في مواقع فصل المواد الصلبة والسائلة في صناعات مثل التعدين، والكيمياء، وحماية البيئة، يُمكن ملاحظة وجود أعاصير كربيد السيليكون. إنها أشبه بـ"آلة فرز" فعّالة، قادرة على فصل الجسيمات الصلبة عن السوائل في خليط بسرعة، ولا يُمكن فصل جوهر هذا الفصل الدقيق إلا بوجود عنصر يُغفل بسهولة، وهو أنبوب الفائض.
كثير من الناس، عند رؤيتهم لأول مرةإعصار كربيد السيليكون،يميلون إلى تركيز انتباههم على الأسطوانة الرئيسية المتينة، ويتجاهلون "الأنبوب الرفيع" الممتد من الأعلى. لكن في الواقع، يُعدّ أنبوب الفائض "موصلًا" لنظام الفصل بأكمله، ويحدد تصميمه وحالته بشكل مباشر جودة تأثير الفصل.
من حيث مبدأ العمل، يعتمد إعصار كربيد السيليكون على قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة لتحقيق الفصل: بعد دخول السائل المختلط من منفذ التغذية، يدور بسرعة عالية داخل الأسطوانة، فتُقذف الجسيمات الصلبة عالية الكثافة نحو جدار الأسطوانة وتُفرّغ على طول منفذ التدفق السفلي؛ تتجمع السوائل منخفضة الكثافة (أو الجسيمات الصغيرة) في مركز الدوران، مُشكّلةً "عمودًا هوائيًا" يتدفق في النهاية عبر أنبوب الفائض في الأعلى. عند هذه النقطة، يبرز دور أنبوب الفائض - فهو ليس فقط منفذًا "لمواد الطور الخفيف"، بل يُثبّت أيضًا مجال التدفق داخل الإعصار بأكمله من خلال التحكم في معدل التدفق والضغط.
لماذا يُعدّ استخدام مادة كربيد السيليكون ضروريًا لتصنيع أنابيب الفائض؟ يرتبط هذا ارتباطًا وثيقًا ببيئة عملها. أثناء عملية الفصل، غالبًا ما يحتوي السائل المتدفق عبر أنبوب الفائض على جزيئات صغيرة، وقد يؤدي التنظيف طويل الأمد إلى تآكل خط الأنابيب؛ وفي الوقت نفسه، تتميز بعض المواد الصناعية بخصائص حمضية أو قلوية، مما يجعل الأنابيب المعدنية العادية عرضة للتآكل بسهولة. تُحلّ مادة كربيد السيليكون هاتين المشكلتين الرئيسيتين بدقة: صلابتها لا تضاهي صلابة الماس، ومقاومتها للتآكل تفوق الفولاذ العادي بعشرات المرات، كما أنها قادرة على تحمل تآكل الجزيئات على المدى الطويل؛ وفي الوقت نفسه، تتميز بمقاومة عالية جدًا للتآكل الحمضي والقلوي، مما يُحافظ على أداء مستقر حتى في درجات الحرارة العالية وظروف التآكل الشديدة، مما يُطيل عمر خدمة المعدات بشكل كبير.
قد يتساءل البعض: طالما أن أنبوب الفائض سليم، فهل من الضروري العناية به؟ في الواقع، ليس الأمر كذلك. دقة تركيب أنبوب الفائض قد تؤثر أيضًا على فعالية الفصل. على سبيل المثال، إذا كان عمق أنبوب الفائض المُدخل في الهيكل الرئيسي للإعصار ضحلًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في دخول بعض الجسيمات الخشنة عن طريق الخطأ إلى سائل الفائض، مما يؤدي إلى "تدفق خشن". أما إذا تم إدخاله بعمق كبير، فسيزيد ذلك من مقاومة تدفق السائل ويقلل من كفاءة الفصل. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت هناك الكثير من الشوائب الملتصقة بالجدار الداخلي لأنبوب الفائض أثناء الاستخدام اليومي، فسيؤدي ذلك إلى تضييق قناة التدفق، مما يؤثر أيضًا على معدل التدفق ودقة الفصل. لذلك، يُعد التنظيف والفحص الدوري أمرًا بالغ الأهمية.
في الوقت الحاضر، ومع تزايد الطلب على كفاءة الفصل وحماية البيئة في الصناعة، يشهد تصميم أنابيب كربيد السيليكون الفائضة تحسينًا مستمرًا. على سبيل المثال، من خلال تعديل شكل فوهة الأنبوب وتحسين قطره الداخلي، مما يقلل من مقاومة السوائل بشكل أكبر؛ كما يُجري بعض المصنّعين معالجة تلميع خاصة لفوهة الأنبوب لتقليل التصاق الشوائب وزيادة استقرار وكفاءة عملية الفصل.
أنبوب فيضان من كربيد السيليكون، يبدو بسيطًا في ظاهره، يخفي وراءه مزيجًا ذكيًا من علوم المواد وميكانيكا الموائع. ويتولى هذا الأنبوب مسؤولية كبيرة بفضل "هيكله الصغير"، ليصبح حلقة وصل رئيسية في ضمان التشغيل المستقر لأعاصير كربيد السيليكون وتحسين جودة الفصل. وفي المستقبل، ومع التطور المستمر في تكنولوجيا مواد كربيد السيليكون، سيلعب هذا "العنصر الأساسي" دورًا هامًا في مجالات أخرى، مساهمًا في التطوير الفعال والصديق للبيئة للإنتاج الصناعي.
وقت النشر: ٢٤ أكتوبر ٢٠٢٥