Mədənin tullantı şlamı yüksək sürətlə boru kəmərinə təsir etdikdə, metallurgiya sexində yüksək temperaturlu şlak daxili divarı yumağa davam etdikdə, kimya sexində güclü turşu məhlulu boru divarını gündən-günə korroziyaya uğratdıqda – adi metal boru kəmərləri bir neçə aydan sonra tez-tez sızır. Ancaq belə bir “sənaye təmizləyicisi”ndə zərər görmədən sağ qala bilən boru kəməri növü var və o,silisium karbiddən hazırlanmış aşınmaya davamlı boru kəməriəsas material kimi. Bu adi görünən sənaye komponenti hansı maddi zəkanı gizlədir?
Poladdan daha inadkar material kodu
Silikon karbidin hekayəsi 19-cu əsrin sonlarında, elm adamları sintetik almaz istehsal etməyə çalışarkən təsadüfən bu sərt birləşməni kəşf etdikdən sonra başladı. Təbiətdə olduqca nadirdir və "Mozanit" kimi tanınır, halbuki bu gün sənayedə istifadə olunan silisium karbid demək olar ki, tamamilə süni sintez məhsuludur.
Silikon karbid borularının “istehsalata davamlı” olmasının sirri onların unikal mikro strukturundadır. Elektron mikroskop altında silisium karbid kristalları almaza bənzər tetraedral struktur nümayiş etdirir, hər bir silisium atomu dörd karbon atomu ilə sıx şəkildə əhatə olunub və qırılmaz kovalent bağ şəbəkəsi əmələ gətirir. Bu struktur ona almazdan sonra ikinci bir sərtlik verir, Mohs sərtliyi 9,5, bu o deməkdir ki, hətta kvars qumunun davamlı aşınması (Mohs sərtliyi 7) iz buraxmaq çətindir.
Daha da nadir hal odur ki, silisium karbid təkcə sərt deyil, həm də yüksək temperaturlara yüksək dərəcədə davamlıdır. 1400 ℃ yüksək temperaturda o, hələ də sabit mexaniki xassələri saxlaya bilir, bu da onu polad metallurgiya yüksək sobalarında kömür tozunun daşınması və istilik enerjisi istehsalında qazan şlaklarının boşaldılması kimi yüksək temperatur ssenarilərində yaxşı yerinə yetirir. Eyni zamanda, əksər turşuların və qələvilərin aşınmasına qarşı "immunitetlidir" və bu korroziyaya davamlılıq kimya sənayesində güclü turşu ötürücü boru kəmərlərində xüsusilə qiymətlidir.
Boru kəmərinin ömrünü on dəfə artırmaq üçün dizayn fəlsəfəsi
Sadə sərtlik mürəkkəb sənaye mühitinin öhdəsindən gəlmək üçün kifayət deyil. Müasir silisium karbid aşınmaya davamlı boru kəmərləri daha ağıllı kompozit konstruksiyaları qəbul edir: adətən xarici təbəqə struktur dəstəyi təmin edən adi karbon poladdır, daxili təbəqə silikon karbid keramika astarıdır və bəzi boru kəmərləri ümumi gücü artırmaq üçün xaricdən şüşə elyafı da sarır. Bu dizayn təkcə silisium karbidinin aşınma müqaviməti üstünlüyündən istifadə etmir, həm də keramika materiallarının kövrəkliyini kompensasiya edir.
Mühəndislər həmçinin boru kəmərinin müxtəlif hissələrinin aşınma dərəcəsinə əsasən “differensiallaşdırılmış dizayn” həyata keçirəcəklər. Məsələn, dirsəyin xarici qövsü ən ciddi şəkildə aşınmışsa, daha qalın bir silikon karbid astar istifadə ediləcək; Daxili qövsün aşınması nisbətən yüngüldürsə, davamlılığı təmin etmək və material israfının qarşısını almaq üçün müvafiq olaraq nazikləşdirilməlidir.
Reaksiya sinterləmə texnologiyasının tətbiqi silisium karbid boru kəmərlərini daha mükəmməl edir. Temperatur və xammal nisbətinə dəqiq nəzarət etməklə, material özünü yağlayan təbəqə yaratmaq üçün qrafit komponentləri daxil etməklə, demək olar ki, sıfır məsamə ilə sıx bir vəziyyətə nail ola bilər. Maye boru kəmərini yuduqda, qrafit təbəqəsi boru kəmərinə "yağlama zirehinin" qoyulması kimi sürtünmə əmsalını daha da azaldan qoruyucu bir film meydana gətirir.
Sənaye qanından yaşıl gələcəyə
İstilik enerjisi, mədənçıxarma, metallurgiya və kimya mühəndisliyi kimi ağır sənaye sahələrində boru kəmərləri sistemləri “sənaye qan xətti” kimidir və onların etibarlılığı istehsalın təhlükəsizliyi və səmərəliliyi ilə birbaşa bağlıdır. Ənənəvi metal borular tez-tez güclü aşınma mühitlərində 3 ay ərzində dəyişdirilməlidir, silisium karbid aşınmaya davamlı boruların xidmət müddəti isə 10 dəfədən çox artırıla bilər ki, bu da dayanıqlı təmir tezliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Bu uzunmüddətli xüsusiyyət həm də əhəmiyyətli ekoloji faydalar gətirir. Boru kəmərinin dəyişdirilməsinin azaldılması polad istehlakının azaldılması deməkdir və istehsal prosesində istifadə edilən qabaqcıl əritmə texnologiyaları (məsələn, ESK metodu) enerji istehsalı üçün tullantı qazı bərpa edə, enerjidən istifadəni 20% artıra bilər. Litium batareya istehsalı və ətraf mühitin mühafizəsi avadanlığı kimi inkişaf etməkdə olan sahələrdə silisium karbid borularının korroziyaya və aşınmaya davamlılığı da mühüm rol oynayır.
Sənaye inkişafı haqqında danışarkən, biz tez-tez göz qamaşdıran yüksək texnologiyalı məhsullara diqqət yetiririk, lakin silikon karbid aşınmaya davamlı borular kimi "pərdə arxasındakı qəhrəmanları" asanlıqla nəzərdən qaçırırıq. Müasir sənayenin səmərəli fəaliyyətini dəstəkləyən əsas materialların xüsusiyyətlərini maksimuma çatdıran məhz bu yenilikdir. Mədənlərdən fabriklərə, yüksək temperaturlu sobalardan kimya emalatxanalarına qədər bu səssiz “süper sərt qalxanlar” sənaye istehsalının təhlükəsizliyinə və davamlılığına öz töhfəsini verir.
Göndərmə vaxtı: 30 iyul 2025-ci il