت‌گیر باشد، اما چاره‌ای وجود نداشت. برای کمک از نحوه برخورد با سایر مشکلات مشابه، این موضوع چندین بار آیتم تعمیر را برای هر ردیف مرور کرد. معیارهای تصمیم‌گیری را مورد استفاده قرار داد و راه‌حل انتخاب شد.

تعمیر پره‌های ردیف سوم
(L-3 Stage repair)
آسیب‌پذیری زبانه ریشه‌های پره (Dovetails) ردیف سوم به واسطه پدیده خوردگی تحت تنش (SCC) در شرایط معمول بهره‌برداری محدود است. زیرا حداقل رطوبت دراین قسمتمها بوجود می‌آید. تبدیل فاز بخار از خشک به تر در توربین فشار ضعیف (LP) به طور مشخص خوردگی تحت تنش را وخیم‌تر می‌کند . درموضوع واحد 3، خوردگی تحت تنش در هر دو روتور توربین فشار ضعیف مشخص شد.
برای پره ردیف سوم روتور توربین فشار ضعیف B، نیروگاه (TVA) خارج کردن پره‌های قفل‌کننده (Notch Blades) به منظور تایید نتایج بازرسی تست آلتراسونیک جهت تعیین بهتر موقعیت و وسعت نشانه‌ها را انتخاب کرد. یک تست ذرات مغناطیس (MT) برای تعیین عمق و طول نشانه‌ها بکار برده شد. تنها 2 تا از 8 نشانه‌های گزارش شده در تست آلتراسونیک به وسیله تست ذرات مغناطیس مورد تأیید واقع شد.
از دیدگاه طول عمر باقیمانده، بدترین ترکیب نشانه‌ها همردیف قرار گرفتن بطور محیطی، بالا و پایین شیارهای نگهدارنده (Hook) نزدیک به شکاف ورودی (Notch Entry) بعد از حفره است.
تستهای اضافی آلتراسونیک از پره ردیف سوم روتور توربین فشار ضعیف A نیز در آوریل 2007 انجام گرفت. مهمترین نشانه‌های گزارش شده مربوط به زبانه‌های نگهدارنده پایینی پره ردیف سه بود. بدترین نشانه اندازه‌گیری شده بوسیله تست ذرات مغناطیس پس از سنگ‌زنی ابعادی به اندازه عمق 56/0 اینج و طول 5/2 اینج داشت.

ارزیابی روشها (Evaluating the option)
برای هر دو روتور، هم استراتژیهای کوتاه‌مدت و هم استراتژیهای بلندمدت به منظور رفع مشکل خوردگی تحت تنش در نگهدارنده پره‌ها مدنظر قرار گرفته شد. ترکهای یافته شده بر روی هر دیسک با ورود به ناحیه چاکدار محدود شده بودند. با مرتب کردن همه آیتم‌های تعمیراتی کوتاه‌مدت ‌فهرست‌کوتاهی از استراتژیهایی که زمان تعمیرات خارج از برنامه را به حداقل می‌رساند تحت عناوین زیر تهیه شد.
• هیچ اقدامی انجام نشود.
• کاهش بار در موقعیت‌های ترک مجاور به شکاف بوسیله اتصال مستقیم پره قفل‌کن به دیسک توسط پین انجام شود.
• کاهش بار پره بوسیله استفاده از پره‌های با جنس تیتانیوم که 43 درصد از پره‌های فولادی سبک‌تر هستند، اگرچه تعویض پره‌های فولادی با پره‌های تیتانیومی سبب تولید یک جرم نامیزانی (Mass Imbalance) بر روی روتور می‌شود.
برای تعیین اینکه کدام روش باید انتخاب شود، نیروگاه (TVA) شروع به آنالیز جزییات با جمع‌آوری داده‌های اندازه مربوط به پروفیل زبانه‌های نگهدارنده پره‌ها (Dovetail) کرد و منحنی را به روش المان محدود (FEM) مدل‌سازی کرد. محاسبه نشان می‌دهد تنش‌ها بر مسیر ترک‌های ریشه پره عمود هستند. این تنش‌های توزیع شده بر صفحه ترک دور از شکاف ورودی، در محدوده سرعت 1800rpm عمود هستند. مدل المان محدود ریشه پره (dovetail) همچنین چگونگی انتقال بار از پره به دیسک در نواحی بالا – وسط و پایین زبانه‌ها را شبیه‌سازی کرده است.
تنش‌ها شامل افزایش بار در شکاف‌ورودی شدند این در نرم‌افزار تعیین طول عمر باقیمانده، توربین فشار ضعیف (LPRim Life) به عنوان ضریب شاخص بار محاسبه می‌شد. LPRimLife برنامه‌ای است که عمر باقیمانده روتورها را با مشخص یا مشکوک بودن ترک در اجزای پره تخمین می‌زند. این برنامه بوسیله انجمن واحد سازه تحت حمایت انستیتوی تحقیقاتی تولید برق گسترش یافته است.
نخستین گام در ارزیابی، تخمین درجه حرارت بهره‌برداری ردیف پره و میزان رطوبت (Wetness) بود. میزان رطوبت یک پیش نیاز است، بطوریکه انتظار بروز خوردگی تحت تنش (SCC) برای اجزایی که در مواجه با بخار سوپرهیت در حین بهره‌برداری در حالت پایدار هستند نمی‌رود اما در زمانهای شروع و توقف واحد(start-up and shutdown) شرایط متفاوت است. به هر حال، رطوبت در حین بهره‌برداری، هنگامی که اجزای ریشه پره در حداکثر بار هستند، آنها را برای خوردگی تحت پوشش مستعد می‌سازد.
سه ناحیه اعمال بار در زبانه بیش از حد انتظار بار بهره‌برداری تخمین شد، در سرعت بالا (overspeed) تا 110 درصد، با دو منحنی دمایی شروع مختلف (rotor start-up) و مشابه، همانطوری که برای نرم‌افزار مکانیک شکست روتور لازم بود. نرم‌افزار همچنین برای عمق و طول ترک در نواحی بالا – وسط و پایین شیارها، برپایه مقادیر تستهای بازرسی غیرمخرب تایید شده محاسبه شده بود. یک ترک با عمق 6 درصد اینج و طول از1 درصد اینچ شبیه‌سازی شد. همچنین برخلاف تغییر فاز بخار خشک به تر، پیش‌بینی می‌شد در خلاف جهت جریان در پره ردیف دوم باشد که با کشف وسعت خوردگی تحت تنش در محل ریشه پره ردیف دوم (L-2 Stage) نیز تایید شده بود، انتطار نمی‌رفت پره ردیف سوم (L-3 stage) در زمان نرمال بهره‌برداری در حالت تر (Wet) راه‌اندازی شود. برای محاسبه‌‌تری‌گذار، 1750 ساعت در سال به عنوان زمان تری برای تخمین ریشه پره ردیف سوم شبیه‌سازی شد.

نتایج ارزیابی شبیه‌سازی
نتایج شبیه‌سازی احتمالی از عمر باقیمانده، احتمال تجمعی شکست در برابر زمان بهره‌برداری در سالها برای هر سه روش تعمیراتی را به شرح زیر تخمین زد:
• روش اول (عدم انجام هرگونه اقدام)، احتمال شکست بالایی را برای زباله‌های نگهدارنده ریشه پره پس از یکسال بهره‌برداری نشان می‌داد.
• روش دوم (اتصال مستقیم پره به دیسک توسط پین) احتمال شکست را برای مدت 5 سال بهره‌برداری به زیر یک درصد کاهش می‌داد.
• روش سوم (تعویض گروهی از پره‌ها در شکاف ورودی با پره تیتانیومی) احتمال شکست برای مدت 10 سال بهره‌برداری را زیر 1 درصد و برای 20 سال بهره‌برداری زیر 65/0 درصد تخمین زد.
نیروگاه روش سوم را به عنوان مؤثرترین راه‌حل کوتاه‌مدت برای به حداقل رساندن احتمال شکست ریشه پره در شیار نگهدارنده انتخاب کرد.

بالانس مجدد
برای حداقل رساندن هزینه و زمان تعمیر، نیروگاه TVA نمی‌خواست پره‌های باقیمانده بر روی دیسک را دستکاری کند. اما آنها می‌دانستند که اختلاف جرم حجمی بین پره‌های موجود و پره‌های جدید، سبک وزن بودن پره‌ها، سبب تولید یک نامیزانی جرمی بر روی دیسک کرده که یک تأثیر منفی بر روی ارتعاش روتور خواهد گذاشت. شکافهای ورودی در دو ردیف پره مرحله سوم در دو جهت 180 درجه نسبت به یکدیگر قرار داشتند. این یک نامیزانی دینامیکی بر روی روتور ایجاد می‌کرد که به یک تصحیح جرمی مهم نیاز داشت.
برای انجام این مهم، یک تحلیل انجام شد تا عامل نامیزانی بر روی روتور را تعیین کرده و تغییر دلخواه در ارتعاش روتور را ایجاد کند؛ بدلیل اینکه هر دو ردیف پره مرحله سوم بر روی هر روتور بوسیله پره تیتانیومی اصلاح شده بود، مجموع نامیزانی برای هر دیسک دو برابر ایجاد می‌شد. ظرفیت اصلاح برای صفحات بالانسی موجود بر روی ردیف پره‌های مرحله اول و چهارم برای تصحیح نامیزانی مورد انتظار کفایت می‌کرد. ردیف‌ پره‌های مرحله صفر (L-0) در این مرحله برای تصحیح درنظر گرفته نشد اما بعنوان ذخیره برای بالانس در زمان بهره‌برداری در نظر گرفته شد.
برای اصلاح نامیزانی، دو پره از هر دیسک در موقعیت‌های تقریبا 5 و7ساعت‌برای‌موازنه‌کاهش جرم بواسطه پره‌های تیتانیومی خارج شد. خارج کردن پره‌ها مستلزم این بود که مجموعه شرود
 (Shroud band groupings) ارزیابی شود تا از عدم تغییر فرکانس طبیعی پره‌های اطمینان حاصل شود.
دو پره خارج شده، بطور دقیق هم میزانی با پره‌های تیتانیومی نداشت، بنابراین هر روتور قبل از مونتاژ جهت به حداقل رساندن نامیزانی (Imbalance) در سرعت پایین بالانس شدند . هر دو روتور پس از راه‌اندازی در سرعت بحرانی و سرعت بهره‌برداری ارتعاش قابل قبولی ارایه دادند و هیچ اصلاح نامیزانی بر روی هر دو روتور نیاز نبود.

تعمیر پره‌های ردیف دوم (L-2 stage)
نتایج تست آلتراسونیک برای روتور فشارضعیف B نشانه‌های بیشتری از عیب را نسبت به پره ردیف سوم (L-3) که قبلا بحث شد یافته بود. 98 نشانه بر روی همه نگهدارنده پره (hooks) پراکنده بود و در سرتا سر اطراف دیسک با عمقی بین 04/0 اینج تا 39/0 اینج بر روی انتهای ژنراتور توزیع شده بود. روتور فشارضعیف A (انتهای توربین) نیز با شرایط مشابه یافته شد، 78 نشانه با عمقی بین 04/0 اینج تا 26/0 اینچ بر روی هر سه شعاع نگهدارنده پره (hook) و بر روی دو طرف دیسک مشاهده شد.
نیروگاه (TVA) اظهار داشت که تمایل جدی در انجام تعمیرات مطابق با برنامه خروج توربین و به حداقل رساندن هر کاهش تولید پس از تعمیرات تکمیل‌شده را دارد.شرکت تعمیراتی توربوکار (Turbo Care) ، با مشارکت انجمن سازه، چندین روش تعمیراتی را جهت دستیابی اهداف نیروگاه (TVA) مورد بررسی قرار داد. به طور مشترک تیم بهترین راه‌حل را تغییر طراحی و ساخت پره با ساق بلند (Long Shank) تعیین کرد. به هر حال، تعمیر طراحی و ساخت پره با ساق بلند ممکن بود نیاز به طولانی‌ترین زمان تعمیرات با توجه به برنامه فشرده خروج واحد داشته باشد.
پره ردیف دوم (L-2 Stage) آسیب‌پذیری بیشتری نسبت به پره ردیف سوم (L-3 Stage) در خوردگی تحت تنش (SCC) داشت زیرا هم تنش بیشتری در ریشه وجود داشت و هم میزان رطوبت موجود در بخار بیشتر بود. دیسک‌های ردیف دوم که دارای ترکهای گسترده‌تری در زبانه‌های شیار نگهداری پره داشتند، نیازمند طراحی و ساخت مجدد کامل پره، اصلاح رینگ دیسک و استفاده از تیتانیوم در نواحی شکافهای ورودی در کاهش تنش در ریشه‌های پره بودند. طراحی مجدد همچنین شامل تست فرکانسی پره ردیف دوم و بهینه‌کردن تنظیم‌های فرکانسی پره‌ها به وسیله نصب نوارهای شرود بالا یا پایین به منظور کنترل ارتعاش را دربرمی‌گرفت.
 تعمیر پره ردیف دوم
(L-2 Stage) شامل ماشینکاری فرم ریشه در دیسک بدون تخریب متریال بود. روش معمول این بود که ابتدا تمامی پره‌ها خارج شده و سپس عمیق‌ترین نشانه‌ها جهت تعیین عمق ترک، سنگ‌زنی شوند. فواصل کوتاه نیازمند آماده‌سازی مجدد فرم ریشه پره بوسیله پرکردن حفره‌ها به روش لایه‌گذاری (OverLaying) و ایجاد فرم ریشه داشت. البته این رویکرد زمان خروج واحد را طولانی می‌کرد. با توجه به تجارب شرکت تعمیراتی توربوکار در سایر پروژه‌های استفاده پره با طول سابق بلند (Longshank Blade)، مدت زمان و حجم خارج کردن متریال به منظور اطمینان از خارج شدن همه ترکها برنامه‌ریزی و با حداقل تاخیر ممکن به اجرا درآمد. همزمان طراحی و ساخت پره‌های جایگزین قبل از اینکه پره‌های اصلی از دیسک خارج شوند نیز آغاز شد.
فرآیند طراحی مجدد پره با ساق بلند همچنین این اجازه را می‌داد تا شکل ریشه پره نسبت به فرم‌های موجود بهبود یابد. شیارهای نگهدارنده پره (Dovetail) با شعاع‌های اصلاح شده جهت کاهش شدت تنش‌ها
 (Peak stresses) برای دو منظور ماشینکاری شد : یکی برای تعادل اضافه وزن اصلاحیه پره ساق بلند و دیگری برای کاهش ضریب تمرکز تنش هندسی که در خوردگی تحت تنش (SCC) سهیم هستند . پیش‌بینی می‌شد برای این اصلاحیه کاهش در شدت تنش (Peak Stresses) بین 10 تا 15 درصد بوجود آید.

کنترل فرکانس و ارتعاش
یکی از مهمترین فاکتورها در این فرآیند، طر احی و ساخت پره جایگزین با فرکانس طبیعی دور از سرعت بهره‌برداری بود. تنظیم فرکانس‌ها نیاز به جبران برای تغییر در موقعیت شیارهای نگهدارنده ریشه داشت. معمولا در فرآیند طراحی ، چندین عامل جهت بهینه‌سازی فرکانس از قبیل ساختار شرود، جان پره، طول ساق پره و تعداد پره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند. با وجود زمان کوتاه در برنامه‌ریزی و اجرای تعمیر، همه محاسبات در طراحی تسریع شد تا هرگونه تأخیر را به حداقل رساند.
قسمت مهم دیگر طراحی، استفاده از اتصال زنجیری یا نوار بالا یا پایین شرود بود . این طرح، مجموعه شرود تکی اصلی را با یک شرود دو ردیفه جایگزین می‌کرد. شرود داخلی با یک لقی دور تا دور گوه (Tenon) مونتاژ شده و مجموعه خارجی بصورت صلب به قسمت بالایی گوه متصل شده است.
حلقه‌های داخلی و خارجی بصورت محیطی تأمین‌کننده یک کوپل پیوسته در نوک پره‌ها هستند. این ساختار سبب افزایش در میراکنندگی ارتعاش شده و همچنین موجب دوری از ایجاد چندین مدار ارتعاشی اصلی بواسطه تحریک مسیر بخار می‌شود. این طرح یک حاشیه ایمنی از ارتعاش اضافی همراه با توانایی در تنظیمات تکمیلی در فرکانس پره‌ها جهت جلوگیری از تحریک ناگهانی با هر دومد پنج و شش گره (Nodul) قطری ایجاد می‌کند.
برای کاهش احتمال وقوع مجدد خوردگی تحت تنش (SCC) در تعمیر صورت گرفته، طرح، پنچ پره تیتانیومی در شکاف ورودی را بکار برد. تجربه نشان داده بود که خوردگی تحت تنش معمولا ابتدا در این نواحی رخ می‌دهد. تیتانیوم بارگریز از مرکز پره‌ها بر روی دسک در این ناحیه را به دلیل  کاهش 43 درصدی جرم حجمی متریال کاهش می‌داد. برای‌به‌حداقل رساندن پتانسیل جرم نامیزانی (Mass Imbalance) بر روی روتور برای پره‌های تیتانیومی در محل شیار ورودی پره، پنج پره تیتانیومی در 180 درجه مخالف شیار ورودی مونتاژ شد.

برنامه عملیات تکمیل شده (The Complete Treatment Plan)
در پایان به طور خلاصه می‌توان فرآیند عملیات تعمیر را بشرح ذیل مرور کرد:
-خارج کردن قسمتهای معیوب (سنگ‌زنی) در اثر پدیده خوردگی تحت تنش (SCC) 
- طراحی و ساخت پره‌های جایگزین دور از فرکانس تشدید
-کنترل ارتعاش با افزایش میراکنندگی
-بهبود شکل هندسی جهت کاهش احتمال وقوع مجدد خوردگی تحت تنش 
- بالانس روتور در سایت با سرعت پایین
منابع:
- Bruce Ganc, Turbo Care Inc; Jim Olson and Jerry Best, Tennesses Valley Authority; Power Mag October 2008.

مهندس غلامرضا ابراهیمی‌زاده- کارشناس مهندسی مکانیک (طراحی جامدات) شرکت مدیریت تولید برق شازند  

یک چهارچوب جدید برای تخمین پارامترهای نیروی محرکه(دینامیک) ژنراتور

دقت پارامترهای دینامیکی یکی از عوامل تعیین کننده در شبیه سازی صحیح پدیده سیستم انرژی گذرا (ناپایدار) می باشد.

این مقاله یک پروسه کلی برای برآورد پارامترهای دینامیک ژنراتور جهت تجزیه و تحلیل پیشنهاد می کند.

دانلود

اولین كنفرانس بین المللی اتوماسیون صنعتی ایران در دانشگاه صنعتی شریف

اولین کنفرانس بین المللی اتوماسیون صنعتی ایران - 20 و 19 اردیبهشت 1388 اتوماسیون صنعتی تلاشی در جهت انجام بسیاری از امور و هدایت و کنترل آنها بدون دخالت مستقیم انسان است. بکارگیری اتوماسیون در حوزه های مختلف صنعت منجر به بهبود عملکرد صنایع و ایجاد مزیت های رقابتی می گردد. از جمله مزایای اتوماسیون صنعتی می توان به مواردی همچون افزایش بهره وری، افزایش سرعت و دقت تولید، افزایش قابلیت اطمینان،ایجاد کیفیت پایدار، افزایش ایمنی، کاهش دخالت انسان، کاهش تغییر پذیری فرآیندها، کاهش هزینه ها، انجام سریع عملیات های کنترلی، انعطاف پذیری بالا در تولید، و امثالهم اشاره نمود. از جمله موارد اهمیت اتوماسیون صنعتی ، سطح بالای تکنولوژی مربوطه(High Tech) و استفاده بیش از 70 درصد محصولات اتوماسیون صنعتی در کشورهای صنعتی و پیشرفته می باشد.

---

اتوماسیون صنعتی تلاشی در جهت انجام بسیاری از امور و هدایت و كنترل آنها بدون دخالت مستقیم انسان است. بكارگیری اتوماسیون در حوزه های مختلف صنعت منجر به بهبود عملكرد صنایع و ایجاد مزیت های رقابتی می گردد. از جمله مزایای اتوماسیون صنعتی می توان به مواردی همچون افزایش بهره وری، افزایش سرعت و دقت تولید، افزایش قابلیت اطمینان،ایجاد كیفیت پایدار، افزایش ایمنی، كاهش دخالت انسان، كاهش تغییر پذیری فرآیندها، كاهش هزینه ها، انجام سریع عملیات های كنترلی، انعطاف پذیری بالا در تولید، و امثالهم اشاره نمود. از جمله موارد اهمیت اتوماسیون صنعتی ، سطح بالای تكنولوژی مربوطه(High Tech) و استفاده بیش از 70 درصد محصولات اتوماسیون صنعتی در كشورهای صنعتی و پیشرفته می باشد. در كشور ما درسالهای اخیر سرمایه گذاری عظیمی در توسعه صنعتی كشور انجام شده است و دولتمردان در تلاش هستند با توسعه صنایع داخلی در ابعاد مختلف زمینه جهش اقتصادی كشور را فراهم نمایند. در این بین توجه به كیفیت تولیدات و امكان فروش آنها در كشور های دیگر (در یك محیط رقابتی) با قیمت و كیفیت مطلوب و لزوم توسعه سریع محصولات و كاهش زمان طراحی و تولید آنها و نیاز به انعطاف پذیری بالا در صنایع تولیدی ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است و باید سیستم های تولیدی از حالت سنتی به صنعتی مدرن تغییر شكل دهند. لذا بكارگیری اتوماسیون صنعتی در صنایع می تواند بخشی از مشكلات امروز و آینده صنایع تولیدی را در همه حوزه ها از جمله فرآیندهای تولید پیوسته همچون نفت و پتروشیمی وسیمان و ...، و فرآیندهای تولید گسسته از قبیل صنایع خودروسازی و قطعه سازی و لوازم خانگی مرتفع نماید. این تكنولوژی علاوه بر صنایع تولیدی در صنایعی از قبیل صنعت ساختمان، صنایع خدماتی، صنعت برق و مخابرات، صنعت پزشكی و .. نیز بصورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و می توان ادعا كرد كه اتوماسیون با ابعاد مختلف زندگی بشر پیوند خورده است. بنابراین در سال نوآوری و شكوفایی ، اولین كنفرانس اتوماسیون صنعتی در آبان ماه سال آینده طراحی و اجرا خواهد شد تا ضمن توسعه دانش كاربردی این حوزه از علوم، فضای مناسب را جهت آشنایی صنایع با محاسن ، ویژگیها و جایگاه بكارگیری اتوماسیون فراهم آورد.مشكلات مدیریتی مرتبط با بكارگیری این تكنولوژی را به چالش بكشد،تولید كنندگان تجهیزات اتوماسیون و ارائه دهندگان خدمات مربوطه را معرفی نماید ، ارتباط دانشگاهها و مراكز پژوهشی مرتبط با صنایع را تقویت كند و پایگاه اطلاعاتی جامعی از متخصصین ، تولید كنندگان تجهیزات، مصرف كنندگان خدمات اتوماسیون را ایجاد نماید. امید است این حركت با استقبال دولتمردان و سیاست گذاران صنایع مختلف بخش دولتی و خصوصی مواجه گردد و فضایی مناسب جهت نهادینه كردن اتوماسیون صنعتی در كشور ایجاد شود.

 

انرژی موش: نانوژنراتورها با استفاده از موش ها و ضربات انگشتان، برق تولید می کنند

آیا موش ها می توانند به حل مشکل جهانی بحران انرژی کمک نمایند؟ شاید این طور نباشد، ولی یک موش که لباس مولد انرژی (p.g.j) را بر تن دارد، می تواند به سهم خود منبع جدید و تجدیدپذیری برای انرژی برق را به وجود آورد. به گزارش سرویس علم و فناوری پایگاه اطلاع رسانی صبا، هم چنین با استفاده از این نانوفن آوری، محققان موسسه ی فن آوری جئورجیا جریان برق را از ضربات آهسته ی انگشت تولید کردند و با این کار کاربران دستگاه های بلک بری،کاربران تلفن ها و دیگر وسایل همراه را در جهت تولید انرژی از طریق تایپ توسط خودشان یک قدم جلوتر بردند. ژونگ لین وانگ (Zhong lin wang )، استاد دانشکده ی علوم و مهندسی مواد جئورجیا تک، می گوید: "با استفاده از فن آوری نانو، ما روش هایی را برای تبدیل انرژی های بی قاعده و نامنظم بیومکانیکی به برق به اثبات رسانده ایم. این فن آوری قادر است که هر اغتشاش مکانیکی را به انرژی برق تبدیل کند." نتایج این تحقیق -اثبات فایده و سودمندی انرژی های بیومکانیکی برای تولید برق- در تاریخ 11 فوریه در نسخه ی آنلاین مجله ی انجمن شیمی آمریکا، Nano Letters، منتشر شده است. مطالعات نشان می دهند نانومولدها که تیم آقای وانگ آنها را از سال 2005 گسترش داده اند، این قابلیت را دارند که با حرکت و تنش های بی قاعده ی مکانیکی، راه اندازی شوند و بکار افتند. (مانند ارتعاش تارهای صورتی، نوسان های ناشی از نیروی باد یا نسیم، و نیز مانند ضربات آهسته (Tapping) انگشتان، و یا دویدن موش ها روی چرخ های آزمایشی). جداسازی انرژی های فرکانس پائین از حرکات (وتنش های) بی قاعده و نامنظم بسیار حائز اهمیت می باشد، زیرا اکثر این انرژی های بیومکانیکی، برخلاف حرکت های منظم مکانیکی که امروزه برای تولید الکتریسیته در سطح وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند، تغییرپذیراند. نیروی نانومولدها به واسطه اثر پیزوالکتریک تولید می شود. پیزوالکتریک پدیده ای است که در بعضی از مواد خاص مانند سیم های اکسید روی با خم و راست کردن آنها، انرژی الکتریسیته تولید می شود. این سیم ها- اکسید روی- بین 100 تا 800 نانومتر قطر و بین 100 تا 500 میکرون طول دارند. گروه تحقیقاتی آقای وانگ برای ساخت مولدهایشان، هرکدام از سیم های اکسید روی را در ماده ی پلیمری انعطاف پذیری قرار دادند و هر کدام از دو سر سیم ها را به یک اتصال الکتریکی وصل کردند که در انتهای یکی از دو سر سیم، برای کنترل شار جریان، یک سد شاتکی قرار دادند. سپس یکی از این مولدهای تک سیم را به یک بند انگشت اشاره متصل کردند و هم چنین این که چهار مولد تک سیم را روی یک لباس زرد رنگ که یک موش آن را به تن کرده بود، با یکدیگر ترکیب کردند. حرکت و جنبش موش و نیز ضربات انگشت، ماده ی پلیمری ای که نانوسیم ها در آن قرار داده شده بودند، خم می کرد که مقدار کمی جریان الکتریسیته متناوب را تولید کرد. با فشرده شدن چهار نانو مولد روی لباس موش تولید نیرو ی برق به بالای 5/0 نانوآمپر رسید که در تک مولد روی انگشت جریان کمتری تولید شد. وانگ تخمین می زند که برای تأمین نیروی یک قطعه ی الکترونیکی همراه مانند یک هدست بلوتوث به حداقل هزاران مولد تک سیم این چنینی نیاز است که می توان آن ها را به صورت لایه های متصل به هم و در عناصر سه وجهی ساخت. جدا از ضربات انگشت و یا دویدن موش ها، وانگ معتقد است که عناصر وی، این قابلیت را هم دارند که برای کسب انرژی مورد نیاز خود، برای استفاده از منابع انرژی متعددی مانند حرکات و جابه جایی ماهیچه ها و یا ضربان رگ های خونی، در بدن کاشته شوند. این عناصر می توانند در بدن برای تأمین انرژی نانو دستگاه هایی که برای اندازه گیری فشار خون و یا دیگر علائم حیاتی به کار می روند، مورد استفاده قرار گیرند. به خاطر این که این قطعات، جریان متناوب تولید می کنند، هم زمان سازی چهار مولد قرار گرفته روی پشت موش برای تولید حداکثر جریان بسیار حیاتی بود که بدون انجام این عمل، شار جریان تولید شده از یک مولد توسط شار جریان مولد دیگر خنثی می شد. گروه تحقیقاتی (که گوآنگ ژو، چنگ لی، یونگ کین، روسن یانگ نیز از اعضای گروه بودند)، با به کار بردن ماده ای که فقط از یک سو قابل خم شدن و انعطاف پذیر بود، این مشکل را بر طرف نمودند. این کار سبب شد، تا مولدین وادار شوند با یکدیگر (و همزمان با هم) خم و راست شوند. اما هنوز تغییرات مهمی در خروجی هر یک از مولدها وجود داشت که این تفاوت ها از تغییرات مقدار خمش و نیز بی ثباتی قطعات دست ساز نتیجه می شد. وانگ گفت :"نانومولدها حتماً باید هم زمان سازی شوند، که با این کار جریان به طور سودمند و خوبی افزایش می یابد. در آینده به کمک طراحی های پیشرفته تر و صنعت بسیار سازگارتر این مسئله مجدداً بررسی و حل شود." برای اطمینان از اینکه جریان اندازه گیری شده، به تمامی و به واقع توسط مولد تولید گشته باشد، محققان، احتیاط های متعددی را مد نظر قرار داده اند، از جمله اینکه آنها بجای نانوسیم های اکسیدروی، فیبرهای کربن را جایگزین کردند که پیزوالکتریک نیستند. آن گاه در خروجی هیچ سیگنال الکتریکی را مشاهده نکردند و چیزی اندازه نگرفتند. در ادامه، گروه تحقیقاتی با شماری از موانع مرتبط با حیوانات چهارپا مواجه شدند. چون در ابتدا گروه تلاش کرد تا لباس مولد نیرو به این حیوانات بپوشانند، ولی بعد فهمیدند که این حیوانات چندان علاقه ای به دویدن از خود نشان نمی دهند. با پیشنهاد ملیسا، دختر آقای وانگ، محققان دریافتند که موش ها در زمان بعد از یازده نیمه شب بسیار فعال تر و پر جنب و جوش تر هستند. آنها مجبور شدند تا شکل و ترکیب لباسی را مورد بررسی و آزمایش قرار دهند تا به حد کافی تنگ و اندازه (و چسب بدن حیوان) باشد، به طوری که روی بدن بایستد و نانومولدها را از درون مورد خمش قرار دهد، البته نه آنقدر تنگ که موش را اذیت کند. وانگ هم چنین افزود: "ما معتقدیم که این اولین اثبات به کارگیری یک حیوان یا موجود زنده برای تولید جریان (برق) به کمک نانومولدها می باشد. این مطالعات نشان می دهند که ما به واقع می توانیم حرکت انسان ها و حیوانات را در تولید جریان برق به مهار خود در آوریم." اطلاعات بیشتر: فیلمی که موشی را در حال تولید برق نشان می دهد توضیح اثر پیزوالکتریک

فن آوریPLT

ابداع سیستم انتقال اطلاعات از طریق شبکه های برق و با استفاده از فن آوری PLT (Power Line Telecommunication) توسط شرکت ادیسون امکان سرویس دهی بیشتری را به مشترکین از طریق تکنولوژی های اطلاع رسانی فراهم می آورد. یک سیستم PLT علاوه بر مودم از سه قسمت اصلی زیر تشکیل شده است.

    1-                تجهیزات میان بری ترانسفورماتور که به عنوان کوپلر شناخته میشود

    2-                دریچه ورودی به داخل منازل

    3-                مسیریابهای ابتدا و انتهائی سرور( the head – end Router server device )

شکل (1) شمای کارکرد فن آوری PLT  را نشان میدهد.

  

شکل (1) : شمای کارکرد فن آوری PLT

 همانطور که ملاحظه می گردد فرآیند انتقال اطلاعات در این سیستم به این صورت است که اطلاعات از طریق مسیر یاب ابتدائی سرور به مودم جریان می یابد و در آنجا این اطلاعات مدوله گردیده و به کوپلر ولتاژ متوسط فرستاده می شود. در هر ترانسفورماتور توزیع یک کوپلر وجود دارد که سیگنال مدوله شده را جدا کرده و به جعبه Pole-top می فرستد. این جعبه بیتهای اطلاعاتی را مجددا" مدوله و تولید می کند و آنها را توسط شبکه فشار ضعیف به مودم های تعبیه شده در خانه ها می فرستد و به این ترتیب اطلاعات از یک سرور به یک کاربر انتقال می یابد.

یکی از مشکلات سیستم PLT احتمال تداخل با نویزهای ناشی از لامپ فلورسنت و تجهیزات خانگی می باشد. شرکت Ambient که یکی از شرکتهای فعال در زمینه ساخت تلفنهای سازگار با سیستم PLT می باشد، اظهار می دارد که به دلیل اینکه دارای فن آوری PLT در فرکانسهای خیلی بالا (MHZ) می باشد، هر نویز تولید شده فقط یک اثر پس ماند 

(residual effect) دارد و همچنین فن آوری طیف گسترده این شرکت نویز با پهنای کم را حذف می نماید.

در حال حاضر فواصل و حجم اطلاعات قابل انتقال توسط این سیستم محدود است. دورترین فاصله ای که فن آوری شرکت Ambient به آن رسیده است 120 متر است. در خطوط فشار ضعیف این شرکت امیدوار است که به فاصله حداقل 400 متر دست پیدا کند. البته این مقدار بیشتر از مقداری است که برای کشورهایی مانند آمریکا و ژاپن مورد نیاز است زیرا در این کشورها فاصله بین ترانسفورماتور توزیع تا مصرف کننده بطور عمومی 50 تا 100 متر می باشد. سرعت انتقال اطلاعات فن آوری بکار گرفته شده توسط شرکت Ambient در طرح PLT هم اکنون 20 Mbit/s می باشد. قرار است که طی آزمایشی قابلیت فن آوری PLT شرکت Ambient برای انتقال اطلاعات تصویری، اتصال به اینترنت از طریق خطوط برق و غیره به نمایش گذارده شود. در این آزمایش که به آلفا معروف است این شرکت افزایش فواصل انتقال اطلاعات را بررسی خواهد کرد و سعی دارد که سیستم را قادر سازد تا ""بیاموزد "" که چگونه سیگنالهای اطلاعاتی را در فواصل طولانی حفظ کند. قطعا" این فن آوری به مرور زمان بهبود خواهد یافت. بطوریکه در آزمایش آلفا دیگری که در ژاپن انجام شده است شرکت Ambient توانست به طول فاصله ای حدود 9-6 برابر فاصله قبلی دست یابد.

  

مرجع :    مجله PEi ، ژانویه 2001

آدرس :  http://www.power-eng-intl.com

 

تنوع در روشهای نگهداری و تعمیرات

انجام تعمیرات دوره ای پیشگیرانه یا براساس بررسی و تحلیل وضعیت داده ها CBM    (Condition Based Maintenance)  و یا ریسک پذیری (Risk Based Maintenance) RBM قابل اجرا می باشد . تعمیرات بر اساس بررسی و تحلیل وضعیت داده ها زمانی روی ماشین (یا وسائل) انجام می گیرد که نیاز آن قبلا“ توسط تکنیکهای مختلف تشخیصی به تایید رسیده باشد. اما تعمیرات براساس ریسک پذیری بستگی به نتایج بازرسیهای مهندسین ، داده های قبلی ماشین حساس دارد که وضعیت کاری ماشین برای تعمیرات را مشخص می نماید. در هر دو حالت دستیابی به نتایج زیر مد نظر می باشد.

-                     افزایش قابلیت بهره برداری و کاهش خواباندن ماشین

-                     انتقال خرابی ها به زمان تعمیرات دوره ای

-                     اجرای تعمیرات فقط در صورت نیاز

-                     کاهش ریسک پذیری در خرابی ماشین

-                     افزایش درآمد از طریق کاهش خرابی ، کارمزد و مواد مصرفی

اغلب بیشتر تعمیرات براساس تجزیه و تحلیل وضعیت (CBM) صورت می گیرد. دراین روش وضعیت ماشین و وسائل با استفاده از تکنیکهای تشخیص مثل ارتعاش ، درجه حرارت ، فشار ، صدا ، آنالیز شیمیایی یا آنالیز روغن و … انجام می پذیرد. در این روش تعمیرات زمانی صورت می پذیرد که داده ها نیاز آنرا تایید نماید. کارآمدی و رشد این روش در 15 سال قبل با توجه به توسعه کامپیوتر فزونی پیدا کرده است.

مهمترین بخش در توصیه به استفاده از روش CBM هزینه های وسائل (ابزار دقیق) و نیروی انسانی مورد نیاز می باشد. هزینه تجهیزات یک برنامه آنالیز ارتعاش پایه ، مبلغ ده تا سی هزار دلار برآورد می شود که این مبلغ یکبار خواهد بود و در مقایسه با هزینه نیروی انسانی که برای تهیه و آنالیز داده ها، ارائه گزارش مؤثر از نتایج تا بتوان اجرای دقیق تعمیرات را تضمین نمود کمترین مبلغ است. برای تصدیق چنین هزینه ای در ترغیب بکارگیری CBM لازم است به دو سوال ساده زیر پاسخگو باشیم .

1-       آیا توانستید از خرابی های اخیر در یک ماشین حساس عیبی را زودتر از موعد کشف و جلوگیری بنمائید، و اگر اینطور است چه مبلغی از هزینه های تعمیراتی را توانستید کاهش بدهید ؟

2-                آیا واحد صنعتی در هنگام تولید قادر به تهیه یک قطعه حساس از ماشینی که خراب شده را داشته است؟

خیلی از واحدهای صنعتی ابزار پیشرفته و مناسب دستیابی به داده ها را خریداری می نمایند ولی مع الاصف برنامه آنها ناموفق می باشد ، چرا که به اندازه کافی اختیارات برای تصمیم گیری وجود ندارد. ناموفق بودن چنین برنامه ای ممکن است به تشخیص و فلسفه مدیریت که درگیر موضوعات مختلف و یا کسری بودجه باشد برگردد.

موفق ترین برنامه CBM در یک واحد صنعتی موقعی تحقق می یابد که حداقل یک نفر مشخص مسئولیت اولیه در قبال داده های جمع آوری شده ، آنالیز و گزارشات رسیده را داشته باشد. چنین شخصی ممکن است درگیر کارهای دیگری نیز باشد، ولی همیشه باید حق تقدم را به بررسی برنامه CBM بدهد.

نوع دیگر تعمیرات دوره ای پیشگیرانه ، استفاده از روش ریسک پذیری (RBM) می باشد. ملزومات RBM مجموعه ای از اطلاعات که در بازرسیهای دوره ای گردآوری و مبنای چگونگی ریسک پذیری خرابی ها در ماشین می گردد خواهد بود. نکته مهم در نگهداری از ماشین هایی که ریسک پذیری خرابی در آنها بالاترین می باشند، اطمینان داشتن از بازرسیهای دقیق انجام شده می باشد. این نوع تعمیرات بطور روزمره زمانی رخ میدهد که پرسنل تعمیرات بر اساس برنامه تنظیم شده تعمیراتی ماشین عمل نکنند .

روشهای معمول برای اجرای بهتر RBM و بازرسی های دوره ای ، استفاده از دستورالعمل انجمن مهندسین مکانیک امریکا تحت عنوان “راهنمای تعمیرات براساس ریسک پذیری – ASME1994 “ می باشد. هم اکنون مدل های اجرائی این دستورالعمل در ارتباط با ماشین آلات ویژه ای همچون توربین های بزرگ بخار، ژنراتورها و توربین های کوچک صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

ریسک در خرابی یک ماشین بستگی به حاصلضرب احتمال خرابی در زمان تناوب خرابی ماشین دارد. اختمال خرابی ماشین از داده های مهندسی که شامل طراحی ، تاریخچه ، عملکرد، بازرسی و مانیتورینگ بدست می آید محاسبه می گردد. اگر داده های مربوط به احتمال واقعی و زمان تناوب خرابی در اختیار باشد، تشخیص و ارزیابی ریسک “کمی” و برنامه خیلی ساده می شود. اما اگر اطلاعات ناقص و ناکافی باشند، اظهارنظر متخصصین می توانند در کمی شدن آنالیز ریسک موثر باشد. وقتی یک بار تشخیص کامل انجام شود، نگهداری و تعمیرات ماشین می تواند با توجه به احتمال خرابی بالا و زمان دوره تناوب تعمیرات (یا بطور ترکیبی) هدایت صحیح صورت پذیرد.

روشهای اشاره شده در فوق برای تمرکز در نگهداری و تعمیرات ماشینهای حساس و مهمی که نیاز به توجه دقیقتر در وضعیت کاری موجود دارند طراحی شده است. بکارگیری هر دو روش ، هزینه های اولیه ای را تحمیل می نمایند، اما توانائی پرسنل و تجهیز آنها به ابزارهائی که بتوانند قابلیت بهره برداری و قابلیت اطمینان واحد را افزایش دهند را ارتقاء میدهد. این امر همچنین امکان کاهش هزینه های تعمیراتی در بلندمدت را بدنبال خواهد داشت.

 

منبع :        Energy – Tech            

آدرس : http://www.energy-tech.com   

اهمیت مانیتور لرزش توربین های بخاری و روشهای آن

توربین های بخاری در یک واحد نیروگاه بخار اهمیت بسزایی دارند. چنانچه توربین بخار از مدار خارج شود ، خسارت مالی شدیدی به نیروگاه و تولید آن وارد می شود. از آنجا که اهمیت توربین بسیار زیاد است لازم است از خارج شدن از مدار بدون برنامه ریزی آن حتی المقدور پرهیز شود. در اینصورت لازم است از عملکرد بدون عیب توربین مطمئن بوده و خروج از مدار آن تحت اختیار نیروگاه باشد. سالم بودن تجهیزات توربین با ملاحظه دقیق پارامترهای مختلف بهره برداری و نگهداری در محدوده مجاز تأمین می گردد. پارامترهای مورد نظر : دما، فشار، بار، موقعیت و لرزش محور می باشند . بیشتر واحدهای جدید دارای تجهیزات کافی برای مشاهده دائمی این پارامترها هستند ولی همه واحدهای قدیمی این امکان را ندارند.

اساسا" چهار سطح مشاهده و مانیتور کردن لرزش توربین وجود دارد. سطح 1 ، اندازه گیری موردی لرزش بصورت دستی است. سطح 2 ، مشاهده دائمی لرزش با استفاده از حس کننده ، که درمحل نصب شده است. در این سطح لازم است پرسنل نیروگاه با مشاهده وضعیت ، در صورت لزوم به واحد تریپ دهند. سطح3 ، مشابه سطح 2 می باشد . ولی یک مدول حفاظتی در صورت نیاز بطور اتوماتیک واحد را تریپ می دهد و بالاخره سطح 4 ، با جمع آوری داده های مختلف و آنالیز طیف لرزش توربین در صورت لزوم واحد را از مدار خارج خواهد کرد.

توربین های بخاری نوعا" جزء تجهیزات بدون یدکی و حساس تلقی می شوند. این جزء مهم ، لازم است حداقل با سیستم مانیتورینگ سطح 2 تجهیز شده باشد. سازندگان ترانسدیوسرهای لرزش اخیرا" شتاب سنجهای ( accelerometer ) جدیدی با خروجی 4-20 mA ارائه داده اند که برای سیستم های کنترل نیروگاههای موجود مناسبند. این ترانسدیوسرها را می توان بر روی یاتاقانها نصب کرد و خروجی آنرا به سیستم DCS نیروگاه ملحق نمود و بدینوسیله یک روش دائمی برای نشان دادن ارتعاشات       (Vibration Monitoring ) ایجاد نمود . یک ترانسدیوسر با خروجی دوگانه علاوه بر تولید سیگنال4-20 mA یک سیگنال دینامیکی برای آنالیز عیب یابی نیز تولید می کند.

عوامل اصلی ارتعاشات در توربین های بخاری غیر بالانس بودن جرمی، غیر هم محوری و لقی (clearance) بیش از اندازه در یاتاقانها می باشد. جهت تشخیص علت لرزش یک سیستم سطح 4 آنالیز لرزش مورد نیاز است. یک مرجع خوب جهت تحلیل سیگنال لرزش بخصوص برای توربین های با یاتاقانهای ژورنال، چارتهای ارائه شده توسط John Sohre ( 1968 ) می باشد . این چارتها در کتاب “Sawyer’s Turbomachinery Maintenance Handbook” در سال 1980 ارائه شده اند. 

پرسنل نیروگاه با مانیتور دائمی لرزش توربین می توانند از خارج شدن بیمورد توربین از مدار جلوگیری کنند. بعلاوه تحلیل سیگنال لرزش ، خود می تواند راهنمای خوبی جهت تشخیص عامل لرزش و از بین بردن آن قبل از اینکه مسائل جدی رخ دهد باشد.

  

منبع :        ENERGY - TECH                                                                                                  

آدرس :     http://energy-tech.com

کاهش هزینه ساخت بویلرهای نیروگاهی بکمک مدلسازی سه بعدی

یکی از مشکلات همیشگی طراحی و نصب بویلرها ایجاد نقشه های مربوط به خطوط لوله ها و شیر آلات متنوع و بعضا" پیچیده آن بوده است که باعث صرف وقت و انرژی بسیار زیادی هنگام ایجاد یک نیروگاه جدید می گردد. در طرحی نو شرکت Rebis اقدام به ایجاد نرم افزار بسیار توانایی به نام AutoPlant  کرده است. این نرم افزار توانا که دقیقا" جهت تسهیل کارهای طراحی و ساخت نیروگاهی طراحی شده دارای خصوصیات متعددی است که موجب آسانی کار با آن می گردد.

اساس کار این نرم افزار به این صورت است که از ابتدا طرح ها را به صورت سه بعدی پیاده سازی و مدل می نماید. تمام قطعات یک طرح دقیق و مناسب به صورت ذخیره شده در این نرم افزار موجود است و فقط باید انتخاب گردیده و در محل مناسب قرار گیرند.

امکان طراحی سه بعدی وجود هرگونه خطا از جمله برخورد خطوط لوله را به وضوح نشان داده و خطاها را تا حد زیادی تقلیل می دهد. این نرم افزار قابلیت کار با AutoCad را نیز داراست و اصطلاحا" از نوع نرم افزارهای add-on می باشد که پس از آشنایی با AutoCad کار با آن را بسیار ساده می کند.

امکان چرخاندن (Rotate) و عوض کردن دریچه دید (Viewport) و همچنین حذف خطوط پنهان (Shade) و درشت نمایی (Zoom) در آن بسیار یاری دهنده است. ایجاد مدل بویلر به این روش علاوه بر دقت، سرعت عمل را نیز بسیار بالا می برد. اما کار خارق العاده این نرم افزار از این پس صورت می گیرد و آن تهیه تمام مقاطع لازم و برش ها، تمام نقشه های ایزومتریک و پلان های دوبعدی به همراه قیمت مصالح و انواع گزارشها به صورت خودکار می باشد.

پایگاه اطلاعاتی (Database) بسیار قوی این نرم افزار را پشتیبانی می کند که اولا" باعث صرفه جویی مهندسان در وارد کردن توضیحات اضافی می گردد ثانیا" بهترین و کاملترین گزارشها را تهیه می نماید و در اسرع وقت در اختیار می گذارد.

امکان تصحیح اشتباهات و تغییر تمام لیست ها و گزارش ها و نقشه ها بر این اساس و همچنین نشأت گرفتن تمام پلان ها و نقشه ها و برش ها از یک منبع به آن ها اعتبار مضاعفی بخشیده است.

در عمل تیم اجرا نیز به وضوح دریافته که اجرای این نقشه ها بسیار آسانتر و قابل فهم تر بوده است و مشکلات نصب به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.

 

منبع :      شرکت Rebis

آدرس : http://www.rebis.com