النواة الصناعية ذات درجة الحرارة العالية: تحليل المواد وتطبيقات مصبوبات أنابيب الإشعاع

1. استخدامات مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن
تُستخدم مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن بشكل رئيسي في أفران المعالجة الحرارية الصناعية وأفران التسخين البتروكيماوية وغيرها من المعدات. وتشمل وظائفها الرئيسية ما يلي:
توفير مصدر حرارة مستقر: سطح أنبوب الإشعاع يمكن أن يشع الحرارة بالتساوي، بحيث يتم تسخين المواد الموجودة في الفرن بالكامل.
توفير الطاقة وتحسين الكفاءة: ينقل تصميم الصب الحرارة من خلال الإشعاع، ويتجنب فقدان الحرارة الناتج عن الاحتراق المباشر، ويحسن كفاءة استخدام الوقود.
العزل البيئي: يقوم أنبوب الإشعاع بعزل اللهب عن المادة الساخنة لتجنب التلوث والأكسدة الناتجة عن الاتصال المباشر.

2. مواد مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن
المواد المستخدمة بشكل شائع لصب أنابيب إشعاع الفرن هي الفولاذ المقاوم للحرارة أو السبائك ذات درجة الحرارة العالية. تتميز هذه المواد بخصائص القوة العالية والصلابة العالية ومقاومة التآكل، وهي مناسبة للاستخدام في ظروف درجات الحرارة المرتفعة. تشمل المواد الشائعة ما يلي:
سبيكة نيكل عالية: تحتوي على عنصر نيكل عالي، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية، ولها مقاومة جيدة للأكسدة.
سبيكة عالية الكروم: تحتوي على المزيد من عناصر الكروم، بحيث تتمتع المادة بمقاومة جيدة للتآكل والأكسدة، ومناسبة للبيئات القاسية.
سبائك التيتانيوم أو السيراميك الخاص: تستخدم في ظروف خاصة، مثل أفران التفريغ ذات درجات الحرارة العالية، وتوفر هذه المواد مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية والتآكل.

3. عملية تصنيع مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن
تتضمن عملية تصنيع مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن عادةً الخطوات التالية:
صنع القالب: أولاً، يتم تشكيله بواسطة قالب رملي أو قالب معدني. وفقًا لمتطلبات التصميم، يمكن استخدام الصب بالجاذبية أو الصب بالطرد المركزي أو الصب الدقيق.
الصهر والصب: بعد ذوبان مادة السبائك، يتم حقنها في القالب لضمان توزيع السائل المعدني بالتساوي لضمان كثافة وقوة الصب.
المعالجة الحرارية: بعد تبريد المسبوكة وتشكيلها، عادة ما تكون المعالجة الحرارية مطلوبة للتخلص من الإجهاد الداخلي وتحسين مقاومتها للصدمات الحرارية.
المعالجة السطحية: تشطيب وتلميع الصب النهائي لإزالة عيوب السطح لضمان عدم توليد تركيز الإجهاد الحراري بسبب عيوب السطح أثناء الاستخدام.

4. مزايا مصبوبات أنبوب إشعاع الفرن
ثبات درجة الحرارة العالية: يمكنه الحفاظ على الشكل والقوة في بيئة درجة حرارة عالية تزيد عن 800-1200 درجة مئوية، وليس من السهل أن يتشوه أو يتشقق.
مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل: تتمتع المواد المستخدمة بخصائص جيدة مضادة للأكسدة، مما يتجنب تأثر عمر الخدمة بالأكسدة في درجات الحرارة العالية.
كفاءة عالية في نقل الحرارة: من خلال تحسين التصميم، يكون التوصيل الحراري للأنبوب المشع أكثر كفاءة ويتم تجنب فقدان الطاقة الحرارية.
القدرة على التكيف القوية: مناسبة للاستخدام في أنواع مختلفة من معدات التدفئة، بما في ذلك أفران المعالجة الحرارية المعدنية، والأفران الصناعية البتروكيماوية، وما إلى ذلك.

5. حالات التطبيق
تُستخدم مصبوبات الأنابيب المشعة للفرن على نطاق واسع في العديد من المجالات، خاصة في عمليات المعالجة ذات درجات الحرارة العالية التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة:
المعالجة الحرارية للمعادن: في عمليات المعالجة الحرارية مثل تبريد المعادن وتليينها، يمكن أن تضمن مصبوبات الأنابيب المشعة تسخينًا موحدًا وتحسين الخواص الميكانيكية للأجزاء المعالجة.
البتروكيماويات: في التفاعلات مثل التكسير الحفزي، توفر مصبوبات الأنابيب المشعة مصدرًا ثابتًا للحرارة لضمان تفاعلات كيميائية مستقرة.
صناعات الزجاج والسيراميك: في عمليات الحرق ذات درجة الحرارة العالية لهذه الصناعات، يمكن لصب الأنابيب المشعة الحفاظ على تسخين موحد وتجنب توليد الإجهاد الداخلي في المنتج.