اتصال خورجيني

اتصال خورجيني، مشكل صنعت ساختمان كشوراتصال خورجيني متداول ترين شكل اتصال در ساختمان هاي اسكلت فلزي در ايران است؛ مبدع اين اتصال ايرانيان هستند و در هيچ كجا شناخته شده نيست! نحوه اجراي اتصال خورجيني بدين طريق است كه تيرهاي باربر از طرفين ستون ها به طور يكسره عبور داده مي شوند و روي نبشي هايي كه در طرفين ستون نصب شده اند قرار مي گيرند و معمولا در بالاي هر تير هم يك نبشي قرار مي دهند، لذا اتصال خورجيني تامين كننده نشيمن براي عبور يك جفت تير سرتاسري از طرفين ستون است.
اتصال خورجيني كاربرد گسترده اي در ايران دارد كه علت آن عمدتا سادگي اجرا، كاهش هزينه، كم كردن نيمرخ بال پهن و شماره هاي بالاي نيمرخ IPE است. به طور كلي ساختمان هاي فولادي به دليل نرمي و انعطاف پذيري از پايداري خوبي در برابر نيروهاي ناشي از زلزله برخوردارند، اما متاسفانه در زلزله هاي خرداد ماه 69 منجيل و رودبار و زلزله اخير بم برخلاف انتظار، شديدا آسيب ديدند و خسارات جبران ناپذيري را به بار آوردند. 
علت اين امر را بايد عمدتا در كيفيت اتصالات جست. ضابطه اصلي طرح اتصالات در نقاط زلزله خيز قابليت انتقال لنگر براي سازه هايي است كه فاقد بادبند يا ديوار برشي بتن آرمه اند؛ در حالي كه اتصالات خورجيني از سوي هيچ كدام از آيين نامه هاي موجود به عنوان اتصالات گيردار شناخته نشده اند. 
يكي از اجزاي كليدي دراتصال خورجيني، نبشي هاي بالا و پايين اتصال است. تيرهاي اصلي قاب ها كه به صورت يكسره از كنار ستون ها عبور كرده اند روي نبشي هاي نشيمن سوار مي شوند و معمولا از يك نبشي اتصال كوچك نيز براي اتصال بال فوقاني تير به ستون استفاده مي شود كه مقداري گيرداري در اتصال به وجود مي آورد. نبشي تحتاني پهن تر از پهناي بال تير I شكلي كه بر روي آن قرار می گيرد، انتخاب مي شود و اين عمل به خاطر فراهم آوردن سطحي كه بتوان تير را به نبشي جوش داد، ايجاد مي شود.
نبشي هاي تحتاني وقتي كه ستون ها به صورت خوابيده بر روي زمين آماده سازي مي شوند در محل هاي خود جوش مي شوند و پس از ساخت ستون ها و گذاردن تيرها بر روي نبشي هاي تحتاني، بال تير I شكل به نبشي تحتاني به صورت تخت جوش شده و سپس با استفاده از نبشي هاي كوچكتري كه طول بال آنها از پهناي بال تيرI شكل كوتاه تر است در قسمت فوقاني تير I شكل اتصال ديگري ايجاد مي شود مجددا كيفيت جوش اين نبشي از نوع تخت بوده، ولي دقت كافي در انجام آن صورت نمي پذيرد. نبشي بالا دو جوش به تير و ستون دارد. جوش به ستون به دليل آنكه سربالا انجام مي شود اصلا مرغوب نيست و اين جوش شره اي با كيفيت پايين تري اجرا مي شود.
از آنجا كه اصل است كه جوش بايد مقاوم تر از فولاد مادر باشد لذا اگر نيروي جانبي وارد شود بايد فولاد پاره شود نه جوش و از آنجايي كه جوش ها متاسفانه هميشه ضعيف تر از فولاد عمل مي كنند در نتيجه اتصال خورجيني براي سازه جوش مناسب نيست. نبشي هاي بالا وپايين معمولا حكم عاملي جهت نگهداري تير بر جاي خود را دارد و به رغم اينكه اندازه و طول نبشي، ضخامت و طول جوش عوامل اصلي در تعيين رفتار بهينه اتصال در هنگام زمين لرزه هستند، اما در طراحي اين اتصال بدون رعايت ضوابط علمي جوش اجراي اسكلت انجام مي پذيرد.
اتصال خورجيني در برابر بارهاي قائم با اتصالات صلب برابري مي كند، اما در برابر نيروهاي جانبي بيشترين نيرو به اتصال به صورت پيچشي است كه اين نيرو مي بايست از شاه تير به نبشي و از نبشي به ستون وارد شود و بنابراين دو واسطه در انتقال نيرو وجود دارد و از آنجا كه نبشي با جوش هاي غيراستاندارد به ستون متصل شده است، لذا واسطه اي ضعيف است و در اثر زلزله يا ساير نيروهاي جانبي سقف پايين مي آيد! در خرابي هاي زلزله هاي گيلان و بم در اكثر موارد تير و نبشي پايين آمده است كه نشان مي دهد نبشي ضعيف بوده است.
قاب با اتصال خورجيني تنها بايستي براي بارهاي قائم طراحي شوند. اين اتصال در مقابل بارهاي جانبي عملكرد خوبي نداشته و تنها براي تحمل بارهاي قائم مناسب هستند و بارهاي جانبي را بايستي سيستم هاي ديگري چون بادبندها تحمل كنند. اگر چه اتصال بادبند نيز خود با مشكلاتي همراه است چرا كه به دليل فاصله بين تيرهاي متصل به ستون، چنانچه بادبند در آكس ستون ها قرار گيرد، نمي تواند به تيرها متصل شود و چنانچه به يكي از تيرهاي اصلي اتصال خورجيني نصب شوند آنگاه بادبند در آكس ستون واقع نمي شود.
يكي ديگر از مشكلات اتصال خورجيني هنگامي بروز مي كند كه تيرها در دو طرف، دهانه هاي نامساوي را پوشش دهند، در اين صورت دهانه هاي نامساوي عكس العمل هاي نامساوي را در برابر بارهاي وارده نشان خواهند داد و افزايش لنگرها را موجب مي شوند. عدم اتصال تيرها به هم و نامساوي بودن دو دهانه اطراف باعث مي شود كه نتوانند با هم كار كنند.

تأثیر پارامترهای مختلف بر ضریب رفتار سازه ها

تأثیر پارامترهای مختلف بر ضریب رفتار سازه های متداول فولادیامروزه بخش عمده ای از طراحی لرزه ای در آیین نامه ها براساس روش استاتیک معادل وتعیین برش پایه طراحی از طیف خطی می باشد. برای تعیین برش پایه طراحی از ضرایب به نام ضریب اصلاح رفتار و یا ضریب رفتار استفاده می شود. این ضریب در واقع اعمال کننده فلسفه طراحی لرزه ای می باشد. با تغییرکوچکی در این ضریب برش پایه می تواند به مقدار زیادی تغییرکند. در آیین نامه های کنونی این ضریب بیشتر براساس قضاوت مهندسی تعیین شده است و لزوم تبین علمی این ضریب احساس می شود. در این پایان نامه، ابتدا روش تعیین ضریب رفتار سازه بررسی شده و سپس چندین قاب فولادی با تعداد دهانه و طبقات گوناگون با سیستم قاب خمشی، قاب مهاربندی شده هم محور، قاب دوگانه خمشی همراه با بادبند هم محور تحت یک تحلیل رانشی استاتیک قرارگرفته و ضریب رفتار آنها محاسبه شده است. نهایتاً، برای اصلاح توزیع شکل پذیری در طبقات قاب خمشی، دو قاب خمشی مورد برسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که مقادر ضریب رفتار سازه به پارامترهای بسیاری از جمله پریود سازه بستگی دارد. به طور کلی با افزایش پریود سازه مقدار ضریب رفتار آن کاهش پیدا می کند. در ضمن با انجام اصلاح در طراحی قاب خمشی توزیع شکل پذیری در طبقات قاب خمشی مناسب تر گردیده است. 
در این پایان نامه قابهای فولادی ابتدا براساس ضوابط آیین نامه طراحی لرزه ای جدید ایران طراحی شده سپس به وسیله یک تحلیل غیر خطی استاتیکی تحت اثر بارهای جانبی آیین نامه ای، شکل پذیری و ضرائب اضافه مقاومت آنها با توجه به محدود نمودن شکل پذیری محلی در المانهای سازه بدست آمده است. ار نتایج به دست آمده برای محاسبه ضریب رفتار قابها استفاده شده است. در این تحقیق اثر P-Δ در محاسبه ضرائب اضافه مقاومت و شکل پذیر قابها در نظر گرفته شده است. اثر P-Δ در قابهای خمشی باعث کاهش شکل پذیری قابها و همچنین ایجاد یک سختی منفی در آنها بعد ازجاری شدن قاب گردیده است. سختی در قابهای دارای مهاربندی بعد از جاری شدن مثبت می باشد. 
مقادیر ضریب رفتار محاسبه شده باری قابهای خمشی به طور کلی کمتر از مقادیر آیین نامه ای می باشد. قابهای مهاربندی شده هم محور که تعداد طبقات کمی داشته اند ضریب رفتار بزرگتر از آیین نامه و با فزایش تعداد طبقات مقدار آن کاهش پیدا کرده است. در قابهای مرکب مقدار ضریب رفتار به طور کلی از مقادیر آیین نامه ای بیشتر می باشد. 
در بررسی های انجام شده ملاحظه گردیده که در قابهای خمشی را به آیین نامه ای ستون قوی و تیر ضعیف، تضمین کننده به وجود نیامدن مفصل پلاستیک در ستونها نمی باشد. با اصلاح رابطه فوق به طوری که در ستونها مفصل پلاستیک به وجود نیاید، توزیع شکل پذیری در طبقات قاب خمش مناسب تر می گردد. تحلل استاتیک غیر خطی افزاینده می تواند نشان دهنده رفتار کل سازه و بیان کننده نحوه تشکلیل مکانیزم خطابی در سازه باشد. از طرف دیگر می توان با مقادیر اضافه مقاومت و شکل پذیری و شکل پذیری طبقه ای به دست آمده از نتایج حاصل از این تحلیل قضاوت مناسب در مورد رفتار سازه ها داشت.

ساختمان 

GMAWجوشکاری به روش گاز محافظدی اكسید كربن از گازهای دیگری كه در روش قوس الكتریكی استفاده می شوند، ارزانتر است. اولین گازی كه در دستگاه های تمام اتوماتیك بكار رفت دی اكسید كربن بود، اكنون هم از این گاز در دستگاه های تمام اتوماتیك و نیمه اتوماتیك استفاده می شود. دی اكسید كربن خاصیت حفاظتی بسیار خوبی دارد و به طول قوس بسیار حساس است، در موقع استفاده از این گاز باید طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراین در دستگاه‌های تمام اتوماتیك و نیمه اتوماتیك كه طول قوس باید ثابت نگه داشته شود استفاده از این گاز ایده آل است. درموقع استفاده از این گاز برای ثبات قوس و پیشگیری از ناجور شدن آن، از الكترودهای روپوش شده یا تنه كار استفاده می كنند. بیشترین گازی كه در جوشكاری فولاد معمولی بكار می رود CO۲ است. بزرگترین مزیت این گاز همانطور كه گفته شد ارزان قیمت بودن آن است(۱/۰ بهای آرگون) بر خلاف گازهای اتمی، دی اكسید كربن در محل قوس الكتریكی به اكسیژن و مونو اكسید كربن تجزیه می شود، هر چند گازهای مزبور بعد از خنك شدن به CO۲ تبدیل می شوند. در این حالت گازها و سایر مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج می شوند. جریان بیشتری كه در موقع استفاده از CO۲ مصرف می شود (در حدود %۲۵) باعث تلاطم بیشتر حوضچه مذاب شده و در نتیجه حباب های گازهای موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود كرده و قبل از انجماد از آن خارج می شوند، در نتیجه تخلخل جسم كمتر خواهد بود. چون درموقع جوشكاری مقداری مونو اكسید كربن و حتی گازهای اُزُن تولید می شوند، كارگاه حتماً باید بخوبی تهویه شود، به هر حال باید از جمع شدن گازهای سمی در اطراف جوش جلوگیری كرد.
نكته: دراین جوش از جریان مستقیم با قطب معكوس استفاده می شود.
تجربه نشان داده كه درصورتی كه بتوانیم از ورود گازهای موجود در هوا یعنی اكسیژن و نیتروژن به منطقه جوش پیشگیری كنیم جوش از خواص شیمیایی و فیزیكی بهتری برخوردار خواهد بود.جوشكاری قوس الكتریكی با گاز محافظ CO۲ یك روش بسیار مفید و فراگیر است. این روش برای جوشكاری فلزات سخت و غیر سخت در تمامی ضخامت ها مورد استفاده قرار می گیرد و یك روش بسیار مناسب برای جوشكاری صفحات فلزی نازك و مقاطع به نسبت ضخیم فلزات غیر سخت می باشد كه در شركت ایران خودرو بعد از جوش مقاومتی بالاترین میزان استفاده را در سالن های بدنه سازی به خود اختصاص داده است.
در این روش قوس الكتریكی و حوضچه مذاب كاملاً برای جوشكاری واضح و آشكار است. در جوشكاری با CO۲ گاهی یك لایه نازك سرباره روی گرده جوش را می پوشاند كه باید این لایه از روی سطح جوش برطرف شود. 
مزایای جوش MAG:
این فرایند طوری است كه می تواند در مورد بیشتر فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی مفید باشد.
دراین شیوه میزان جرقه كم می باشد.
سیم جوش به طور مستمر تغذیه می گردد، بنابراین زمان برای تعویض الكترود صرف نمی شود.
این شیوه به راحتی می تواند در تمام وضعیت ها استفاده شود.
حوضچه مذاب و قوس الكتریكی براحتی قابل مشاهده است.
سرباره حذف شده یا بسیار اندك است.
از الكترودی با قطر به نسبت كم استفاده می شود، كه باعث بالا رفتن چگالی جریان می شود.
درصد بالایی از سیم جوش در منطقه اتصال رسوب می كند.
نكاتی راجع به استفاده صحیح از سیم جوش CO۲
اندازه شیار قرقره كشنده وایر فیدر دستگاه جوش باید با قطر سیم جوش مصرفی همخوانی داشته باشد.
نازل ورودی انتهای تورچ جوشكاری دقیقاً در مقابل شیار قرقره كشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوك این نازل تیز باشد، زیرا باعث آسیب زدن به سیم جوش می گردد.
فنر هدایت كننده سیم جوش در دادن غلاف تورچ دارای مشخصات زیر باشد:
فنریت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.
له شدگی نداشته باشد.
كوتاه نباشد.
فشار پیچ و فنر نگهدارنده قرقره های كشنده روی سیم جوش در حدی باشد كه:
سیم جوش له نشود.
سیم جوش به هنگام كار متوقف نگردد
پیچ و فنر در (ریل هاب) كه در مركز قرقره سیم جوش قرار دارد، بیش از حد لازم سفت یا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور وایر فیدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بیرون ریختن سیم از قرقره می شود.
نازل سیم جوش از نظر قطر داخل با سیم جوش مصرفی همخوانی داشته باشد. (گشاد یا تنگ نباشد) و همچنین رزوه آن با انبردست محكم شده باشد.
میزان ریزش گاز محافظ با قطر سیم جوش تنظیم گردد. (میزان گاز محافظ عبوری ۱۰ برابر قطر سیم جوش باشد)
در صورت استفاده از گاز محافظ CO۲ بعداز مانومتر كپسول، باید گرمكن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عملیات جوشكاری از صحت كاركرد گرمكن اطمینان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگی به ساعت كاركرد دارد) تمیز و عاری از هر گونه آلودگی گردد، در غیر این صورت فنر دچار اشكال می گردد. (برای تمیز كردن فنر تورچ می توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزین قرار داد و سپس با فشار باد آن را تمیز كرد).
آمپر و ولتاژ جوشكاری زمانی با هم همخوانی دارند كه ریزترین و مداوم ترین صدای ریزش قطرات سیم جوش هنگام كار شنیده شود.
بعد از تنظیم ولتاژ و آمپر باید خروجی كابل اتصال منفی روی دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه میزان گرمای لازم انتقالی به قطعه، صحیح انتخاب گردد. در این صورت پاشش جرقه جوشكاری زیاد خواهد بود.
فاصله نوك نازل سیم جوش تا نوك شعله هنگام مصرف ازگاز CO۲ به میزان mm۲ و هنگام استفاده ازاین گاز با مخلوطی ازآرگون mm۸ داخل تر باشد. به هنگام جوش كاری، زاویه این جوش نسبت به خط عمود بركار بیشتر از ۲۵ درجه نباشد زیرا باعث خواهد شد:
فاصله سیم آزاد زیاد شود.
گاز محافظ به طور كامل روی حوضچه جوش نریزد.
جهت جلوگیری از چسبیدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سیم جوش در ابتدا و همچنین در فواصل بین كار و بعد از تمیز نمودن آثار جرقه ها از اسپری ضد جرقه استفاده گردد.
معایب جوش MAG :
تا به حال تعدادی از قطعات و اتصالات فلزی مهم و ایمنی دربدنه خودرو در اثر ایجاد بعضی عیوب در فلز جوش یا منطقه مجاور آن شكسته شده و موجب خسارات مالی و جانی فراوانی شده‌اند. همانطور كه می‌دانیم جوش ایده‌آل و خالی از نقص تقریباً غیر ممكن است و معمولاً جوش‌ها دارای معایبی هستند، مخصوصاً جوشكاری‌هایی كه به صورت دستی انجام می‌شوند.
در جوش CO۲ به دلیل این كه تجهیزات و ادوات جوشكاری نسبت به جوش‌های دیگر بیشتر است لذا عیوب آن هم نسبت به جوش‌های دیگر بیشتر است كه در حد ممكن باید از مواد مصرفی مناسب مانندگاز CO۲ مرغوب و خالی از رطوبت، سیم جوش متناسب با زاویه جوشكاری و قطعه‌كار عاری از كثیفی مانند چربی، زنگ زدگی، اكسیده بودن، رنگ و رطوبت استفاده كرد.
البته بعضی از پارامترها در اختیار كنترل ما نیست به عنوان مثال اگر بدنه در ایستگاه قبل با دقت و توجه كم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر برای جوشكاری دارای فاصله هوایی باشد ، جوشكار ناچار است به دلیل به وجود نیامدن توقف در خط هر طور كه شده پروسه جوشكاری فلز روی بدنه و محل مورد نظر انجام دهد .
ورق هایی كه گالوانیزه هستند در حین جوشكاری فلزروی از طریق پوشش گالوانیزه وارد مذاب می شود كه :
باعث تردی و بالا بردن میزان حساسیت درمقابل ترك برداشتن می شود .
دراثر سوختن و بخار شدن ایجاد دود سفیدی می‌كند كه مشكلات تنفسی و عدم رویت كامل عملیات جوشكاری را برای شخص جوشكار به وجود می‌آورد.
می‌تواند باعث ایجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.
عیوب جوش CO۲ در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال، مناسب نبودن مواد مصرفی شامل فلز قطعه‌كار، گاز CO۲، سیم جوش مصرفی و پارامترهای جوشكاری مانند ولتاژ، جریان، سرعت تغذیه سیم، قطر، سرعت حركت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشكار در نحوه انجام عملیات جوشكاری و نیز پیش‌گرم و یا پس‌گرم كردن می‌توان نام برد.
هر كدام از عیوب جوش بنا به حساسیت كاربردی موضع اتصال، مجاز هستند. و همكاران در بخش QC (كنترل كیفیت) از طریق آزمایش های مختلف میزان این عیوب را با استانداردهای مربوطه مقایسه كرده و آنها را قبول یا رد می‌كنند.
عیوبی كه می‌توانند در ایستگاه ایجاد شوند:
عیوب مربوط به قطعه گذاری نامناسب
عیوب ناشی از نامناسب بودن سطح كار (روغنی بودن، آبكاری نامناسب، رنگ، زنگ‌زدگی)
عیوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش - مشكلات مربوط به تغییر حالت سرشاسی و دفرمگی قطعات و فاصله ی هوایی آن ها
تنظیم نبودن دستگاه از نظر جریان، ولتاژ، سرعت تغذیه سیم، میزان عبور گاز محافظ، - تورچ و شعله‌پوش
عدم مهارت جوشكار دراجرای پروسه جوشكاری
ایرادهایی كه در اثر نادرست بودن تجهیزات دستگاه جوش MAGایجاد می‌شوند:
نازل سیم جوش از نظر قطر داخلی با سیم جوش مصرفی همخوانی نداشته باشد .
اطراف شعله جوش دچار خوردگی و سایئدگی شده باشد چون در پوشش منطقه اختلال ایجاد می كند.
اندازه شیار قرقره كشنده وایر فیلدر Wire filder دستگاه با قطر سیم جوش مصرفی همخوانی نداشته باشد.
جهت جلوگیری از چسبیدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سیم جوش در ابتدا و در فواصل بین كار از اسپری ضد جرقه استفاده گردد.
نكته:
قطرات ریز را كه از منطقه جوش در بین اتصالات ذوبی به اطراف پرت می شوند یا ترشح می گویند . این قطرات می توانند از حوضچه جوش یا سیم جوش پركننده ناشی شده باشند . هنگامی كه دانه های كروی و مذاب قطرات از سیم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل می شوند و ایجاد پل در فاصله قوس می كنند مدار بسته (اتصال كوتاه ) به وجود می آید كه عبور شدت جریان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده این پل می شود كه با انفجار آن بارانی از جرقه های گداخته به وجود می آورد . جرقه های درشت در فرایند جوشكاری CO۲با تورچ دستی در اثر قوس اضافی و جرقه های ریز ناشی از جریان اضافی می باشد.
جرقه‌ها اغلب در حین پرواز در روی سطح فقط ایجاد لكه‌هایی می‌كنند. اغلب جرقه‌های چسبیده بر روی سطح در فواصل دور، با برس سیمی و وسایل مشابه به راحتی تمیز می‌شوند. اما جرقه‌های چسبیده شده در نزدیكی مسیر اتصال به راحتی نمی شوند و ظاهر جوش را بد منظره می كنند. علاوه براین جرقه و ترشح یكی از عواملی است كه باعث سوزاندن پوست و لباس جوشكار می شود، كه با تنظیم پارامترهای جریان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذیه سیم، عبور گاز CO۲ می توان از بروز آنها جلوگیری كرد.
سوراخ شدن و ریزش جوش:
اگرفلز جوش بیش از حد در قطعات جوش دادنی نفوذ كند حوضچه مذاب ، ریشه جوش را سوراخ كرده پایین می ریزد. تولید شدن گرمای بیش از حد لزوم موجب سوختن سیم جوش ومقداری از سطح قطعه كار می شود . این ایراد بیشتر از نادرست بودن پارامترهای دستگاه جوشكاری ناشی می شود ، البته مهارت دست جوشكار هم بی تاثیر نیست .

نفوذ ناقص یا بیش از اندازه مذاب در قطعه كار:
این نقص به علت پیشروی سریع جوشكار ممكن است ایجاد شود ، زیرا در این حالت سیم جوش CO۲ به طور كامل به محل اتصال دو قطعه كار نخواهد رسید و باعث گود شدن و نفوذ بیش از حد مذاب در قطعه كار خواهد شد.

ایجاد خوردگی:
هنگامی كه جوش از كناره های لبه جوش پایین تر قرار گیرد عیب پدیدار شده را خوردگی جوش می نامند . عوامل بروز این عبارتنداز : تمركز زیاد حرارت در محل جوش ، بكارگیری روش نامتناسب برای انجام پروسه جوشكاری مورد نظر . با تنظیم دستگاه به طور دقیق ، ممانعت از رسیدن گرمای اضافی به ناحیه جوشكاری و انتخاب تكنیك صحیح جوشكاری از ایجاد انواع خوردگی در درزهای اتصال می توان جلوگیری كرد.

اکسیداسیون-احیا

واکنشی را که در آن ، تبادل الکترون صورت می‌گیرد، واکنش اکسیداسیون- احیا Oxidation - reduction نامیده می‌شود. 





تبادل الکترونی 
احیا کننده 1<----- ne + احیا کننده 1

اکسید کننده 2<-----ne - احیا کننده 2

اکسید کننده 2 + اکسید کننده1<----- احیا کننده 2 + احیا کننده 1

پس در نتیجه تبادل الکترونی بین یک اکسید کننده و یک احیا کننده یک واکنش شیمیایی رخ می دهد. 
فرآیند اکسیداسیون (اکسایش) 
فرآیندی است که در آن یک جسم (اکسید کننده) الکترون می‌گیرد و عدد اکسایش یک اتم افزایش می‌یابد. 
فرآیند احیا (کاهش) 
فرایندی است که در آن یک جسم (احیا کننده) الکترون از دست می‌دهد و عدد اکسایش یک اتم کاهش می‌یابد. 
مثالی از واکنشهای اکسایش و کاهش 
بر این اساس ، واکنش زیر یک واکنش اکسایش و کاهش می‌باشد. چون عدد اکسایش اتم S از صفر به +4 افزایش پیدا می‌کند و می‌گوییم گوگرد اکسید شده است و عدد اکسایش اتم O از صفر به -2 کاهش پیدا کرده است و می‌گوییم اکسیژن کاهیده شده است:

S + O2 → SO2

که در آن ، در طرف اول عدد اکسیداسیون هر دو ماده صفر و در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون گوگرد در ترکیب +4 و اکسیژن ، -2 است.

اما در واکنش زیر اکسایش- کاهش انجام نمی‌شود، زیرا تغییری در عدد اکسایش هیچ یک از اتمها به وجود نیامده است:

SO2 + H2O → H2SO4

که در SO2 ، عدد اکسیداسیون S و O بترتیب ، +4 و -2 و در آب ، عدد اکسیداسیون H و O بترتیب +1 و -2 و در اسید در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون H و S و O بترتیب ، +1 ، +4 و -2 است. 
عامل اکسنده و عامل کاهنده 
با توجه به چگونگی نسبت دادن اعداد اکسایش ، واضح است که نه عمل اکسایش و نه عمل کاهش بتنهایی انجام پذیر نیستند. چون یک ماده نمی‌تواند کاهیده شود مگر آن که هم‌زمان ماده ای دیگر ، اکسید گردد، ماده کاهیده شده ، سبب اکسایش است و لذا عامل اکسنده نامیده می‌شود و ماده‌ای که خود اکسید می‌شود، عامل کاهنده می‌نامیم.

بعلاوه در هر واکنش ، مجموع افزایش اعداد اکسایش برخی عناصر ، باید برابر مجموع کاهش عدد اکسایش عناصر دیگر باشد. مثلا در واکنش گوگرد و اکسیژن ، افزایش عدد اکسایش گوگرد ، 4 است. تقلیل عدد اکسایش ، 2 است، چون دو اتم در معادله شرکت دارد، کاهش کل ، 4 است. 




موازنه معادلات اکسایش- کاهش 
دو روش برای موازنه واکنشهای اکسایش- کاهش بکار برده می‌شود: روش یون- الکترون و روش عدد اکسایش. 
روش یون- الکترون برای موازنه معادلات اکسایش- کاهش 
در موازنه معادلات به روش یون- الکترون ، دو دستور کار که کمی با هم متفاوت‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی برای واکنشهایی که در محلول اسیدی انجام می‌گیرد و دیگری برای واکنشهایی که در محلول قلیایی صورت می‌پذیرد. 
• مثالی برای واکنشهایی که در محلول اسیدی رخ می‌دهد، عبارت است:
Cr2O7-2 + Cl- → Cr+3 + Cl2

این واکنش موازنه نشده ، طی عملیات زیر موازنه می شود:



_ابتدا معادله را به صورت دو معادله جزئی که یکی برای نشان دادن اکسایش و دیگری برای نشان دادن کاهش است، تقسیم کرده و عنصر مرکزی را در هر یک از این نیم واکنش ها موازنه می کنیم:

Cr2O7-2 → 2Cr+3

2Cl- → Cl2

_اتمهای O و H را موازنه می‌کنیم. در سمتی که کمبود اکسیژن دارد، به ازای هر اکسیژن یک H2O اضافه می‌کنیم و در سمتی که کمبود هیدروژن دیده می‌شود، با افزودن تعداد مناسب +H آن را جبران می کنیم. در مثال بالا، طرف راست ، معادله جزئی اول 7 اتم اکسیژن کم دارد، پس به طرف مزبور 7H2O افزوده می‌شود. پس اتمهای H معادله جزئی اول را با اضافه کردن چهارده +H به طرف چپ معادله، موازنه می‌کنیم. معادله جزئی دوم ، بصورت نوشته شده ، از لحاظ جرمی ، موازنه است:

14H+ + Cr2O7-2 → 2Cr+3 + 7H2O

2Cl-→Cl2

_در مرحله بعد ، باید معادلات جزئی را از نظر بار الکتریکی موازنه می‌کنیم. در معادله جزئی جمع جبری بار الکتریکی طرف چپ برابر +12 و در طرف راست +6 است. 6 الکترون به سمت چپ اضافه می‌شود تا موازنه بار برای معادله جزئی اول حاصل شود. معادله دوم با افزودن دو الکترون به طرف راست ان موازنه می‌شود، ولی چون تعدادالکترونهای از دست‌رفته در یک معادله جزئی باید برابر تعداد الکترونهای بدست آمده در معادله جزئی دیگر باشد، بنابراین طرفین معادله جزئی دوم را در 3 ضرب می‌کنیم:

6e- + 14H+ +Cr2O7-2 → 2Cr+3 + 7H2O

6Cl- → 3Cl2 + 6e

_معادله نهایی ، با افزایش دو معادله جزئی و حذف الکترونها بدست می‌آید:

14H+ + Cr2O7-2 + 6Cl- → 2Cr+3 + 3Cl2 + 7H2


• مثالی برای واکنش هایی که در محلول قلیایی صورت می‌گیرد: 
MnO4- + N2H4 → MnO2 + N2



_معادله به دو معادله جزئی تقسیم می شود:

MnO4- → MnO2

N2H4→N2

_برای موازنه H و O در این واکنش‌ها ، درسمتی که کمبود اکسیژن دارد، به ازای هر اتم اکسیژن -2OH و سمت دیگر یک H2O اضافه می‌کنیم و در سمتی که کمبود هیدروژن دارد به ازای هر اتم هیدروژن ، یک H2O و در سمت مقابل یک -OH اضافه می‌کنیم. سمت راست معادله جزئی اول دو اتم O کم دارد. لذا -4OH به سمت راست و 2H2Oبه سمت چپ می‌افزاییم:

2H2O + MnO4- → MnO2 + 4OH

برای موازنه جرمی معادله جزئی دوم ، باید چهار اتم هیدروژن به سمت راست اضافه کنیم، لذا 4H2O به سمت راست و -4OH به سمت چپ اضافه می‌کنیم:
-4OH + N2H4 → N2 + 4H2O

_برای موازنه بار الکتریکی ، هر جا لازم است، الکترون اضافه می‌کنیم و در این جا بطرف چپ معادله جزئی اول ، سه الکترون و بطرف چپ معادله جزئی دوم ، چهار الکترون افزوده می‌شود و برای موازنه کردن الکترونهای بدست آمده و از دست رفته ، مضرب مشترک گرفته و معادله اول را در 4 و معادله دوم را در 3 ، ضرب می‌کنیم:


12e- + 8H2 + 4MnO4- → 4MnO2 + 16OH

_جمع دو معادله جزئی، معادله نهایی را بدست می‌دهد:


4MnO4- + 3N2H4 →4OH- + 4MnO2 + 3N2 + 4H2O

روش عدد اکسایش برای موازنه واکنشهای اکسایش- کاهش 
موازنه شامل سه مرحله است. برای مثال واکنش نیتریک اسید و هیدروژن سولفید را در نظر می‌گیریم. معادله موازنه نشده به قرار زیر است:

HNO3 + H2S→ NO + S + H2O

_برای تشخیص اتمهایی که کاهیده یا اکسیده می‌شوند، اعداد اکسایش آنها را از معادله بدست می‌آوریم:

نیتروژن کاهیده شده (از +5 به +2 ، کاهشی معادل 3 در عدد اکسایش) و گوگرد اکسید شده است (از -2 به صفر ، یعنی افززایشی معادل 2 در عدد اکسایش(.



_برای ان که مجموع کاهش در اعداد اکسایش برابر با مجموع افزایش این اعداد باشد، ضرایبی متناسب به هر ترکیب نسبت می‌دهیم:

2HNO3 + 3H2S→2NO + 3S +H2O

_موازنه معادله را ، با بررسی دقیقتر ، کامل می‌کنیم. در مراحل پیشین تنها موازنه موادی مطرح شد که اعداد اکسایش انها تغییر می‌کند. در این مثال‌ ، هنوز ضریبی برای H2O در نظر گرفته نشده است. ولی ملاحظه می‌شود که در سمت چپ واکنش 8 اتم H وجود دارد. همان سمت 4 اتم O نیز اضافی دارد. بنابراین ، برای تکمیل موازنه ، باید در سمت راست معادله ، 4H2O نشان داده شود:

2HNO3 + 3H2S → 2NO +3S + 4H2O

پس معادلات اکسایش- کاهش مانند واکنش‌های الکتروشیمیایی و واکنش های یونی را می‌توان با یکی از دو روش نامبرده موازنه کرد. 

سد سفیدرود

سد سفیدرود، یا سد منجیل، سدی است که در محل پیوستن دو رود قزل‌اوزن و شاهرود در نزدیکی منجیل ساخته شده است و برای تنظیم آب این دو رود برای کشاورزی در دشت گیلان و نیز تولید برق به کار می رود.

نام
این سد در هنگام ساخت و اوایل دوره بهره‌برداری به سد سفیدرود معروف بود. ار سال ۱۳۴۶ آن را سد شهبانو فرح نامیدند.. ار ۱۳۵۷ تاکنون به سد منجیل معروف است.
تاریخچه
کار ساخت این سد از ۱۳۳۵ شروع شد و در سال ۱۳۴۰ به پایان رسید. بهره‌برداری از سد در سال ۱۳۴۱ آغاز شد. ارتفاع سد از کف رودخانه ۹۲ متر و طول تاج آن ۴۲۵ متر است. سد سفیدرود پنج واحد تولید برق دارد که در مجموع بیش از ۸۷ مگاوات برق تولید می‌کند.
رسوب‌گیری
سد سفیدرود یکی از رسوب‌گیرترین سدهای جهان است. اکنون بیش از نیمی از ظرفیت سد را رسوبات پر کرده است. از سال ۱۳۵۹ تاکنون عملیات شاس و تغییر زمان‌بندی پر و خالی کردن سد برای رفع این مشکل به کار گرفته شده است. همچنین احداث چند سد انحرافی برای رسوب‌گیری آب رودهای شاهرود و قزل‌اوزن در دست اقدام است.
انباشته شدن رسوبات در درياچه سدها يكي از بزرگترين مشكلاتي است كه در مورد سدهاي تمامي دنيا وجود دارد، كمااينكه حجم بسيار بزرگي از درياچه سد س فيدرود توسط رسوبات دو رودخانه قزل اوزن و شاهرود اشغال گرديده و بيش از ۴۰ درصد از حجم مفيد درياچه كاسته شده است . در حال حاضر از روش رسوبات زدايي براي خارج ساختن رسوبات سد سفيدرود استفاده مي شود . اين روش علاوه بر مشكلاتي از قبيل افت سطح آب، لغزشي توده اي رس وبات به جلوي دريچه هاي سد، فرسايش ديواره دريچه هاي پائيني سد و از بين رفتن تعداد زيادي ماهي، مشكل عدم تخليه رسوبات انتهايي درياچه را نيز به همراه دارد . چنانچه اين رسوبات به روش لايروبي توسط ماشين آلات سنگين تخليه گردد، علاوه بر كاستن از حجم عظيم رسوبات در طول درياچه و افزايش حجم مفيد كل سد، مي توان از آنها بعنوان ماده خام در صنعت آجر، كاشي و سفال استفاده نمود . بخصوص اينكه خاك رس مناسب جهت آجرسازي در استان گيلان بسيار محدود بوده و نيازهاي اين استان از تهران و تاكستان تأمين مي شود. بدين منظور از پنج محل مخت لف درهر دو شاخة درياچه سد از رسوبات نمونه برداري بعمل آمد . بررسيهاي كاني شناسي ، آزمايشهاي شيميايي و فيزيكي بر روي نمونه هاي خاك شامل شناسايي كاني هاي تشكيل دهنده توسط تجزيه XRD ومطالعه ميكروسكپي، تعيين PH، اكسيدهاي متشكله رسوبات و ميزان نمكهاي محلول آن ها به روش تجزيه شيميايي، تغييرات افت وزني توسط دستگاه TG، تعيين وزن مخصوص، دانه بندي ذرات، هم ارز مخروط پيرومتريك ، سطح ويژه و اندازه گيري حدود آتربرگ انجام شد . مقاومت خمشي ، جذب آب و انقباض نمونه هاي آحر ساخته شده با رسوبات در دماهاي مختلفاندازه گيري شد . ميزان انقباض پخت و خشك ،مقاومت فشاري و جذب آب آجر ساخته شده با نمونه هاي رسوبات تعيين شد . نتايج آزمايشهاي انجام شده بويژه مقاومت فشاري و جذب آب نشان داد آجرهاي تهيه شده در مقايسه با ويژگيهاي استاندارد از كيفيت بالايي برخوردار اند . لذا پيشنهاد مي شود از رسوبات سدسفيدرود در محلهاي مناسب توصيه شده جهت ساخت آجر وسفال استفاده شود .