Mədənin tullantı şlamı boru kəmərinə yüksək sürətlə dəydikdə, metallurgiya emalatxanasındakı yüksək temperaturlu şlak daxili divarı yumağa davam etdikdə və kimyəvi emalatxanadakı güclü turşu məhlulu boru divarını günbəgün korroziyaya uğratdıqda - adi metal boru kəmərləri çox vaxt cəmi bir neçə aydan sonra sızır. Lakin belə bir "sənaye təmizləyicisində" zədələnmədən yaşaya bilən bir boru kəməri növü var və bu,...Silikon karbiddən hazırlanmış aşınmaya davamlı boru kəməriəsas material kimi. Bu adi görünən sənaye komponenti hansı maddi zəkanı gizlədir?
Poladdan daha inadkar bir material kodu
Silisium karbidinin hekayəsi 19-cu əsrin sonlarında, alimlərin sintetik almaz istehsal etməyə çalışarkən təsadüfən bu sərt birləşməni kəşf etmələri ilə başladı. Təbiətdə olduqca nadirdir və "Moissanit" kimi tanınır, halbuki bu gün sənayedə istifadə olunan silisium karbidi demək olar ki, tamamilə süni sintezin məhsuludur.
Silikon karbid borularının istehsala bu qədər davamlı olmasının sirri onların unikal mikrostrukturundadır. Elektron mikroskopu altında silikon karbid kristalları almaza bənzər tetrahedral quruluş nümayiş etdirir, hər bir silikon atomu dörd karbon atomu ilə sıx əhatə olunmuş və qırılmaz kovalent rabitə şəbəkəsi əmələ gətirir. Bu quruluş ona yalnız almazdan sonra ikinci sərtlik verir, Mohs sərtliyi 9,5-dir, bu da kvars qumunun davamlı aşınmasının (Mohs sərtliyi 7) belə iz buraxmasının çətin olduğunu göstərir.
Daha nadir olanı isə silikon karbidin təkcə sərt deyil, həm də yüksək temperaturlara qarşı yüksək davamlı olmasıdır. 1400 ℃ yüksək temperaturda o, hələ də sabit mexaniki xüsusiyyətlərini qoruyub saxlaya bilir ki, bu da onu polad metallurgiyasında partlayıcı sobalarda kömür tozunun daşınması və istilik enerjisi istehsalında qazan şlaklarının axıdılması kimi yüksək temperatur ssenarilərində yaxşı işləməsinə imkan verir. Eyni zamanda, əksər turşuların və qələvilərin aşınmasına qarşı "immunitetlidir" və bu korroziyaya davamlılıq kimya sənayesindəki güclü turşu ötürmə boru kəmərlərində xüsusilə qiymətlidir.
Boru kəmərinin ömrünü on qat artırmaq üçün dizayn fəlsəfəsi
Sadə sərtlik mürəkkəb sənaye mühitlərinin öhdəsindən gəlmək üçün kifayət deyil. Müasir silikon karbid aşınmaya davamlı boru kəmərləri daha ağıllı kompozit strukturlar qəbul edir: adətən xarici təbəqə struktur dəstəyi təmin edən adi karbon poladdan, daxili təbəqə silikon karbid keramika astarından ibarətdir və bəzi boru kəmərləri ümumi möhkəmliyi artırmaq üçün xaricdən şüşə lif örtür. Bu dizayn yalnız silikon karbidin aşınmaya davamlılıq üstünlüyündən istifadə etməklə yanaşı, həm də keramika materiallarının kövrəkliyini kompensasiya edir.
Mühəndislər həmçinin boru kəmərinin müxtəlif hissələrinin aşınma dərəcəsinə əsasən "fərqli dizayn" həyata keçirəcəklər. Məsələn, dirsəyin xarici qövsü ən çox aşınarsa, daha qalın silikon karbid astar istifadə ediləcək; Daxili qövsün aşınması nisbətən yüngüldürsə, davamlılığı təmin etmək və material israfının qarşısını almaq üçün müvafiq şəkildə seyreltilməlidir.
Reaksiya sinterləmə texnologiyasının tətbiqi silikon karbid boru kəmərlərini daha mükəmməl edir. Temperatur və xammal nisbətini dəqiq idarə etməklə, material demək olar ki, sıfır məsaməliliklə sıx bir vəziyyətə nail ola bilər və eyni zamanda qrafit komponentlərini öz-özünə yağlanan təbəqə əmələ gətirir. Maye boru kəmərini yuduqda, qrafit təbəqəsi qoruyucu bir təbəqə əmələ gətirir və sürtünmə əmsalını daha da azaldır, məsələn, boru kəmərinə "yağlama zirehi" qoyulur.
Sənaye nəslindən yaşıl gələcəyə
İstilik enerjisi, mədənçilik, metallurgiya və kimya mühəndisliyi kimi ağır sənaye sahələrində boru kəməri sistemləri "sənaye qan xətti" kimidir və onların etibarlılığı birbaşa istehsal təhlükəsizliyi və səmərəliliyi ilə bağlıdır. Güclü aşınma mühitlərində ənənəvi metal boruların tez-tez 3 ay ərzində dəyişdirilməsi tələb olunur, silikon karbid aşınmaya davamlı boruların xidmət müddəti isə 10 dəfədən çox uzadıla bilər ki, bu da dayanma vaxtı texniki xidmət tezliyini xeyli azaldır.
Bu uzunmüddətli xüsusiyyət həmçinin əhəmiyyətli ekoloji faydalar gətirir. Boru kəmərlərinin dəyişdirilməsinin azaldılması polad istehlakının azaldılması deməkdir və istehsal prosesində istifadə olunan qabaqcıl əritmə texnologiyaları (məsələn, ESK metodu) tullantı qazını enerji istehsalı üçün bərpa edə və enerji istifadəsini 20% artıra bilər. Litium batareya istehsalı və ətraf mühitin mühafizəsi avadanlıqları kimi inkişaf etməkdə olan sahələrdə silikon karbid borularının korroziyaya və aşınmaya davamlılığı da mühüm rol oynayır.
Sənaye tərəqqisindən danışarkən, tez-tez göz qamaşdıran yüksək texnologiyalı məhsullara diqqət yetiririk, lakin silikon karbid aşınmaya davamlı borular kimi "pərdəarxası qəhrəmanları" asanlıqla gözdən qaçırırıq. Məhz bu innovasiya müasir sənayenin səmərəli fəaliyyətini dəstəkləyən əsas materialların xüsusiyyətlərini maksimum dərəcədə artırır. Mədənlərdən fabriklərə, yüksək temperaturlu sobalardan kimyəvi emalatxanalara qədər bu səssiz "super sərt qalxanlar" özünəməxsus şəkildə sənaye istehsalının təhlükəsizliyinə və dayanıqlılığına töhfə verir.
Yazı vaxtı: 30 iyul 2025