بهینه سازی خواص مکانیکی جرم نسوز ریختنی آلومینا بالا از طریق اصلاح فرمولاسیون/ مطالعه کاربردی در صنعت گاز و پتروشیمی

در واحدهای ریفورمر صنایع گاز و پتروشیمی، قطعات نسوز محافظ اطراف نازل ها در معرض دماهای بالا، شوک های حرارتی و محیط های خورنده قرار دارند و وابستگی به مواد نسوز وارداتی یکی از چالش های مهم صنعتی در این حوزه محسوب می شود. در این پژوهش، به منظور بومی سازی و بهبود عملکرد مکانیکی، مهندسی معکوس یک جرم نسوز ریختنی آلومینا بالا انجام و فرمولاسیون آن با رویکردی فنی–اقتصادی بهینه شد. در ترکیب پیشنهادی از آندالوزیت به عنوان منبع آلومینا استفاده شد و ۲/۲ درصد وزنی TiO₂ به عنوان عامل معدن ساز جهت تسریع تشکیل فاز مولایت استفاده شد. همچنین به جای سیستم سیمانی متعارف از بایندرهای نانویی استفاده گردید که منجر به کاهش CaO و بهبود تراکم ریزساختاری شد. نمونه های تولیدی مطابق استانداردهای ASTM C۱۳۳،C۱۱۳ و ISO ۵۰۱۷ مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نمونه بومی ضمن حفظ دمای سرویس ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد، دارای چگالی حجمی ۲/۵۳ گرم بر سانتی متر مکعب، استحکام فشاری سرد بیش از ۱۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر طول خطی دائمی ۰/۸ درصد در دمای ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد است. همچنین حدود ۳۳ درصد کاهش هزینه نسبت به نمونه وارداتی حاصل شد. این نتایج نشان می دهد ترکیب ارائه شده می تواند جایگزینی قابل اعتماد و اقتصادی برای کاربردهای دما بالا در صنعت پتروشیمی باشد.

کلیدواژه ها:

مهندسی معکوس ، نسوز ریختنی ، نازل ریفورمر ، آلومینا ، آندالوزیت ، بایندرهای نانویی