Innfelldir hlutar í græna tækni? 

Þegar fólk talar um græna tækni, sjá þeir venjulega fyrir sér sólarrafhlöður, vindmyllur eða rafgeyma. Það hugsar varla um innfelldir hlutar – akkerin, innleggin, snittustangirnar sem halda þessum stóru mannvirkjum saman. Það er algengur blindur blettur. Í raun og veru, ef þessir íhlutir bila, getur allt „græna“ kerfið hrunið, bókstaflega. Mín reynsla hefur verið sú að sjálfbærni verkefnis byggist oft á þessum óglamorous, grafna vélbúnaði. Þetta snýst ekki bara um að nota endurunnið stál; þetta snýst um að hanna þá til að endast í 30 ár í ætandi umhverfi á hafi úti eða undir stöðugum hitauppstreymi. Það er þar sem raunverulega áskorunin liggur.

Misskilningurinn um „Bara Bolt“

Ég hef setið fundi þar sem innkaup þrýsta á um ódýrustu festinguna fyrir uppsetningarkerfi sólarbúa. Rökfræðin er einföld: það er bara málmur, það er grafið í steinsteypu, hversu mikilvægt getur það verið? Þetta er hættulega minnkandi. A galvaniseruðu innbyggður hluti í jarðvegi með hátt klóríðinnihald getur tærst hraðar en áætlað var. Ég hef séð endurnýjunarverkefni þar sem þurfti að taka allt fylkið úr notkun vegna þess að grunnakkeri voru í hættu. Kostnaður við að skipta um þá innfelldir hlutar tífaldaðist umfram upphaflegan sparnað. Það er lexía í heildarkostnaði við eignarhald sem iðnaðurinn er enn hægt og rólega að læra.

Forskriftin er allt. Fyrir nýlegt raforkuverkefni gátum við ekki notað venjulega heitgalvaniserun. Ammoníakið sem rokkar upp úr ræktuðu landi undir spjöldum skapaði sérstaka tæringarhættu í andrúmsloftinu. Við enduðum á því að tilgreina tvíhliða húðunarkerfi – sink ásamt fjölliða þéttiefni – fyrir alla innfellt stál íhlutir. Það var smáatriði, en að misskilja það hefði leitt til ótímabæra bilunar og mengaðs jarðvegs. Græni þátturinn er ekki bara orkan sem framleidd er; það er að tryggja að uppsetningin skapi ekki framtíðarúrgangs- eða mengunarvandamál.

Þetta er þar sem sérhæfðir framleiðendur skipta máli. Þú þarft birgir sem skilur þessa umhverfisáhrifaþætti, ekki bara einn sem kýlir út venjulegar M20 stangir. Ég hef unnið með verksmiðjum sem fá það. Til dæmis, Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., með aðsetur í helstu festingaframleiðslumiðstöð Kína í Yongnian, Handan, sér oft um þessar sérsniðnu, umhverfissértæku beiðnir. Staðsetning þeirra nálægt helstu flutningaleiðum er hagnýtur kostur fyrir flutninga, en það er hæfni þeirra til að framkvæma á sérhæfðri húðun og efnisflokkum sem gerir þá að viðeigandi leikmanni. Þetta snýst ekki um vörur sem eru ekki í hillu; það snýst um sameiginlega lausn vandamála fyrir innbyggð forrit.

Tilfelli í punkti: Fljótandi sólarhöfuðverkurinn

Fljótandi PV er uppsveifla hluti. Allir einbeita sér að ponton efninu og spjaldið skilvirkni. Martröðin? The innfellt ryðfríu stáli sviga sem tengja pallborðsgrindurnar við flotbryggjurnar. Ferskvatn er eitt, en í brakandi lóni er fullkominn stormur: stöðugur raki, súrefni og klóríð. Við tilgreindum 316 ryðfrítt fyrir verkefni og héldum að það væri íhaldssamt.

Tveimur árum síðar fundum við sprungur á spennutæringu á suðupunktum innbyggðu festinganna. Málið var ekki grunnefnið, heldur varmaáhrifin frá suðu við samsetningu, sem breytti örbyggingunni á hitaáhrifasvæðinu, sem gerði það næmt í því sérstaka umhverfi. Lagfæringin var ekki léttvæg: að skipta yfir í hágæða ryðfrítt með hærra mólýbdeninnihaldi og framfylgja ströngum meðferðarreglum eftir suðu fyrir alla innbyggðir íhlutir. Það sprengdi gat á fjárhagsáætlunina en bjargaði verkefninu.

Þetta kemur að meginreglunni: innfelldir hlutar í grænni tækni eru kerfi, ekki vörur. Frammistaða þeirra er bundin við efnisvísindi, framleiðsluferli, uppsetningaraðferð og nákvæmlega örumhverfið sem þeir sitja í. Þú getur ekki tilgreint þá í einangrun frá restinni af verkfræðihönnuninni. Fljótandi sólarhylkið kenndi mér að hafa alltaf með sérfræðinginn í festingum eða innbyggðum hlutum á CAD-stigi, ekki innkaupastigi.

Vægi væntinga og veruleika

Það er gríðarlegur þrýstingur á að gera alla þætti græns tækniverkefnis „græna“, þar með talið innfelldir hlutar. Þetta leiðir til þess að ýta á eftir nýjum efnum eins og lífrænum samsettum efnum eða róttækum nýjum málmblöndur. Ég er allur fyrir nýsköpun, en ég hef líka orðið vitni að mistökum flugmanna. Við prófuðum hástyrka samsetta stöng í jarðvarmadælusvæði. Kenningin var fullkomin: ekki ætandi kolefni með lægri innlifun.

Í reynd skapaði mismunadrifsstækkunin milli samsettu stangarinnar og nærliggjandi steypufúgu örbrot á aðeins 18 mánuðum, sem leyfði vatni að komast inn og leiddi til taps á gripi. Við fórum aftur í hefðbundnari, tæringarvarinn stálblendi. Lærdómurinn var ekki að forðast ný efni, heldur að prófa þau undir raunverulegri streitu og umhverfislotum, ekki bara rannsóknarstofuaðstæðum. „Grænleiki“ íhluta sem bilar snemma er núll.

Stundum er sjálfbærasta valið mjög endingargott, fullkomlega tilgreint hefðbundið efni. Langlífi þess forðast endurnýjun, námuvinnslu og vinnslu á nýju efni. Þessi lífsferilsgreining er að verða mikilvæg. Við erum nú farin að biðja um umhverfisvöruyfirlýsingar (EPDs) fyrir meiriháttar innfelldir hlutir, sem er að þrýsta á framleiðendur að veita gagnsærri gögn um ferla sína. Það er hæg breyting, en það er að færa nálina frá óljósum fullyrðingum yfir í sannanlegar upplýsingar.

Logistics og fjárhættuspil á staðnum

Smáatriði sem enginn talar um fyrr en þeir eru á afskekktri síðu: pökkun og auðkenning. Þú pantar 50 bretti af sérsniðnum innbyggð akkeri fyrir vindorkuver. Þeir berast og hitanúmeramerkin fyrir rekjanleika efnis skolast af úr rigningu meðan á flutningi stendur eða hlífðarhettur fyrir snittari enda vantar. Nú hefur þú slatta af dýrum, mikilvægum hlutum með tæringarvörn í hættu og engin leið til að sannreyna efnisvottun þeirra. Seturðu þau upp og vonar, eða seinkar þú grunninum um margar vikur?

Ég hef staðið frammi fyrir þessu. Við völdum að seinka. Hættan á því að setja upp óstaðfestan hluta, sérstaklega í þreytuþörfum forritum eins og vindmyllustöð, er tilvist. Núna er það lína í birgjasamningum okkar: hlífðarumbúðastaðlar og varanlegar, veðurþolnar auðkenningaraðferðir. Athygli birgja á þessum hversdagslegu smáatriðum er oft umboð fyrir heildar gæðamenningu þeirra. Þægindin við staðsetningu birgja, eins og nálægð Handan Zitai Fastener við helstu þjóðvegi og teina, skiptir aðeins máli ef hlutirnir koma tilbúnir á staðinn.

Þetta nær til uppsetningar. Við höfum látið áhafnir ranglega nota högglykla á viðkvæma innfelld innlegg hannað til að handfesta, rífa þræðina og gera þá ónýta. Þjálfunarbilið á milli byggingarverkfræðingsins, varahlutaframleiðandans og vettvangsáhafnarinnar er raunverulegt varnarleysi. Við höfum byrjað að framleiða stuttar, myndskreyttar uppsetningarleiðbeiningar á mörgum tungumálum fyrir hvern sérsniðinn innbyggðan íhlut. Það virðist augljóst, en það var sprottið af dýrum vallarvillum.

Horft fram á veginn: Samþætting er lykilatriði

Framtíðin á innfelldir hlutar í grænni tækni snýst ekki bara um betri húðun. Þetta snýst um snjallari samþættingu. Ég er að sjá meiri áhuga á „tækjum“ akkerum eða stöngum með innbyggðum ljósleiðara til að fylgjast með streitu og tæringu í rauntíma, sérstaklega í jarðhita- eða hafinu. The innbyggður hluti verður vörður fyrir heilsu alls mannvirkis.

Önnur þróun er að hanna fyrir niðurlagningu. Getur innfellt stál Auðvelt að vinna út og endurvinna við lok líftímans, eða er það ætlað til urðunar? Við erum að gera tilraunir með fórnartæringartengla og vélræn akkerikerfi sem gera kleift að taka í sundur og fara út fyrir hefðbundið „innsteypt og gleyma“ hugarfari. Þetta er næsta landamæri hringrásarinnar á okkar sviði.

Á endanum er verið að endurskilgreina hlutverk þessara hluta. Þeir eru að breytast úr óvirkum, faldum hlutum yfir í virka, einkennandi þætti grænu eignarinnar. Þetta krefst nánara samstarfs milli þróunaraðila grænna tækni, byggingarverkfræðinga og nýrrar tegundar sérhæfðra íhlutaframleiðenda sem hugsa í kerfum, ekki bara hlutum. Fyrirtækin sem skilja þessa breytingu – sem sjá bolta sína og akkeri sem óaðskiljanlegt langlífi og raunverulegri sjálfbærni verkefnis – eru þau sem verða innbyggð, orðaleikur, í framtíð iðnaðarins.