في نظام المحرقة الجافة للنفط (Dry Quenching) ، تُعد كتل الألومينا المورينيت مادة أساسية في الحماية الحرارية للصمامات والجدران الداخلية. ومع ذلك، فإن فشل هذه الكتل بسبب الصدمة الحرارية يُعتبر أحد أكثر المشاكل شيوعًا في الصناعات المعالجة للحديد والصلب. هذا المقال يقدم نهجًا علميًا وعمليًا لفهم سبب الفشل، وكيفية التنبؤ بعمر الاستخدام قبل حدوثه.
وفقًا لمعايير اختبار المياه الباردة ISO 18894، تم قياس مقاومة الحرارة لمجموعة من كتل الألومينا المورينيت ذات التركيب المختلف. النتائج أظهرت أن الكتل التي تُظهر معدل تشقق أقل من 0.5 مم/دورة حرارية تُعتبر ممتازة في التطبيقات عالية التكرار مثل محطات التبريد السريع. أما تلك التي تتجاوز 1.2 مم/دورة، فقد تفشل خلال 3–6 أشهر فقط من التشغيل المستمر.
لكن المشكلة ليست فقط في عدد الدورات – بل في الأنماط. في إحدى الحالات الواقعية، تم رصد تشققات جانبية غير متساوية عند درجات حرارة مختلفة داخل نفس المحرقة. هذا النوع من التشقق لا يُكتشف بالعين المجردة، لكنه يشير إلى ضعف في التوزيع الحراري الداخلي أو وجود شوائب غير متجانسة في المادة الخام.
في مشروع مشترك مع مصنع حديد في المملكة العربية السعودية، استخدم فريق الهندسة تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء (Infrared Thermography) كل أسبوعين لتتبع تغيرات درجة الحرارة على سطح الكتل. كانت البيانات تُظهر أن المناطق التي تزيد فيها درجة الحرارة عن 150°C فوق المتوسط المحلي خلال 10 دقائق من تشغيل المحرقة، هي الأكثر عرضة للتشققات المبكرة.
استنادًا إلى هذه البيانات، تم تغيير جدول الصيانة من "بعد الفشل" إلى "قبل الفشل"، مما خفض تكاليف الإصلاح بنسبة 40٪ ورفع وقت التشغيل المستمر من 70 يومًا إلى 110 يومًا.
المستخدمون غالبًا ما يعتمدون على "عدد الدورات" فقط دون النظر إلى:
هذه العوامل تُحدد ما إذا كانت الكتلة ستستمر في العمل لمدة سنة واحدة أم ستنهار بعد 6 أشهر. لذلك، يجب دائمًا استخدام نظام تقييم متعدد الأبعاد وليس مجرد اختبار واحد.
إذا كنت تعمل في صناعة الحديد أو تدير محرقة جافة، نريد معرفة كيف تتعامل مع مشكلة الصدمة الحرارية. هل تستخدم أدوات تشخيص جديدة؟ هل لديك بيانات من مشاريع سابقة؟ شاركنا تجربتك في التعليقات – قد تكون إجابتك مفيدة لآلاف المهندسين حول العالم.
يشمل 10 ملفات PDF مفصلة، 3 فيديوهات تعليمية، ونموذج جداول Excel لتحليل بيانات التشقق. استخدمها الآن لتحسين أداء محرقتك وخفض التكاليف التشغيلية.
تحميل مجاني الآن
