1. מהם חומרים עקשנים? מהם הסוגים העיקריים של חומרים עקשנים?
חומרים עקשנים מתייחסים לחומרים אנאורגניים שאינם מתכתיים שיכולים לשמור על תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות בסביבות טמפרטורות גבוהות. הם משמשים בעיקר לבטנות של ציוד בטמפרטורה גבוהה כגון תנורים, דוודים, תנורים וכורים. על פי הרכב ושימוש, ניתן לחלק את החסנים לקטגוריות הבאות: חסיני חימר, חסיני אש עתירי אלומיניום, חסיני עקשן סיליקטיים, חסיני מגנזיה וחומרי עקשן פחמן. חסיני חימר מורכבים בעיקר מסילקט אלומיניום ומשמשים לרוב בתעשיות מתכות וזכוכית; חסיני אש עתירי אלומינה מכילים אלומינה גבוהה ומתאימים לתעשיית הפלדה; חומרי עקשן סיליקטיים מכילים סיליקון גבוה ובעלי עמידות לחומצה חזקה; עקשני מגנזיה מורכבים בעיקר מתחמוצת מגנזיום ובעלי עמידות חזקה לאלקלי; חסיני אש פחמן מורכבים בעיקר מגרפיט וסיליקון קרביד ומתאימים לסביבות טמפרטורה גבוהה וקורוזיה גבוהה.
2. אילו גורמים משפיעים על חיי השירות של חומרים עקשנים?
חיי השירות של חומרים עקשנים מושפעים מגורמים רבים, כולל טמפרטורה, שחיקה כימית, מתח מכני וביצועי הלם תרמי. קודם כל, הטמפרטורה היא גורם מפתח. טמפרטורה גבוהה תגרום להתכה ופירוק של חומרים עקשן, ובכך להפחית את חיי השירות שלהם. שנית, התקפה כימית, כגון גז חומצי או אלקליין וחדירת נוזלים לכבשן, תגרום לקורוזיה ולהידרדרות של חומרים עקשנים. בנוסף, מאמץ ופגיעה מכנית, כגון פגיעת סיגים, שינויי עומס וכדומה, יגרמו לנזק מכני ולסדקים של חומרים עקשנים. לבסוף, עמידות בפני זעזועים תרמיים, כלומר יכולתם של חומרים עקשנים להתנגד לסדקים כאשר הטמפרטורה משתנה בחדות, היא גם גורם חשוב המשפיע על חייו.
3. איך בוחרים את החומר העקשן הנכון?
ישנם גורמים רבים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת החומר העמיד הנכון, כולל טמפרטורת העבודה, התכונות הכימיות של הסביבה, מתח מכני ותנאי הלם תרמיים. ראשית, יש לבחור את סוג החומר והדרגה הנכונים בהתאם לטמפרטורת העבודה, כגון חומרים עקשניים גבוהים מאלומיניום או מגנזיום בסביבת טמפרטורה גבוהה. שנית, יש לקחת בחשבון את המאפיינים הכימיים של סביבת השימוש, כגון בחירת חומרים עקשן סיליקה בסביבה חומצית וחומרים עקשניים מגנזיום בסביבה אלקלית. בנוסף, יש להתייחס ללחץ והשפעה מכנית, ולבחור חומרים בעלי חוזק מכני טוב וקשיחות. לבסוף, עבור סביבות הדורשות חימום וקירור תכופים, יש לבחור חומרים עקשן עם עמידות טובה בפני זעזועים תרמיים כדי למנוע סדקים והתפרקות.
