Zaļās tehnoloģijas iegultās daļas? 

Kad cilvēki runā par zaļajām tehnoloģijām, viņi parasti attēlo saules paneļus, vēja turbīnas vai EV baterijas. Diez vai kāds domā par iegultās daļas – enkuri, ieliktņi, vītņstieņi, kas satur kopā šīs grandiozās konstrukcijas. Tā ir izplatīta aklā zona. Patiesībā, ja šie komponenti neizdodas, visa “zaļā” sistēma burtiski var sabrukt. Mana pieredze liecina, ka projekta ilgtspējība bieži vien ir atkarīga no šīm neglaimojošajām, apraktajām aparatūras daļām. Tas neattiecas tikai uz otrreizēji pārstrādāta tērauda izmantošanu; runa ir par to konstruēšanu, lai tie izturētu 30 gadus korozīvā piekrastes vidē vai pastāvīgā termiskā ciklā. Tieši tur slēpjas īstais izaicinājums.

Nepareizs priekšstats par "tikai skrūvi"

Esmu piedalījies sanāksmēs, kurās iepirkumos tiek virzīts uz zemāko izmaksu stiprinājumu saules saimniecības montāžas sistēmai. Loģika ir vienkārša: tas ir tikai metāls, tas ir ierakts betonā, cik tas var būt kritisks? Tas ir bīstami reducējoši. A cinkots iegultā daļa augsnē ar augstu hlorīda saturu var sarūsēt ātrāk, nekā paredzēts. Esmu redzējis modernizācijas projektus, kuros viss masīvs bija jāpārtrauc, jo tika apdraudēti bāzes enkuri. To nomaiņas izmaksas iegultās daļas desmitkārtīgi pārsniedza sākotnējos ietaupījumus. Tā ir mācība par kopējām īpašuma izmaksām, ko nozare joprojām lēnām apgūst.

Specifikācija ir viss. Nesenā agrovoltaic projektā mēs nevarējām izmantot standarta karsto cinkošanu. Amonjaks, kas iztvaiko no lauksaimniecības zemes zem paneļiem, radīja īpašu atmosfēras korozijas risku. Mēs beidzot norādījām duplekso pārklājumu sistēmu — cinku un polimēru hermētiķi — visiem iestrādāts tērauds sastāvdaļas. Tā bija detaļa, taču, ja to izdarītu nepareizi, tas būtu izraisījis priekšlaicīgu neveiksmi un piesārņotu augsni. Zaļais aspekts nav tikai saražotā enerģija; tas nodrošina, ka iekārta nākotnē nerada atkritumu vai piesārņojuma problēmu.

Šeit ir nozīme specializētiem ražotājiem. Jums ir nepieciešams piegādātājs, kurš izprot šos vides stresa faktorus, nevis tikai tāds, kurš izspiež standarta M20 stieņus. Esmu strādājis ar rūpnīcām, kuras to iegūst. Piemēram, Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., kas atrodas Ķīnas lielākajā savienotājelementu ražošanas centrā Yongnian, Handan, bieži nodarbojas ar šiem pielāgotajiem, videi raksturīgiem pieprasījumiem. To atrašanās vieta pie galvenajiem transporta maršrutiem ir praktiska priekšrocība loģistikas jomā, taču to spēja strādāt ar specializētiem pārklājumiem un materiālu kategorijām padara tos par nozīmīgu spēlētāju. Runa nav par gataviem produktiem; tas ir par kopīgu problēmu risināšanu iegultās lietojumprogrammas.

Piemērs: peldošas saules galvassāpes

Peldošais PV ir plaukstošs segments. Ikviens koncentrējas uz pontona materiālu un paneļa efektivitāti. Murgs? The iestrādāts nerūsējošais tērauds kronšteini, kas savieno paneļu rāmjus ar peldošajiem dokiem. Saldūdens ir viena lieta, bet iesāļā ūdenskrātuvē jums ir ideāla vētra: pastāvīgs mitrums, skābeklis un hlorīdi. Mēs norādījām 316 nerūsējošā tērauda projektam, uzskatot, ka tas ir konservatīvs.

Pēc diviem gadiem mēs konstatējām sprieguma korozijas plaisāšanu iegulto kronšteinu metināšanas vietās. Problēma nebija pamatmateriāls, bet gan termiskā ietekme, ko rada metināšana montāžas laikā, kas mainīja mikrostruktūru karstuma ietekmētajā zonā, padarot to jutīgu šajā konkrētajā vidē. Labojums nebija triviāls: pāreja uz augstākās kvalitātes nerūsējošā tērauda izstrādājumu ar lielāku molibdēna saturu un stingru pēcmetināšanas apstrādes protokolu ieviešana visiem. iegultās sastāvdaļas. Tas iepūta robu budžetā, bet izglāba projektu.

Tas nonāk pie pamatprincipa: iegultās daļas zaļajās tehnoloģijās ir sistēmas, nevis preces. To veiktspēja ir saistīta ar materiālu zinātni, ražošanas procesu, uzstādīšanas metodi un precīzu mikro vidi, kurā tie atrodas. Jūs nevarat tos specifikēt atsevišķi no pārējās inženiertehniskās konstrukcijas. Peldošais saules korpuss man iemācīja vienmēr piesaistīt stiprinājumu vai iegulto daļu speciālistu CAD, nevis iepirkuma stadijā.

Cerību un realitātes svars

Pastāv milzīgs spiediens, lai ikviens zaļo tehnoloģiju projekta aspekts būtu “zaļš”, tostarp iegultās daļas. Tas rada spiedienu uz jauniem materiāliem, piemēram, bioloģiskiem kompozītmateriāliem vai radikāli jauniem sakausējumiem. Es esmu par jauninājumiem, taču esmu bijis arī pilotu neveiksmju liecinieks. Mēs izmēģinājām augstas stiprības kompozītmateriālu stieni ģeotermālā siltumsūkņa laukā. Teorija bija perfekta: nekodīgs, zemāks oglekļa saturs.

Praksē diferenciālā termiskā izplešanās starp kompozītmateriālu stieni un apkārtējo betona javu radīja mikroplaisumus tikai 18 mēnešu laikā, ļaujot ūdenim iekļūt un izraisot struktūras saķeres zudumu. Mēs atgriezāmies pie tradicionālāka, pret koroziju aizsargāta tērauda sakausējuma. Nodarbība bija nevis izvairīties no jauniem materiāliem, bet gan pārbaudīt tos pilna mēroga, reālos stresa un vides ciklos, ne tikai laboratorijas apstākļos. Agri bojātas sastāvdaļas “zaļums” ir nulle.

Dažreiz ilgtspējīgākā izvēle ir ļoti izturīgs, perfekti definēts tradicionālais materiāls. Tā ilgmūžība ļauj izvairīties no nomaiņas, ieguves un jaunu materiālu apstrādes. Šī dzīves cikla analīze kļūst ļoti svarīga. Tagad mēs sākam pieprasīt vides produktu deklarācijas (EPD) galvenajām jomām iegultie vienumi, kas liek ražotājiem sniegt pārredzamākus datus par saviem procesiem. Tā ir lēna pāreja, taču tā virza adatu no neskaidriem apgalvojumiem uz pārbaudāmām specifikācijām.

Loģistika un Azartspēle uz vietas

Detaļa, par kuru neviens nerunā, kamēr neatrodas attālā vietā: iepakojums un identifikācija. Jūs pasūtāt 50 paletes pēc pasūtījuma iegultie enkuri vēja parkam. Tie nonāk, un materiāla izsekojamības siltuma skaitļu etiķetes transportēšanas laikā tiek nomazgātas no lietus, vai arī trūkst aizsargvāciņu vītņotajiem galiem. Tagad jums ir dārgu, uzdevumam būtisku detaļu partija ar apdraudētu aizsardzību pret koroziju un nav iespējas pārbaudīt to materiālu sertifikāciju. Vai jūs tos uzstādāt un cerat, vai aizkavējat tonālo krēmu ieklāšanu par nedēļām?

Esmu ar šo saskārusies. Mēs izvēlējāmies aizkavēt. Nepārbaudītas daļas uzstādīšanas risks, īpaši nogurumam kritiskā lietojumā, piemēram, vēja turbīnas pamatnē, ir eksistenciāls. Tagad tā ir mūsu piegādātāju līgumu rindas vienība: aizsargājošie iepakojuma standarti un pastāvīgas, pret laikapstākļiem izturīgas identifikācijas metodes. Piegādātāja uzmanība šīm ikdienišķajām detaļām bieži vien ir viņu vispārējās kvalitātes kultūras aizstājējs. Piegādātāja atrašanās vietas ērtībai, piemēram, Handan Zitai Fastenera tuvumam galvenajām maģistrālēm un sliedēm, ir nozīme tikai tad, ja detaļas tiek piegādātas jau gatavas.

Tas attiecas arī uz uzstādīšanu. Mums brigādes ir kļūdaini izmantojušas triecienuzgriežņu atslēgas delikātam iegultie ieliktņi paredzētas pievilkšanai ar rokām, diegu noņemšanai un padarīšanai nederīgiem. Apmācības atšķirības starp būvinženieri, detaļu ražotāju un lauka apkalpi ir reāla ievainojamība. Mēs esam sākuši izstrādāt īsas, ilustrētas instalēšanas rokasgrāmatas vairākās valodās katram pielāgotajam iegultajam komponentam. Šķiet pašsaprotami, taču tas radās no dārgām lauka kļūdām.

Raugoties uz priekšu: integrācija ir galvenais

Nākotne iegultās daļas zaļajā tehnoloģijā nav tikai labāki pārklājumi. Tas ir par gudrāku integrāciju. Es redzu lielāku interesi par “instrumentāliem” enkuriem vai stieņiem ar iebūvētu optisko šķiedru, lai uzraudzītu stresu un koroziju reāllaikā, īpaši ģeotermālajos vai ārzonas lietojumos. The iegultā sastāvdaļa kļūst par visas struktūras veselības sargu.

Vēl viena tendence ir projektēšana ekspluatācijas pārtraukšanai. Vai var iestrādāts tērauds var viegli iegūt un pārstrādāt pēc ekspluatācijas laika beigām, vai arī tas ir paredzēts apglabāšanai poligonā? Mēs eksperimentējam ar nevainojamām korozijas saitēm un mehāniskām enkuru sistēmām, kas ļauj izjaukt, pārsniedzot tradicionālo “iemet un aizmirsti” mentalitāti. Šī ir nākamā cirkularitātes robeža mūsu jomā.

Galu galā šo daļu loma tiek definēta no jauna. Tie pāriet no pasīviem, slēptiem vienumiem uz aktīviem, raksturotiem zaļā aktīva elementiem. Tas prasa ciešāku sadarbību starp zaļo tehnoloģiju izstrādātājiem, konstrukciju inženieriem un jauna veida specializētiem komponentu ražotājiem, kas domā sistēmās, nevis tikai gabalos. Uzņēmumi, kas izprot šo maiņu un uzskata savas skrūves un enkurus par neatņemamiem projekta ilgmūžības un patiesas ilgtspējības nodrošināšanai, ir tie, kas nozares nākotnē tiks iestrādāti, mērķtiecīgi.