التقييم أثناء الخدمة لأنابيب السبائك المكونة للألومينا المستخرجة من ملفات تكسير الإيثيلين

في العمليات البتروكيماوية عالية الحرارة، مثل تكسير الإيثيلين، تعمل مواد لفائف الأفران تحت ضغوط حرارية وكيميائية شديدة، مما يؤدي إلى الأكسدة والتكربن والتدهور الميكانيكي. ويُعد تطوير سبائك متطورة تتمتع باستقرار فائق لأكسيد السطح ومرونة في البنية المجهرية أمرًا ضروريًا لضمان الموثوقية وإطالة عمر المكونات. تتخصص شركة « Paralloy Group » في الصب بالطرد المركزي لأنابيب فولاذية مقاومة للحرارة ذات نسبة عالية من النيكل والكروم، والمصممة للعمل في بيئات قاسية تتسم بارتفاع درجات الحرارة والتآكل. ومن بين هذه السبائك، تم تصميم سبيكة XAl4 الحصرية المكونة للألومينا لتعزيز مقاومة الأكسدة من خلال تكوين طبقة واقية مستقرة ومتماسكة من الألومينا (Al₂O₃).

تتناول دراستنا أداء أنابيب XAl4 المستخرجة من فرن تكسير الإيثيلين بعد فترة تشغيل طويلة عند درجات حرارة تتجاوز 1000 درجة مئوية. وقد أُجري تقييم شامل باستخدام تقنيات متعددة لتقييم السلامة الميكانيكية، وتطور البنية المجهرية، وتدهور السطح عبر أقسام مختلفة من اللفائف. وتؤكد النتائج أن طبقة الألومينا على XAl4 ظلت متصلة ومتماسكة طوال فترة التشغيل، مما وفر مقاومة ممتازة للأكسدة والتكربن. وقد حدث تفتت ضئيل للغاية حتى في المناطق الأكثر تعرضًا للحرارة، مما يؤكد الاستقرار الوقائي لطبقة Al₂O₃. وكشفت الملاحظات المجهرية عن مصفوفة أوستنيتية مستقرة مع تكتل محدود للكربيد، مما يشير إلى استقرار معدني قوي في ظل التعرض المطول. وأظهرت الاختبارات الميكانيكية أن XAl4 احتفظ بجزء كبير من قوة الشد والزحف الأولية، مع تباينات مرتبطة بظروف التشغيل المحلية.

بشكل عام، تُظهر هذه النتائج متانة مادة XAl4 في درجات الحرارة العالية، وتسلط الضوء على فعالية السبائك المُكوِّنة للألومينا في تطبيقات الأفران من الجيل التالي. ويقدم هذا العمل رؤى مهمة لتقييم دورة الحياة، واستراتيجيات الصيانة، وتحسين السبائك، مع التأكيد على أهمية التقييم الخاص بالموقع في تحديد الخصائص بعد انتهاء الخدمة.

ناجيش ناراسيمها براساد 1، كيفن دورغابارساد 1، أبيل رابيتي 1، بيغونا غوميز فيرير 1، نافين مانيكانتيسواران 2، دومينيك فلاو 2

1 شركة «Manoir France » SAS، 12 شارع الأردين، 27590 بيتر

2 شركة «بارالوي» المحدودة، مبنى «بارالوي هاوس»، شارع «نوفيلد»، بيلينغهام، TS23 4DA