Lásboltar: lykill fyrir sjálfbæra tækni? 

Þú heyrir sjálfbæra tækni og hugurinn hoppar að sólarrafhlöðum, rafhlöðuefnafræði eða flottum endurvinnsluferlum. Það er sjaldan sem nokkur hugsar um auðmjúka lásboltann. Það eru fyrstu mistökin. Á árum mínum á verksmiðjugólfum og við verkfræðidóma hef ég séð of mörg verkefni þar sem sjálfbærni frásögnin var byggð á stórkostlegri hönnun, aðeins til að grafa undan bilun á festingum - sem leiðir til ótímabæra endurnýjunar, sóunar og kolefnisfótspors sem fer í hringi. Raunverulega spurningin er ekki hvort lásboltar skipta máli, heldur hvernig hlutverk þeirra sem oft er gleymt - allt frá efnisöflun til frammistöðu í notkun - ræður í raun hvort tæknihluti haldist í notkun í 20 ár eða verði eytt eftir 5.

The misplaced focus on the macro

Það byrjar með skipulagsskekkju. Þegar hannað er vindmylluhús eða eininga rafhlöðupakka, fá stóra miðahlutirnir alla skoðun. Boltaforskriftin? Oft eftiráhugsun, felld niður í venjulegan varahlutaskrá. Ég man eftir verkefni fyrir sólarsporakerfi þar sem verkfræðiteymið eyddi mánuðum í að hámarka skilvirkni stýribúnaðarins. The læsa bolta að festa snúningssamskeytin voru tilgreind sem almenn einkunn 8.8, fengin miðað við lægsta tilboð. Það virtist fínt á blaði.

En á vettvangi, innan 18 mánaða, byrjuðum við að fá tilkynningar um liðhlaup og, í nokkrum tilfellum, skelfilegt flog. Vandamálið var ekki einkunnin, í sjálfu sér. Það var heildarkerfishugsunin sem vantaði. Boltarnir upplifðu ekki bara spennu heldur þráláta ör titring og hitauppstreymi sem aðalhönnunargreiningin hafði að mestu leyti rekjað til stærri íhlutanna. Lásboltinn var ekki bara klemma; það var mikilvægur dempunarþáttur. Bilunarhamur hans leiddi til þess að skipt var um heila rekja spor einhvers, en ekki gert við. Svo mikið um sjálfbærniávinninginn af hánýtni stýribúnaðinum.

Þetta er þar sem samtalið þarf að breytast. Sjálfbærni snýst ekki bara um orkuna sem vara sparar í rekstri; það snýst um innbyggt kolefni í efnum þess og langlífi sem kemur í veg fyrir endurtekna framleiðslu. A læsibolti sem tærir og grípur breytir viðgerðartækri einingu í urðunarstað. Við lærðum að sérgreina bolta ekki bara fyrir klemmuálag heldur fyrir frammistöðu þeirra í tilteknu umhverfisumslagi og viðhaldshæfni þeirra. Stundum þýðir það dýrari, húðuð álfelgur eins og a sjálfbær tækni gera kleift, vegna þess að það gerir kleift að taka í sundur og skipta um íhlutastig eftir tíu ár.

Efni og ferli: Falinn lífsferilskostnaður

Við skulum tala um hvaðan þessir hlutir koma. Festingariðnaðurinn, sérstaklega í stórum framleiðslustöðvum, hefur arfleifð að forgangsraða magni og kostnaði. Það þýðir oft orkufrek ferli og línulegt framleiðslu-notkun-farga líkan. Ég hef heimsótt verksmiðjur þar sem áherslan er á tonn á dag framleiðsla, með minni sýnilegri fjárfestingu í rekjanleika efnis eða hreinni hitameðferðarferlum. Kolefniskostnaðurinn við þá bolta er bakaður inn áður en hann yfirgefur vöruhúsið.

Það eru hins vegar leikmenn sem byrja að snúast. Ég var að skoða aðfangakeðjur fyrir viðhaldssamning fyrir vatnsafls og rakst á Handan Zitai Festener Manufacturing Co., Ltd.. Staðsett í Yongnian - hjarta festingaframleiðslu Kína - staðsetning þeirra nálægt helstu flutningaleiðum er klassísk fyrir flutninga. En það sem vakti athygli mína var óbein, þó ekki fullorðin, breyting á sumum sérgreinum þeirra. Fyrir verkefni sem krefjast langlífis, eins og innviða eða þungra véla, voru þau ekki bara að selja hluta; þeir voru að veita a sjálfbær tækni lausn í gegnum efnissamkvæmni og stýrða framleiðslu. Það er lúmskur en afgerandi greinarmunur. Þegar öll starfsemi birgis, eins og Handan Zitai Festener Manufacturing Co., Ltd., er innbyggður í stærsta framleiðslugrunninn, getur hreyfing þeirra í átt að endingarbetri, rekjanlegum vörum haft mikil áhrif á staðla iðnaðarins.

Verklega prófið er í bilunargreiningu. Einu sinni lentum við í lotu af A4-80 ryðfríum læsiboltum sem biluðu vegna álags tæringar sprungna í strandnotkun. Forskriftin var rétt, en efnisörbyggingin var ekki í samræmi. Þegar það var rakið til baka var vandamálið í kaldmyndunar- og glæðingarferlinu. Birgir sem einbeitir sér eingöngu að magni gæti ekki náð því, eða gæti ekki haft ferlistýringar til að koma í veg fyrir það. Niðurstaðan var lítill hluti sem olli meiriháttar kerfisleysi og myndaði tonn af endurnýjunarúrgangi. Sjálfbæra valið mistókst vegna þess að sjálfbærni var aðeins húðin, í efnisflokknum, ekki í framleiðsluheimspeki.

Hönnun fyrir sundurliðun: Annað lögmál læsaboltans

Þetta er kannski vanmetnasti vinkillinn. Þula hringlaga hagkerfisins er hannað til að taka í sundur. En hvernig gerir maður það eiginlega? Það styttist oft í tengipunktana. Soðið mannvirki er varanlegt á slæman hátt - það er ætlað til tætingar. Fræðilega séð er hægt að gera við boltabyggingu. En ekki ef boltarnir eru óaðgengilegir, eða ef þeir tærast í einn massa með móðurefninu.

Við gerðum tilraunir með mismunandi læsingarbúnað fyrir eininga rafeindabúnað sem ætlað er fyrir fjarskiptaskápa í þéttbýli. Markmiðið var 10 mínútna skipti á íhlutum af tæknimanni. Nylon-innskotslásrær virkuðu í upphafi en brotnuðu niður við útsetningu fyrir UV. Lásboltar með ríkjandi tog voru betri en kröfðust nákvæmrar togstýringar við uppsetningu - breytu sem erfitt er að tryggja á vettvangi. Við enduðum með því að nota samsetningu: serrated flans bolta með tengt plástur, sem tryggði stöðuga endurnýtanleika og tæringarþol. The læsibolti hér var bókstaflega lykillinn að því að opna hringmöguleika vörunnar. Það bætti kannski 15% við uppskriftarkostnaðinn fyrir festingarnar, en lengdi endingartíma vörunnar um áratugi.

Lærdómurinn var sá að sjálfbærni með festingu krefst fyrirfram, blæbrigðaríkrar verkfræði. Þú þarft ekki bara að móta fyrstu uppsetninguna, heldur fimmta endursveifluviðburðinn 15 árum síðar. Mun læsingareiginleikinn enn virka? Mun húðunin hafa slitnað, sem leiðir til galvanískrar tæringar? Þetta er hið grófa, óglamorous verk sem skilur grænþvott frá ósviknu sjálfbær tækni.

Dæmi: Vindorkulexían

Viðhald vindmylla er hrottalegur tilraunavöllur. Ég hef verið á pöllum 80 metra uppi og reynt að ná bolta sem er frosinn í holunni. Áætluð verkefni var einföld gírkassaskoðun, en ein haldlögð læsibolti gæti breytt því í margra daga, þungavinnuvélaaðgerð með blysum og vökvahrútum. Niðurtímakostnaðurinn er gríðarlegur, en sjálfbærniálagið er verra: orkan og efnin sem notuð eru til að framleiða skiptiboltann, nacellahlífina eða jafnvel dísilknúna krana þjónustuliðsins.

Einn rekstraraðili sem við unnum með byrjaði að krefjast þess að allar mikilvægar boltaðar tengingar notuðu smurefni eða húðun sem er sérstaklega hönnuð til að taka í sundur, ekki bara til að grípa í upphafi. Þeir færðu sig einnig yfir í lengri, ítarlegri forskriftir fyrir boltana sjálfa, sem krefjast sönnunar á ferlistýringu frá framleiðendum. Þetta færði innkaupasamtalinu frá hreinu verði á stykki yfir í heildarlífferilskostnað. Það skapaði markaðsforskot fyrir birgja sem gátu sýnt fram á þá dýpri stjórn, sem gætu útvegað gagnablöðin sem sýndu stöðuga hörkusnið og hreinar þráðarrúllur.

Þangað stefnir iðnaðurinn, þó hægt sé. Boltinn er ekki lengur söluvara. Það er slit mikilvægur hluti sem skilgreinir nothæfi. Gæði þess hafa bein áhrif á rekstrarhagkvæmni og endurgreiðslutíma í umhverfismálum allrar hverflunnar. Ef hverfli þarfnast meiriháttar viðgerða árum fyrr en gert er ráð fyrir vegna vandamála með festingum, fellur allur kolefnisútreikningur hennar í sundur.

Svo, eru þeir lykillinn?

Það er freistandi að ofmeta málið. Lásboltar einir og sér eru ekki lykillinn að sjálfbærri tækni - það er of minnkandi. Lykillinn er kerfishugsun sem ber virðingu fyrir hlutverki sérhvers hluta í langlífi og hringrás heildarinnar. En ég myndi halda því fram að lásboltar séu litmuspróf fyrir það hugarfar. Ef verkefnishópur er alvarlega að íhuga sjálfbærni, munu festingarforskriftir þeirra segja þér það. Eru þeir að spyrja um uppruna efnis, líftíma húðunar, varðveislu togs í sundur og samhæfni við endurvinnslustrauma í framtíðinni? Eða eru þeir bara að fylla gat með hluta úr ódýrasta vörulistanum?

Mín eigin skoðun, svikin í gegnum dýr mistök og erfiðar lagfæringar, er að við höfum náð þeim stað að við höfum ekki efni á að hunsa smáatriðin. Þrýstið fyrir sjálfbær tækni krefst strangleika á öllum mælikvarða. Fyrirtæki eins og Handan Zitai Festener Manufacturing Co., Ltd., staðsett á skjálftamiðju alþjóðlegrar framleiðslu, hefur umfang til að hafa áhrif á staðla. Ef hreyfing þeirra í átt að áreiðanlegri, rekjanlegri og í sundur-vingjarnlegri festingar endurspeglar víðtækari þróun iðnaðarins, þá breytist auðmjúkur læsiboltinn úr veikum hlekk yfir í raunverulegt kerfi.

Að lokum kemur það niður á þessu: sjálfbærni snýst um þrek. Og ekkert reynir á þol tæknikerfis eins og tíma, titring, veður og þörfina á að taka það í sundur og setja það saman aftur. Boltinn er í miðju stormsins. Að gera það rétt er ekki bara verkfræði; það er skuldbinding við þá hugmynd að hlutirnir ættu að endast.