ويحتاج العديد من المعدات الرئيسية في صناعة الكيماويات البترولية، مثل المفاعلات، وأفران التكسير، ووحدات تمزيق البخار، إلى أن تعمل بصورة ثابتة لفترات طويلة في درجات حرارة مرتفعة. ويواجه العديد من العناصر المطورة الرئيسية في هذه المعدات اختبارات بيئية شديدة الحرارة. ويرتبط أداء المواد المطاورة البترولية في درجات حرارة عالية ارتباطاً مباشراً بسلامة المعدات واستقرارها وطولها. ستبحث هذه المقالة الأداء الحراري للغازات المطاورة البترولية والعوامل المؤثرة عليها، وستسترشد بها الشركات والمؤسسات البحثية ذات الصلة.
اشتراطات الأداء في درجات الحرارة في المطاويات البترولية
كثافة الحرارة: في البيئات العالية الحرارة، تحتاج المحتويات إلى الحفاظ على قوة كافية لتحمل الضغط العمل والحمولة الميكانيكية للمعدات.
فزحف درجة الحرارة شديدة المقاومة: فالزحف هو تشوه بطيء ومستدام للمواد يحدث في درجات حرارة مرتفعة وفي ضغط ثابت. وفيما يتعلق بالمعدات البتروكيميائية التي تعمل لفترة طويلة، كان هذا المسخ أحد الأسباب الرئيسية لإبطال الطرود. لذلك، فإن المطاردة تتطلب درجة عالية من مقاومة للتسمم.
مقاومة التعب بسبب درجات الحرارة المرتفعة: في ظروف الحرارة العالية، تحتاج المستعدات أيضاً إلى مزيج من الإجهاد السلوكي والحرارة، وبالتالي تحتاج إلى مقاومة جيدة للتعب بسبب درجات الحرارة المرتفعة.
مقاومة للأكسدة في درجات حرارة عالية: يمكن أن تتفاعل الأسطح المطورة مع الأكسدة بسهولة في البيئات العالية الحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض أداء المواد. ومن ثم، فإن المواد المطورة تحتاج إلى درجة حرارة عالية عالية لمقاومة الأكسدة.
استقرار الأنسجة عند درجة حرارة عالية: في البيئات العالية الحرارة، يتغير هيكل الأنسجة المطورة بسهولة، مثل نمو البلورات والتطور، وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء. لذلك، فإن المواد المطورة تحتاج إلى استقرار أنسجة عالية الحرارة.
العوامل التي تؤثر على الأداء الحراري للبتروكيماويات
تكوين المواد: تشكل التركيب الكيميائي للمواد أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر في أدائها الحراري. ومن خلال تعديل أنواع ومحتويات عناصر السبائك في المادة، يمكن تحسين درجة الحرارة، ومقاومة الزحف، ومقاومة التعب، ومقاومة الأكسدة.
عمليات الحداثة: تنطوي عملية الحداثة على آثار هامة على أنسجة وأدائها. ويمكن تحسين الأداء الحراري لمستويات المطاورة من خلال تحقيق المستوى الأمثل لبارامترات مثل درجة الحرارة، ومعدل التشوه، وحجم التشوه.
عمليات المعالجة الحرارية: تعتبر عملية المعالجة الحرارية إحدى الوسائل الهامة لتحسين الأداء الحراري للطهاة. ومن خلال عمليات المعالجة الحرارية مثل النار الإيجابي، والتبريد، وإعادة التدوير، يمكن تعديل الهيكل التنظيمي للقرقات لزيادة شدة الحرارة وارتفاعها.
حجم الحبيبات البلورية: تؤثر حجم الحبيبات البلورية تأثيراً هاماً على الأداء الحرارة في المطويات. ويمكن أن تزيد الحبيبات المتبلورة الصغيرة من قوة المادة ومقاومتها للبلورات، ومن ثم فإن هذه الحبيبات الدقيقة هي إحدى الوسائل الفعالة لزيادة درجة حرارة المواد المطورة.
العوامل البيئية: تواجه المواد المطورة في المعدات البتروكيميائية بيئات عمل معقدة مثل الحرارة، ضغط الضغط، والعوامل الأكّالة، وما إلى ذلك. وقد تؤثر هذه العوامل البيئية على الأداء درجات الحرارة في المواد المطورة، مثل تسارع تفاعل الأكسدة، والزحف، وما إلى ذلك.
التدابير الرامية إلى تحسين الأداء الحراري للطبقة البترولية
الاستخدام الأمثل لمكونات المواد: اختيار الأنواع والمحتويات المناسبة من عناصر السبائك، وفقاً لمتطلبات الاستخدام وظروف العمل في المعدات، لزيادة درجة الحرارة العالية للأطوال ومقاومتها للسلخ.
تحسين عمليات التغليف: تحقيق المستوى الأمثل من البارامترات مثل درجة الحرارة، ومعدل التشوه، وحجم التشوه، للحصول على أنسجة البلورات الدقيقة والأداء الميكانيكي المتجانس.
تعزيز العمليات الحرارية: تطبيق عمليات متقدمة للحرارة، مثل معدل التبريد المتحكم فيه، والمعالجة الحرارية المتعددة الخطوات، من أجل صقل الحبيبات، وتعديل الهيكل التنظيمي، وتحسين الأداء الحراري.
تحسين تقنيات تحسين الحبيبات المتبلورة: استخدام تقنيات متطورة لتحضير الحبيبات، مثل السبائك الميكانيكية، أو التحريك الكهرمغنطيسي، وما إلى ذلك، من أجل الحصول على حجم أصغر من الحبيبات البلورية والأداء درجات حرارة أعلى.
تعزيز تدابير حماية البيئة: تعزيز رصد ومراقبة البيئة أثناء تشغيل المعدات، والحد من الضرر الناجم عن المواد المطورة بواسطة الوسائط الأكّالة وإطالة عمرها النافع.
ويعد الأداء عالي الحرارة في المطاحن البترولية عاملاً أساسياً لضمان سلامة المعدات واستقرارها وتشغيلها لفترات طويلة. ويمكن تلبية الطلب في صناعة الكيماويات البترولية بفعالية من خلال زيادة درجة الحرارة العالية للطبائط من خلال الاستخدام الأمثل لمكونات المواد، وتحسين عمليات الحداثة، وتعزيز عمليات المعالجة الحرارية، وتحسين تقنيات بلورة الحبيبات، وتعزيز تدابير حماية البيئة. وفي المستقبل، مع تطور تكنولوجيا المواد وعمليات التصنيع الجديدة، ستقود زيادة الابتكارات والاختراقات في مجال الحداثة البتروكيميائية إلى ظهور المزيد من الابتكارات والاختراقات التي توفر ضمانات قوية لتطوير صناعة الكيماويات البترولية.
