غالباً ما تؤدي المواد البتروكيميائية، أثناء عملية التصنيع، إلى حدوث ضغط متبقي داخل المادة بسبب تأثير سلسلة التسخين والطهيوالتبريد وما إلى ذلك. ويمكن أن تؤدي هذه الإجهاد المتبقية إلى تشوهات أو تشوهات في الطرود أثناء الخدمة، مما يؤثر بشكل خطير على عمرها النافع وأمنها. ونتيجة لذلك، أصبح القضاء على الإجهاد المتبقي مهمة تقنية رئيسية في تصنيع المواد البتروكيميائية. وستعرض هذه الورقة بعض الطرق الشائعة لإزالة الإجهاد المتبقي وتحليل مزاياها وعيوبها من أجل توفير مرجع مفيد للإنتاج الفعلي.
وتستمد الإجهاد المتبقي في المطاحن البترولية أساساً من عدم التجانس في التنظيم داخل المواد وتدرج درجة الحرارة أثناء المعالجة. وأثناء عمليات التسخين والتبريد، تختلف التغيرات في درجة حرارة سطح المادة وداخلها، مما يؤدي إلى تحولات غير متجانسة في الأنسجة، مما يؤدي إلى الإجهاد المتبقي. ويمكن أن يؤدي وجود الإجهاد المتبقي إلى تغيرات في شكل وأبعاد المواد المطورة، بل إلى حدوث صدع، مما يؤثر بشدة على جودة هذه المواد وأدائها.
طريقة شائعة للقضاء على الإجهاد المتبقي
فترة التقادم الطبيعية: تُوضع المواد المطورة في البيئة الطبيعية لفترات طويلة، وتُطلق تدريجيا الإجهاد المتبقي داخل المادة باستخدام التغيرات في درجة الحرارة في الظروف الطبيعية. وهذا النهج بسيط وسهل، ولكنه يستغرق وقتا طويلا وغير مستقر.
فترة التقادم اليدوي: تسريع إطلاق الإجهاد المتبقي من خلال التحكم البشري في درجة الحرارة والوقت في المطويات. والطرائق الشائعة هي التقادم الساخن والتقادم الاهتزاز. والتقادم الحراري هو تسخين الملحقات إلى درجة حرارة معينة، تبريد ببطء بعد فترة زمنية لإزالة الإجهاد المتبقي. والتقادم الاهتزاز هو الاهتزاز الذي يستخدم فيه ترددات وسعة مضبوطة على قعات باستخدام جهاز ترهيب لإطلاق الإجهاد المتبقي داخل المادة. ومن شأن كل من هذين النهجين أن يزيل بفعالية الإجهاد المتبقي في فترة قصيرة من الزمن، إلا أنهما يتطلبان تكاليف أعلى لمدخلات المعدات وتشغيلها.
المعالجة الميكانيكية: إزالة الإجهاد المتبقي عن طريق تغيير حالة الإجهاد على سطح المادة عن طريق المعالجة الميكانيكية أو المعالجة المبردة. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي حقن المواد المطورة أو تنفيس الضغط على السطح، ويقابل ذلك ضغط السحب الداخلي للمواد، مما يقلل من الإجهاد المتبقي. ويطبق هذا النهج على إزالة الإجهاد الجزئي المتبقي، وهو أكثر فعالية.
المعالجة الكيميائية: استخدام الوسائل الكيميائية لتغيير بنية المادة ودرجة الإجهاد من أجل القضاء على الإجهاد المتبقي. فعلى سبيل المثال، يؤدي التآكل الكيميائي للمواد المطورة أو المعالجة الكهروكيميائية إلى إزالة طبقات الإجهاد المتبقية من سطح المادة. وهذا النهج فعال في إزالة الإجهاد المتبقي العميق، ولكنه يتطلب ضوابط صارمة على ظروف المناولة وتوقيتها لتلافي الآثار السلبية على أداء المواد.
المعالجة المركّبة: تُطبَّق هذه الأساليب مجتمعة من أجل الاستفادة الكاملة من مزايا كل منها من أجل زيادة أثر الإجهاد المتبقي. فعلى سبيل المثال، تبدأ المعالجة الحرارية بالتقادم لإزالة معظم الإجهاد المتبقي، تليها المعالجة الميكانيكية أو الكيميائية لإزالة الإجهاد الجزئي أو العميق. ويمكن لهذه الطريقة أن تحقق نتائج أفضل في المعالجة، ولكن العمليات أكثر تعقيدا وتكلفة.
تعتبر إزالة الإجهاد المتبقية في المواد البتروكيميائية مهمة تقنية هامة تتعلق بجودة هذه المواد وأدائها. يصف هذا التقرير عدة طرق شائعة لإزالة الإجهاد المتبقي، ويحلل مواطن القوة والضعف فيه. وفي عملية الإنتاج الفعلي، ينبغي اختيار الوسائل المناسبة لإزالة الإجهاد المتبقي على أساس المواد والهياكل والعمليات التي يتم تطهيرها. وفي المستقبل، ومع التقدم التكنولوجي والابتكار في تطوير تكنولوجيات إزالة ما تبقى من الإجهاد الناجم عن الحداثة البتروكيميائية، ستتطور التكنولوجيا وستعزز الضمانات القوية للتنمية المستدامة للصناعات البتروكيميائية.
