Một quan niệm sai lầm phổ biến tồn tại giữa nhiều nhà khai thác lò công nghiệp: miễn là lớp lót lò không có vết nứt hoặc vết nứt rõ ràng, nó có thể vẫn còn hoạt động. Chế độ xem này, Tuy nhiên, bỏ qua một chỉ số hiệu suất quan trọng của vật liệu chịu lửa—”cuộc sống mệt mỏi.”
Ngay cả khi trông còn nguyên vẹn, cấu trúc bên trong của lớp lót trải qua “Mệt mỏi” và suy thoái từ các chu kỳ giãn nở và co nhiệt lặp đi lặp lại, tạo ra những mối nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn.
Vì thế, thiết lập và tuân thủ lịch trình thay thế lớp lót thường xuyên là điều cần thiết.
Các “Mệt mỏi” Vật liệu chịu lửa
Tương tự như cách các thành phần kim loại bị gãy dưới áp lực lặp đi lặp lại, Vật liệu chịu lửa, đóng vai trò là “lá chắn bảo vệ” cho lò công nghiệp, cũng trải nghiệm một “Mệt mỏi” quá trình trong quá trình tiếp xúc lâu dài với hệ thống sưởi và làm mát định kỳ. Lớp lót nở ra ở nhiệt độ cao và co lại khi nguội. Chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại này tạo ra ứng suất theo chu kỳ trong vật liệu.
Theo thời gian, ngay cả khi những ứng suất này không đạt đến mức đủ để gây ra các vết nứt nhìn thấy được, chúng gây ra thiệt hại không thể khắc phục được đối với cấu trúc vi mô của vật liệu.
- Sự hình thành và lan truyền của các vết nứt vi mô: Mới, vết nứt nhỏ có thể hình thành với mỗi chu kỳ nhiệt, trong khi những cái hiện có dần dần mở rộng và kết nối với nhau. Những vết nứt này ban đầu quá nhỏ để có thể phát hiện được nhưng liên tục làm suy yếu tính toàn vẹn cấu trúc tổng thể của vật liệu..
- Giảm sức mạnh liên kết: Vật liệu chịu lửa thường bao gồm cốt liệu và chất kết dính. Biến động nhiệt độ lặp đi lặp lại có thể làm giảm hiệu suất của chất kết dính, giảm sức mạnh liên kết của nó với cốt liệu. Điều này tương tự như xi măng trong kết cấu bê tông dần chuyển sang dạng bột.; trong khi hình dạng vẫn còn, khả năng chịu tải của nó bị tổn hại nghiêm trọng.
- Những thay đổi trong pha vật chất: Trong điều kiện nhiệt độ cao kéo dài, cấu trúc tinh thể của một số vật liệu chịu lửa có thể biến đổi, tạo ra các pha khoáng mới có tính chất kém hơn. Sự thay đổi pha này có thể đi kèm với sự thay đổi âm lượng, làm trầm trọng thêm căng thẳng bên trong và dẫn đến suy thoái vật chất.
Sự an toàn Mối nguy hiểm gây ra bởi “Mệt mỏi”
Khi một lớp lót “Mệt mỏi” tích lũy đến một điểm nhất định, nó có thể đang trong tình trạng nguy kịch, trạng thái nguy hiểm ngay cả khi bề mặt của nó xuất hiện “nguyên vẹn”.
- Sự suy giảm đáng kể về hiệu suất cách nhiệt: Sự gia tăng các vết nứt nhỏ bên trong và cấu trúc lỏng lẻo sẽ làm giảm đáng kể khả năng cách nhiệt của lớp lót. Điều này không chỉ dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng tăng mạnh mà còn, nguy hiểm hơn, có thể khiến nhiệt độ vỏ lò vượt quá giới hạn thiết kế.
- Tăng nguy cơ cháy xuyên vỏ: Khi độ bền của vỏ lò bị tổn hại do quá nhiệt cục bộ, nó trở nên rất dễ bị biến dạng hoặc thậm chí bị cháy. Sự rò rỉ vật liệu hoặc khí nóng chảy ở nhiệt độ cao có thể gây ra các sự kiện thảm khốc như cháy hoặc nổ, gây ra mối đe dọa lớn cho nhân sự và thiết bị.
- Ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và tổn thất sản xuất: MỘT “mệt mỏi” lớp lót có thể bị sập đột ngột hoặc nứt vỡ quy mô lớn bất cứ lúc nào, buộc phải gián đoạn sản xuất và gây thiệt hại đáng kể về kinh tế. Ngược lại, một kế hoạch, thay thế theo lịch trình liên quan đến chi phí thấp hơn nhiều và ít ảnh hưởng đến sản xuất.
Thay thế theo lịch trình là một biện pháp an toàn cần thiết
Các thông lệ và tiêu chuẩn tốt nhất trong ngành nhấn mạnh rộng rãi rằng “vẻ bề ngoài” của lớp lót không phải là tiêu chí duy nhất để xác định nhu cầu thay thế của nó. Vì nhiệt độ hoạt động, tốc độ sưởi ấm/làm mát, tần suất sử dụng, và bầu không khí lò khác nhau rất nhiều giữa các lò công nghiệp khác nhau, Một “Một kích cỡ phù hợp với tất cả” lịch trình thay thế không tồn tại.
Vì thế, các công ty nên thiết lập một hệ thống quản lý và bảo trì lớp lót khoa học dựa trên đặc điểm quy trình và thiết bị cụ thể của họ.
- Thiết lập kho lưu trữ hoạt động chi tiết: Ghi lại dữ liệu quan trọng cho mỗi lò, chẳng hạn như giờ hoạt động, đường cong nhiệt độ, và thành phần hóa học của nhiên liệu hoặc vật liệu đã qua chế biến.
- Tiến hành kiểm tra chuyên môn thường xuyên: Thuê kỹ sư vật liệu chịu lửa chuyên nghiệp hoặc nhà cung cấp dịch vụ để kiểm tra và đánh giá lớp lót định kỳ. Điều này có thể bao gồm đo nhiệt độ hồng ngoại, đo độ dày, và phân tích mẫu để đánh giá một cách khoa học tình trạng bên trong của lớp lót.
- Xây dựng kế hoạch thay thế: Dựa trên dữ liệu hoạt động, kết quả kiểm tra chuyên môn, và khuyến nghị của nhà sản xuất, xây dựng chu trình thay thế phòng ngừa hợp lý cho từng lò và tuân thủ nghiêm ngặt khi đạt đến tuổi thọ sử dụng.
Phần kết luận: Áp dụng “nếu nó không bị hỏng, đừng sửa nó” tâm lý quản lý lót lò là cực kỳ nguy hiểm. Chúng ta phải nhận thức đầy đủ thực tế khách quan của “cuộc sống mệt mỏi” trong vật liệu chịu lửa. Chỉ thông qua quản lý khoa học, bảo trì và thay thế theo lịch trình, chúng ta mới có thể giảm thiểu một cách hiệu quả các rủi ro an toàn liên quan đến hiệu suất lớp lót xuống cấp, đảm bảo ổn định sản xuất và an toàn nhân sự.
