بررسي و ايجاد لايه‌هاي نازك تركيبي به منظور افزايش مقاومت در برابر سايش زانويي هاي خطوط انتقال گاز

كارشناسي ارشد

با وجود پيشرفت‌هاي انجام شده در حوزه اعمال پوشش‌هاي داخلي خطوط انتقال گاز به منظور كاهش فاكتور اصطكاك و سايش لوله و تجهيزات ناشي از جريان سيال، هنوز زانويي‌هاي موجود در ايستگاه‌هاي تقليل فشار گاز دست‌خوش سايش شديد مي‌شوند. بدين منظور در اين پژوهش به وسيله‌ي روش كندوپاش مغناطيسي و با استفاده از لايه نشاني همزمان سه فلز تيتانيم، زيركونيوم و مس در حضور گاز نيتروژن لايه‌هاي از جنس TiZrCuN بر روي زير لايه‌ي فولادي لايه نشاني گرديد. سپس تاثير درصد اتمي تيتانيوم و مس بر مواردي همچون ساختار و خواص مكانيكي لايه‌ها و زيرلايه فولادي توسط آناليزهايي نظير: آناليز پراش پرتو ايكس (XRD)، آناليز طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، پروفايلومتري، نانودندانه‌گذاري با دندانه‌گذار گوشه مكعبي، نانو خراش و تست سايش پين بر روي ديسك بررسي شد. نتايج حاصل از XRD نشان مي‌دهد ساختار كريستالي پوشش با كاهش درصد وزني تيتانيم و مس كاهش پيدا كرده و همچنين اندازه ذرات با كاهش درصد وزني مس و تيتانيم از nm 68 به nm 18 كاهش مي‌يابد. تصاوير پروفايلومتري، AFM و SEM نشان مي‌دهند كه سطح لايه‌ها با كاهش درصد تيتانيم و مس يكنواخت‌تر شده و پوشش‌ها توانسته‌اند زبري سطح زيرلايه فولادي را 99/89 درصد كاهش دهند و ضخامت لايه‌ها از nm 1222 به nm 645 كاهش يافت. نتايج آزمون نانودندانه‌گذاري و نانوخراش نشان مي‌دهند پوشش توانسته سختي زيرلايه فولادي سمباده زده شده را از GPa 3 تا GPa 8 و مدول يانگ را از 8/GPa 94 به GPa 172/4 افزايش دهد و ضريب اصطكاك را از 0/5 تا 0/1 كاهش دهد. اطلاعات حاصل از تست سايش نشان داد كه با كاهش در صد وزني تيتانيم و مس مقدار كاهش وزن پوشش‌ها نسبت به نمونه فولاد خام كمتر شده و نرخ سايش از mm3⁄Nm 3/968 تا mm3⁄Nm 0/042 و ضريب اصطكاك از 4/17 تا 0/25 كاهش يافت. واژه‌هاي كليدي: كندوپاش، TiZrCuN ، نانودندانه‌گذاري، نانوخراش، سايش، سختي، مدول يانگ، ضريب اصطكاك

194251

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي غفاري نژاد

حالت جامد

دكتر محمدرضا زماني ميميان