عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت پوشش ضد حریق مبتنی بر نانو ساختار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2881;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66913
- تاریخ دفاع
- ۰۲ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- رامین ریاحی پور
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا, مجید بنی اسدی
- چکیده
- با گسترش صنایع نفتی و گازی در کشور و سرمایه گذاری های بسیار انجام شده در ساخت زیرساخت ها و تجهیزات نگه داری و انتقال نفت وگاز، نیاز روزافزون جهت ایجاد تمهیداتی برای کاهش خطراتی نظیر آتش سوزی، در این صنایع بیشتر می گردد. در تحقیق پیش رو نوعی از پوشش پایه پلیمری تقویت شده با ذرات میکرومتری، جهت کنترل و عقب اندازی زمان تخریب تجهیزات نفتی و یا گازی، در مواجهه با آتش سوزی ارائه گردیده است. زمینه پوشش تهیه شده از رزین اپوکسی (Epikote 828) به همراه حلال واکنش دهنده E10 بوده و برای پخت رزین اپوکسی از عامل سخت کننده تتراآمینی استفاده گردیده است. جهت عقب اندازی اشتعال از ذرات میکرومتری آمونیوم پلی فسفات استفاده گردیده است. به منظور تقویت خواص ضد شعله و حرارتی آمونیوم پلی فسفات، ذرات میکرومتری سیلیکاایروژل با ساختاری متخلخل و دارای حفرات نانومتری، به سیستم اضافه شده اند. در این تحقیق خواص ضد شعله، حرارتی و مکانیکی این پوشش مورد بررسی و آزمون قرار گرفته است. بدین منظور آزمون های مختلف مکانیکی و حرارتی بر روی نمونه های مختلف با ترکیبات درصد حجمی متفاوت از مواد، انجام گرفته است. مشاهده شده که با اضافه کردن ذرات سیلیکاایروژل به رزین اپوکسی، نرخ سوختن اپوکسی کاهش یافته است، میزان LOI کمتر گردیده است، پایداری حرارتی بیشتر شده، دمای انتقال شیشه ای بالاتر رفته و مقاومت به ضربه پوشش، بهبود یافته است. اضافه نمودن همزمان ذرات آمونیوم پلی فسفات و سیلیکاایروژل به رزین، خواص ضد شعله بسیار خوبی را ارائه داده و همچنین خواص دیگری همچون پایداری حرارتی در دماهای بالا، سختی، مدول خمشی و استحکام فشاری بهبود یافته است. پوشش تهیه شده به دلیل استفاده از ایروژل، از وزن کمی برخوردار بوده وعایق حرارتی بسیار خوبی برای محافظت از نفت و گاز در مقابل دمای بالای هوا می باشد. در نهایت نمونه 5Ag15App به دلیل داشتن خواص بهینه، برای استفاده صنعتی توصیه گردیده است. واژه های کلیدی: پوشش ضد حریق، صنایع نفت و گاز، رزین اپوکسی، سیلیکاایروژل، آمونیوم پلی فسفات
- Abstract
- The current development in oil and gas industry requires the use of fire resistant materials. In this thesis, a polymer based coating, reinforced with micro scale particles, was used in order to retard and control the flame in a fire. An epoxy resin (Epikote 828), reactive solvent (E10), and Tetra ammine (HA11) as hardener were used in the proposed fire retardant material. In order to retard the flame, ammonium poly phosphate micro-particles were used. To further reinforce the flame retardancy, the nano structured silica aerogel micro particles and ammonium poly phosphate micro-particles were employed in the resin. The anti-flame, mechanical and thermal properties of the proposed coating were investigated for different volume fractions. Utilizing silica aerogel micro-particles in the resin, the burning rate of epoxy and LOI percentage were decreased and the thermal stability and impact resistance were also significantly improved. Furthermore the glass transition temperature (Tg) of the composite was increased. The anti-flame properties of composite were considerably improved by adding silica aerogel and ammonium poly phosphate micro particles simultaneously into resin. Also the thermal stability, stiffness, bending modulus and compressing strength of the composite material were enhanced. The proposed coating had a light weight due to the employment of aerogel, and it had a good thermal insulation for gas and oil protection, at high temperatures. Final conclusion from the test result was that 5Ag15App sample showed promising results for industrial applications. Keywords: Flame Retardancy Coating, Oil and Gas Industry, Epoxy Resin, Silica Aerogel, Ammonium Poly Phosphate.
