وكثيراً ما تتحمل المعدات في صناعة الكيماويات البترولية مجموعة معقدة من الإجهاد، مثل الإجهاد الناتج عن التزاوج، وارتفاع درجات الحرارة والضغط، مما يؤدي إلى إجهاد المواد، مما يؤثر على سلامة المعدات وعمرها النافع. وتعتبر المطابقات البترولية، بوصفها مكوناً هاماً من مكونات المعدات، أداؤها التعب وإسقاطات عمرها المتوقع مهمان بالنسبة لسلامة المعدات وعمرها النافع. ستبحث هذه الورقة في التعب والتنبؤ بعمر العمل في المطاويات البترولية، وذلك من أجل إثراء البحوث والتطبيقات ذات الصلة.
أداء التعب للبتروكيماويات
ينشأ صدع التعب في المهد: فنتيجة للضغوط الاندماجية، ينشأ الصدع في الغالب من عيوب في سطح المادة. وتتوقف سرعة وكمية الشقوق الوليدة على طبيعة المادة ومستوى الإجهاد والبيئة وما إلى ذلك.
ينتشر الصدع: بمجرد أن يبدأ في طور النشوء، فإنه ينتشر تدريجياً تحت تأثير الإجهاد العصبي. وتعتمد سرعة توسع الصدع على قدرة عوامل قوة الإجهاد والمواد في أطراف الصدع.
التشقّق المؤقت: عندما ينتشر التشقّق إلى حد ما، لا تتحمّل الحدادة الإجهاد التوليفي. فالتشظي المؤقت هو المرحلة الأخيرة من فشل التعب الذي ينطوي على مفاجآت وكارثة.
العوامل التي تؤثر على الأداء التعب للبتروكيماويات
الطبيعة المادية: تؤثر قوة المواد وصلابتها وصلابتها وما إلى ذلك على أدائها التعب. وعموما، تكون الحدود التعب للمواد العالية الكثافة مرتفعة نسبيا.
مستوى الإجهاد: تؤثر قيم هامش الإجهاد وتواتر الإجهاد المتغايري على الأداء التعب للدات. يؤدي ارتفاع الإجهاد والتواتر إلى إصابة التعب بشكل أسرع.
درجة الحرارة والبيئة: تؤدي درجات الحرارة العالية والرطوبة إلى التعجيل بإجهاد المواد. وعلاوة على ذلك، تؤثر العوامل الأكّالة تأثيرا سلبيا على الأداء التعب للمواد.
عمليات الحداثة والمعالجة الحرارية: تؤثر عمليات الحداثة والمعالجة الحرارية على الأداء الهيكلي والمادييكي للمواد وبالتالي على أدائها التعب.
أساليب التنبؤ بطول عمر المواد المطاورة البترولية
الإجهاد الاسمي: استناداً إلى منحنى S N في المادة ونظريتي MINER الخطي للضرر التراكمي الخطي، يمكن توقع العمر المتوقع عن طريق حساب الضرر الناتج عن الضغط الاندماجي. وينطبق هذا النهج على حالات التزاحم المستمر.
ينبغي أن يكون هناك تغير في الإجهاد المحلي: النظر في توزيع الإجهاد والتوتر الموضعي للمطاردة تحت الإجهاد التداخلي، بالاقتران مع منحنيات الإجهاد الدائري للمواد ونظرية تراكم الضرر للتنبؤ بطول عمر المواد. وينطبق هذا النهج على حالات الإجهاد المتباين والمعقد.
الميكانيكا التكسير: التنبؤ بعمر الملحقات من خلال حساب مدة توسع الصدع استناداً إلى نظرية توسع الصدع وبارامترات صلابة التكسير. وينطبق هذا النهج على الحالات التي توجد فيها شقوق أو عيوب أولية.
طريقة إحتمالات الاحتمال: استخدام أساليب إحصائية لمعالجة وتحليل البيانات التعب المتعلقة بطائفة واسعة من المنتجات المطاطية المماثلة، ووضع نماذج إحصائية لتوزيع طول العمر من أجل التنبؤ بفترة حياتها. ويمكن أن يأخذ هذا النهج في الاعتبار تأثير عدم اليقين على طول العمر.
إن الأداء التعب والتوقعات المتعلقة طول العمر بالنسبة للبتروكيماويات هما من العناصر الحاسمة لضمان سلامة المعدات ومصير طول العمر. ومن شأن إجراء دراسة معمقة عن الأداء التعب وعوامل التأثير في المواد البتروكيميائية واعتماد منهجية فعالة للتنبؤ أن يوفر الأساس العلمي لصيانة المعدات واستبدالها والحد من المخاطر الأمنية والخسائر الاقتصادية. ومع ظهور مواد وتكنولوجيات جديدة في المستقبل، فإن الأداء التعب وحداثة البتروكيميائية والعمر المتوقع لها سيواجهان تحديات وفرص إضافية. ويتعين على الشركات والباحثين المعنيين أن يستكشفوا ويبتكروا باستمرار من أجل المساهمة في التنمية المستدامة لقطاع صناعة الكيماويات البترولية من أجل التكيف مع التغيرات في احتياجات السوق.
