في مواقع فصل المواد الصلبة عن السائلة في صناعات مثل التعدين والكيماويات وحماية البيئة، يمكن ملاحظة وجود فواصل كربيد السيليكون بشكل دائم. وهي أشبه بآلة فرز فعّالة قادرة على فصل الجزيئات الصلبة عن السوائل في الخليط بسرعة، ولا يمكن تحقيق هذا الفصل الدقيق دون عنصر يُغفل عنه بسهولة، ألا وهو أنبوب الفائض.
كثير من الناس، عند رؤيتهم لأول مرةإعصار كربيد السيليكون،يميلون إلى تركيز انتباههم على الأسطوانة الرئيسية المتينة، لكنهم يتجاهلون "الأنبوب الرفيع" الممتد من الأعلى. في الواقع، يُعد أنبوب الفائض بمثابة "الموصل" لنظام الفصل بأكمله، ويحدد تصميمه وحالته جودة عملية الفصل بشكل مباشر.
من منظور مبدأ العمل، يعتمد إعصار كربيد السيليكون على قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة لتحقيق الفصل: فبعد دخول السائل المختلط من منفذ التغذية، يدور بسرعة عالية داخل الأسطوانة، وتُقذف الجسيمات الصلبة عالية الكثافة نحو جدار الأسطوانة وتُصرّف عبر منفذ التدفق السفلي. أما السوائل منخفضة الكثافة (أو الجسيمات الصغيرة) فتتجمع في مركز الدوران، مُشكّلةً "عمودًا هوائيًا" يتدفق في النهاية عبر أنبوب الفائض في الأعلى. عند هذه النقطة، يبرز دور أنبوب الفائض، فهو ليس مجرد منفذ للمواد الخفيفة، بل يُساهم أيضًا في استقرار مجال التدفق داخل الإعصار بأكمله من خلال التحكم في معدل التدفق والضغط.
لماذا يُعدّ استخدام مادة كربيد السيليكون ضروريًا في صناعة أنابيب الفائض؟ يرتبط هذا ارتباطًا وثيقًا ببيئة عملها. فخلال عملية الفصل، غالبًا ما يحتوي السائل المتدفق عبر أنبوب الفائض على جزيئات صغيرة، وقد يؤدي التدفق المستمر إلى تآكل الأنبوب. في الوقت نفسه، تتميز بعض المواد المستخدمة في الصناعات بخصائص حمضية أو قلوية، مما يجعل الأنابيب المعدنية العادية عرضة للتآكل. تُقدّم مادة كربيد السيليكون حلًا دقيقًا لهاتين المشكلتين الرئيسيتين: فهي تتمتع بصلابة لا تقل عن صلابة الماس، ومقاومة للتآكل تفوق مقاومة الفولاذ العادي بعشرات المرات، كما أنها قادرة على تحمل التآكل الناتج عن الجزيئات على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، تتميز بمقاومة فائقة للتآكل الحمضي والقلوي، وتحافظ على أداء مستقر حتى في درجات الحرارة العالية وظروف التآكل الشديدة، مما يُطيل عمر المعدات بشكل كبير.
قد يتساءل البعض: طالما أن أنبوب الفائض سليم، فهل من الضروري صيانته؟ في الواقع، الأمر ليس كذلك. فدقة تركيب أنبوب الفائض تؤثر أيضاً على كفاءة الفصل. على سبيل المثال، إذا كان عمق إدخال أنبوب الفائض في جسم جهاز الفصل الإعصاري ضحلاً جداً، فقد يتسبب ذلك في دخول بعض الجزيئات الخشنة إلى سائل الفائض، مما يؤدي إلى "تدفق خشن". أما إذا تم إدخاله بعمق كبير، فسيزيد ذلك من مقاومة تدفق السائل ويقلل من كفاءة الفصل. إضافةً إلى ذلك، إذا تراكمت شوائب كثيرة على الجدار الداخلي لأنبوب الفائض أثناء الاستخدام اليومي، فسيؤدي ذلك إلى تضييق قناة التدفق، مما يؤثر أيضاً على معدل التدفق ودقة الفصل. لذلك، يُعد التنظيف والفحص الدوريان أمرين بالغَي الأهمية.
في الوقت الحاضر، ومع تزايد الطلب على كفاءة الفصل وحماية البيئة في الصناعة، يجري تحسين تصميم أنابيب الفائض المصنوعة من كربيد السيليكون باستمرار. فعلى سبيل المثال، يتم ذلك من خلال تعديل شكل فتحة الأنبوب وتحسين قطره الداخلي، مما يقلل مقاومة السوائل. كما يقوم بعض المصنّعين بمعالجة خاصة لفتحة الأنبوب لتقليل التصاق الشوائب وجعل عملية الفصل أكثر استقرارًا وكفاءة.
يخفي أنبوب الفائض المصنوع من كربيد السيليكون، والذي يبدو بسيطًا للوهلة الأولى، مزيجًا متقنًا من علم المواد وميكانيكا الموائع. فهو يتحمل مسؤولية كبيرة رغم صغر حجمه، ليصبح حلقة وصل أساسية في ضمان التشغيل المستقر لأعاصير كربيد السيليكون وتحسين جودة الفصل. وفي المستقبل، ومع التطور المستمر لتكنولوجيا مادة كربيد السيليكون، سيؤدي هذا الأنبوب دورًا هامًا في مجالات أوسع، مساهمًا في التنمية الصناعية الفعالة والمستدامة.
تاريخ النشر: 24 أكتوبر 2025