បំពាក់រចនាសម្ព័ន្ធសមុទ្រជាមួយ "អាវក្រោះការពារគ្រាប់កាំភ្លើង" ដោយប្រើថ្មភ្នំភ្លើង? សរសៃបាសាល់ច្រើនមាត្រដ្ឋានបំបែកភាពជាប់គាំងនៃការច្រេះសម្រាប់សរសៃដែក

ស្ពានឆ្លងសមុទ្រ ស្ថានីយទឹកជ្រៅ កសិដ្ឋានខ្យល់នៅឯនាយសមុទ្រ... ខណៈពេលដែល "យក្សដ៏ធំសម្បើម" ទាំងនេះដែលសាងសង់នៅក្នុងមហាសមុទ្រគឺអស្ចារ្យណាស់ក្នុងការមើល ពួកវាស៊ូទ្រាំនឹង "ការធ្វើទារុណកម្មយ៉ាងឃោរឃៅ" ប្រចាំថ្ងៃនៃការហូរច្រោះរលក ការច្រេះអំបិល និងអាល់កាឡាំង និងវដ្តសើម-ស្ងួតឆ្លាស់គ្នា។ នៅក្នុងបរិយាកាសបែបនេះ ការធានាថារឹង រចនាសម្ព័ន្ធបេតុង នៅតែដដែល — មិនបែកខ្ទេចខ្ទី មិនប្រេះ ឬការបរាជ័យមុនអាយុ — គឺជាបញ្ហាប្រឈមដ៏រំខានមួយសម្រាប់សហគមន៍វិស្វកម្មសកលជាយូរមកហើយ។
អស់រយៈពេលយូរមកហើយ ជាតិសរសៃដែកជារឿយៗ សារធាតុ s ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងបេតុង ដើម្បីបង្កើនភាពរឹងមាំ និងការពារការប្រេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សរសៃដែកច្រើនតែមិនស័ក្តិសមសម្រាប់លក្ខខណ្ឌដ៏អាក្រក់នៃការបាញ់អំបិល និងទឹកសមុទ្រទេ។ នៅពេលដែលអ៊ីយ៉ុងក្លរួជ្រាបចូលទៅក្នុងស្នាមប្រេះនៅក្នុងបេតុង សរសៃដែកនឹងច្រេះ និងពង្រីកបរិមាណ ដែលបណ្តាលឱ្យបេតុងប្រេះពីខាងក្នុងចេញក្រៅ និងបង្កើនល្បឿនការដួលរលំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។
ថ្មីៗនេះ ការសិក្សាអំពីសម្ភារៈថ្មីមួយដែលផ្តោតលើភាពធន់ខ្ពស់សម្រាប់វិស្វកម្មសមុទ្របានផ្តល់នូវដំណោះស្រាយដ៏ជោគជ័យមួយ៖ សរសៃបាសាល់—ផលិតដោយការទាញសរសៃពីថ្មភ្នំភ្លើងធម្មជាតិ—អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីស្រោបបេតុងសមុទ្រក្នុងស្រទាប់ "គ្រឿងសឹក" ដែលស្ទើរតែមិនងាយច្រេះ។ នេះត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈគំរូជម្រាលពហុមាត្រដ្ឋានដែលមានការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ "សរសៃធំៗសម្រាប់ភ្ជាប់រចនាសម្ព័ន្ធ" និង "សរសៃតូចៗសម្រាប់បិទរន្ធញើស"។

I. អាថ៌កំបាំងប្រឆាំងនឹងការច្រេះដែលលាក់ទុកក្នុងថ្មភ្នំភ្លើង

ការដោះស្រាយចំណុចខ្វះខាតសំខាន់ៗដែលមាននៅក្នុងសម្ភារៈដែលមានស្រាប់ — ជាពិសេសភាពងាយនឹងច្រែះនៃសរសៃដែក និងទំនោរនៃសរសៃសរីរាង្គ (ដូចជាប៉ូលីភីលីន ឬអាល់កុលប៉ូលីវីនីល) ទៅជាចាស់ និងរលួយនៅក្នុងបរិស្ថានបេតុងអាល់កាឡាំង —បាសាល់ សរសៃបង្ហាញពីគុណសម្បត្តិសម្ភារៈដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ ផលិតដោយការរលាយថ្មភ្នំភ្លើងធម្មជាតិសុទ្ធនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង ហើយទាញវាទៅជាសរសៃ ក្របខ័ណ្ឌរចនាសម្ព័ន្ធស្នូលរបស់វាភាគច្រើនមានបណ្តាញអាម៉ូហ្វូសនៃចំណងស៊ីលីកុន-អុកស៊ីហ្សែន និងអាលុយមីញ៉ូម-អុកស៊ីហ្សែន។ រចនាសម្ព័ន្ធធម្មជាតិដែលមានមូលដ្ឋានលើថ្មនេះបង្ហាញពីភាពអសកម្មគីមីខ្ពស់បំផុតនៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងសារធាតុរាវរន្ធញើសអាល់កាឡាំងខ្លាំងនៅក្នុងបេតុង និងបរិស្ថានជាតិប្រៃខ្ពស់នៃទឹកសមុទ្រ ដោយហេតុនេះលុបបំបាត់ហានិភ័យរូបវន្តដែលទាក់ទងនឹង "ការច្រេះ ការច្រេះ និងការពង្រីកបរិមាណ"។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពធន់នឹងការប្រេះ និងភាពមិនជ្រាបទឹកខ្ពស់ ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតបានបំបែកចេញពីគំរូ "សរសៃតែមួយ" បែបប្រពៃណី ដោយស្នើជំនួសមកវិញនូវ "ប្រព័ន្ធសរសៃបាសាល់ដូចគ្នាច្រើនមាត្រដ្ឋាន"៖

រចនាសម្ព័ន្ធម៉ាក្រូដែលរមួល សរសៃបាសាល់ (SBF): សរសៃ​រដុប វែង និង​រមួល ដែល​រាយប៉ាយ​ពាសពេញ​ម៉ាទ្រីស; មុខងារ​ចម្បង​របស់​វា​គឺ​ភ្ជាប់ និង​ចង​ចូល​គ្នា​នូវ​ស្នាម​ប្រេះ​ម៉ាក្រូ​ដែល​មាន​ស្រាប់ ដោយហេតុនេះ​ផ្តល់​នូវ​ភាពរឹងមាំ​នៃ​ការ​បត់បែន​ក្រោយ​ការ​ប្រេះ និង​ភាពរឹង​នៃ​ការ​ទាញ។

មីក្រូហ្វាយប័របាសាល់ចិបតូចៗ (NBF)៖ មីក្រូហ្វាយប័រល្អិតៗ ដែលស្រដៀងនឹងគ្រាប់ខ្សាច់ ខ្ចប់យ៉ាងតឹងចូលទៅក្នុងរន្ធញើស និងប្រឡាយតូចៗនៅក្នុងម៉ាទ្រីសស៊ីម៉ង់ត៍រឹង ដោយរារាំងផ្លូវជ្រៀតចូលនៃទឹកសមុទ្រយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព និងបញ្ឈប់ការរីករាលដាលនៃស្នាមប្រេះតូចៗដែលទើបនឹងកើត។

យុទ្ធសាស្ត្រ "ការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងរដុប និងល្អិត" នេះបង្កើតជាសំណាញ់ក្រាស់ និងស្មុគស្មាញមួយដែលត្បាញជ្រៅនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធបេតុង - យន្តការការពារដ៏ទូលំទូលាយមួយដែលដោះស្រាយទាំងភាពមិនជ្រាបទឹក និងការគ្រប់គ្រងស្នាមប្រេះក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

II. ការធ្វើតេស្តជិះកង់សើម-ស្ងួតរយៈពេល 270 ថ្ងៃ "ឃោរឃៅ"

ដើម្បីកំណត់ថាតើបេតុងថ្មីនេះអាចសម្រេចបាននូវ "អាយុកាលយូរអង្វែង" នៅក្នុងបរិស្ថានសមុទ្រឬអត់ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានធ្វើត្រាប់តាមបរិស្ថានសើម-ស្ងួតឆ្លាស់គ្នាយ៉ាងម៉ត់ចត់។ នេះពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើនកំហាប់នៃដំណោះស្រាយទឹកសមុទ្រទ្វេដង និងការដាក់គំរូទៅក្នុងវដ្តឆ្លាស់គ្នានៃការសម្ងួតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (នៅសីតុណ្ហភាព 45°C) និងការឆ្អែតពេញលេញ — ដោយរយៈពេល 24 ម៉ោងនីមួយៗបង្កើតបានជាវដ្តសើម-ស្ងួតពេញលេញតែមួយ។
បន្ទាប់ពីស៊ូទ្រាំនឹងការលំបាកដ៏លំបាកនេះអស់រយៈពេល 270 ថ្ងៃ គំរូបេតុងដែលរួមបញ្ចូលប្រព័ន្ធសរសៃផ្សេងៗគ្នាបានបង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការអនុវត្តខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំង៖

ក្រុមចម្រុះពហុមាត្រដ្ឋានបាសាល់ទាំងអស់ (B15N02: ពោលគឺសរសៃរដុប 1.5% + មីក្រូហ្វាយប័រ 0.2%): ក្រុមនេះបានផ្តល់លទ្ធផលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេស។ បន្ទាប់ពី 270 ថ្ងៃ អត្រារក្សាកម្លាំងពត់កោងសមមូលរបស់វាឈរនៅ 76.14% គួរឱ្យកត់សម្គាល់ ខណៈពេលដែលអត្រារក្សាកម្លាំងប្រេះដំបូងរបស់វាឈានដល់ 90.67%។ លើសពីនេះ ការបាត់បង់ម៉ាស់ដែលបណ្តាលមកពីការប្រេះផ្ទៃដែលបណ្តាលមកពីការប៉ះពាល់នឹងទឹកសមុទ្រមានត្រឹមតែ 1.43% ប៉ុណ្ណោះ។ នៅពេលប្រឈមមុខនឹងការរេចរឹលបរិស្ថាន ដំណើរការរិចរិលសម្ភារៈទាំងមូលបានដំណើរការក្នុងល្បឿនយឺត និងបន្តិចម្តងៗ។

ក្រុម​ចម្រុះ​សរសៃ​ដែក (S15N02): មុនពេលចាប់ផ្តើមនៃការច្រេះ ក្រុមនេះបានបង្ហាញពីដំណើរការពត់កោងដំបូងខ្ពស់មិនធម្មតា — ដែលជាលទ្ធផលផ្ទាល់នៃភាពរឹងខ្ពស់ពីកំណើតនៃសរសៃដែកខ្លួនឯង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដល់ចំណុច 270 ថ្ងៃ បេតុងពង្រឹងសរសៃដែកបានឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាន និងយ៉ាងខ្លាំងនៃដំណើរការ។ ដោយសារតែការច្រេះយ៉ាងទូលំទូលាយ អត្រារក្សាកម្លាំងពត់កោងសមមូលរបស់វាបានធ្លាក់ចុះមកត្រឹម 50.22% (ធ្វើឱ្យកម្លាំងរបស់វាថយចុះពាក់កណ្តាល)។ នៅដំណាក់កាលក្រោយៗទៀត លំនាំពង្រីក និងស្នាមប្រេះដែលបង្កឡើងដោយច្រែះក្នុងតំបន់បានលេចចេញជារូបរាង។

III. ការបង្ហាញ​ដោយ​មីក្រូទស្សន៍៖ ហេតុអ្វីបានជាដែកថែបដួលរលំ ខណៈពេលដែលថ្មបាសាល់នៅតែមានស្ថេរភាព?

រូបភាពដែលថតបានតាមរយៈមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM) បង្ហាញដោយផ្ទាល់នូវលក្ខណៈជាមូលដ្ឋាននៃភាពខុសគ្នានៃការអនុវត្តរវាងវត្ថុធាតុទាំងពីរ៖

ការបរាជ័យដ៏មហន្តរាយនៃសរសៃដែក៖ ទឹកសមុទ្រ និងអុកស៊ីសែន ជ្រាបចូលយ៉ាងងាយស្រួលតាមរយៈចន្លោះប្រហោងមីក្រូទស្សន៍នៅក្នុងបេតុង ដើម្បីប៉ះនឹងដែកថែប ដែលបង្កឱ្យមានការច្រេះអេឡិចត្រូគីមីធ្ងន់ធ្ងរ។ បរិមាណនៃច្រែះដែកពណ៌ត្នោតក្រហមដែលកើតឡើង ពង្រីកដល់ចន្លោះពី 2 ទៅ 6.5 ដងនៃទំហំដើមរបស់វា។ សម្ពាធខាងក្នុងដ៏ធំសម្បើមនេះ «រុញ» ដោយផ្ទាល់ទៅនឹងម៉ាទ្រីសស៊ីម៉ង់ត៍ជុំវិញ ដែលបង្កើតជាបណ្តាញនៃស្នាមប្រេះតូចៗរ៉ាឌីកាល់។ នៅពេលដែលការខូចខាតខាងក្នុងកាន់តែខ្លាំងឡើង ចំណងរវាងសរសៃដែក និងម៉ាទ្រីសបេតុងនឹងចុះខ្សោយទាំងស្រុង។ នៅទីបំផុត ក្រោមបន្ទុក សរសៃងាយនឹងទាញចេញ ឬរអិល — ទាំងទាំងស្រុង ឬដោយផ្នែក — ដោយហេតុនេះបាត់បង់ភាពរឹងនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។

ការសម្របខ្លួនយ៉ាងទន់ភ្លន់នៃ សរសៃបាសាល់សរសៃបាសាល់មិនបង្ហាញការពង្រីកបរិមាណទាល់តែសោះនៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងទឹកសមុទ្រ។ ដំណើរការអ៊ីដ្រូលីសរបស់ពួកវា—ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការរលាយស្រាលនៃចំណង Si-O-Si—ដំណើរការក្នុងល្បឿនយឺតបំផុត ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរលាក់បន្តិចបន្តួច និងការរដុបលើផ្ទៃនៅកម្រិតណាណូ។ ជំនួសឱ្យការបំផ្លាញម៉ាទ្រីស ការរដុបលើផ្ទៃស្រាលនេះពិតជាបង្កើនការកកិតជាប់គ្នារវាងសរសៃ និងបេតុងជុំវិញ។

លើសពីនេះ ការរចនាល្បាយបេតុងច្រើនតែបញ្ចូលផលិតផលឧស្សាហកម្មដូចជាផេះហោះ និងស្លេស ដើម្បីជំនួសស៊ីម៉ងត៍ប្រពៃណីមួយផ្នែក។ ខណៈពេលដែលការអនុវត្តនេះកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នកាបូនក្នុងអំឡុងពេលផលិតចំនួន 27% វាក៏បន្ថយជាតិអាល់កាឡាំងរយៈពេលវែងរបស់បេតុងផងដែរ។ នេះបង្កើតជា "កន្សោមការពារធន់នឹងអាល់កាឡាំង" ដ៏ទន់ភ្លន់សម្រាប់សរសៃបាសាល់ ដែលទប់ស្កាត់អត្រារលាយរបស់វាបន្ថែមទៀត។

IV. ដំណើរការជាមួយស្នាមប្រេះ? វាក៏អាចការពារការខូចខាតនាពេលអនាគតផងដែរ

នៅក្នុងកម្មវិធីវិស្វកម្មពិភពពិត សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធដំណើរការជៀសមិនរួចក្រោមលក្ខខណ្ឌ "រងរបួស"។ ដើម្បីក្លែងធ្វើការពិតនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានបង្កើតស្នាមប្រេះតូចៗដែលមានទទឹងចាប់ពី 0.1 មីលីម៉ែត្រ ដល់ 0.3 មីលីម៉ែត្រ នៅក្នុងគំរូសាកល្បង៖

នៅក្នុងក្រុមសរសៃដែក វត្តមាននៃស្នាមប្រេះតូចៗទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យសំណើមជ្រាបចូលទៅក្នុងតំបន់ tensile ដោយផ្ទាល់។ នេះនាំឱ្យមានការបាត់បង់យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃសមត្ថភាពភ្ជាប់សរសៃដែក និងការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃភាពបត់បែនរបស់សម្ភារៈ។ ក្រុមសរសៃបាសាល់ពហុមាត្រដ្ឋានដូចគ្នាបង្ហាញពីភាពធន់នឹងការខូចខាតពិសេសក្នុងចន្លោះបើកស្នាមប្រេះពី 0.1 មីលីម៉ែត្រ ទៅ 0.2 មីលីម៉ែត្រ ដែលសម្រេចបានតាមរយៈសកម្មភាពសហការគ្នានៃ "ការខ្ទាស់" ដោយសរសៃល្អិតៗ និង "ការរឹតបន្តឹង" ដោយសរសៃរដុប។ សូម្បីតែពេលដែលស្នាមប្រេះដែលមានស្រាប់ពង្រីកដល់ 0.3 មីលីម៉ែត្រក៏ដោយ សម្ភារៈនេះរក្សាកម្រិតខ្ពស់នៃសមត្ថភាពទ្រទ្រង់បន្ទុកបត់បែន-tensile ដោយហេតុនេះពង្រីកកម្រិតសុវត្ថិភាពសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធដែលខូចខាតនៅក្នុងកម្មវិធីវិស្វកម្មសមុទ្រដោយជោគជ័យ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ដោយមើលពីទស្សនៈនៃ "ថ្លៃដើមវដ្តជីវិត (LCC)" និងនិរន្តរភាពបរិស្ថានដែលមានកាបូនទាប ទោះបីជាសរសៃបាសាល់អាចតម្រូវឱ្យមានការចំណាយលើការផ្គត់ផ្គង់ដំបូងខ្ពស់ជាងបន្តិចដោយសារតែដំណើរការគូរឯកទេសរបស់វាក៏ដោយ លក្ខណៈ "មិនចាំបាច់ថែទាំ" របស់វាស្ទើរតែពេញមួយអាយុកាលសេវាកម្មរបស់វាផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិរយៈពេលវែងយ៉ាងសំខាន់។ ក្នុងរយៈពេលប្រតិបត្តិការរបស់គម្រោងមួយ - ជាធម្មតាមានចាប់ពី 50 ទៅ 100 ឆ្នាំ - ការប្រើប្រាស់របស់វាមិនត្រឹមតែលុបបំបាត់ការចំណាយសរុបយ៉ាងច្រើនដែលមិនបានមើលឃើញទុកជាមុនដែលទាក់ទងនឹងការជួសជុលញឹកញាប់ និងការប្រើប្រាស់ថ្នាំកូតប្រឆាំងនឹងការច្រេះប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងកាត់បន្ថយទម្ងន់រចនាសម្ព័ន្ធខ្លួនឯងយ៉ាងច្រើនផងដែរ ដោយហេតុនេះសន្សំសំចៃលើការចំណាយលើការដឹកជញ្ជូន និងថ្លៃជួលសម្រាប់នាវាដំឡើងនៅឯនាយសមុទ្រទ្រង់ទ្រាយធំ។

នៅក្នុងយុគសម័យមួយដែលការសង្កត់ធ្ងន់ស្មើគ្នាត្រូវបានដាក់លើការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នកាបូនពេញមួយវដ្តជីវិតរបស់គម្រោង និងធានាសុវត្ថិភាពវិស្វកម្ម «គ្រឿងសឹកប្រឆាំងនឹងការច្រេះ» នេះ ដែលផលិតចេញពីថ្មភ្នំភ្លើង កំពុងលេចចេញជាអាណាព្យាបាលដែលមានសុវត្ថិភាព និងមិត្តភាពបរិស្ថានជាងមុនសម្រាប់គម្រោងថាមពលស្អាតសមុទ្រ ដូចជាការតភ្ជាប់ដឹកជញ្ជូនឆ្លងកាត់សមុទ្រ និងកសិដ្ឋានខ្យល់នៅឯនាយសមុទ្រ។