پایان فرسایش توربینها با فناوری جدید پوششدهی
ورود ذرات کمتر از ۱۰ میکرون به سیستمهای فیلتراسیون و آسیب به پرههای توربین، همواره چالشی جدی در صنایع بوده است. راهکار جدید «فناوران سختآرا» با ایجاد لایهای محافظ روی سطوح حساس، این مشکل را رفع کرده و مسیر را برای دستیابی به تولید پایدارتر و اقتصادیتر هموار ساخته است.
به گزارش سیناپرس، در دنیای پرتلاطم صنعت که عمر مفید تجهیزات و بهرهوری خطوط تولید، حرف اول را میزند، «فناوران سخت آرا» با معرفی پوششهای نانومقیاس، راهکاری نوآورانه برای مقابله با فرسایش و خوردگی ارائه داده است.
این فناوری نوین، توانسته است در مواجهه با چالشهای اساسی صنایع، از کاهش کارایی توربینهای گازی گرفته تا سایش قالبهای تولید پروفیل آلومینیوم، دستاوردهای چشمگیری به ارمغان آورد. با افزایش طول عمر پرههای توربین تا ۲۰۰۰ ساعت و ارتقای تولید قالبهای آلومینیومی تا بیش از سه برابر، این نوآوری، هزینههای عملیاتی را به شدت کاهش داده و مسیر را برای دستیابی به تولید پایدارتر و اقتصادیتر هموار ساخته است.
ورود ذرات ریز گرد و غبار به درون توربینهای گازی، همواره یکی از معضلات جدی در این صنعت بوده است. این ذرات که اغلب ابعادی کمتر از ۱۰ میکرون دارند، با نفوذ از سیستمهای فیلتراسیون، مسیر خود را به سمت پرههای حساس توربین باز میکنند.
فرسایش تدریجی این پرهها، در طولانیمدت، منجر به افت محسوس بازدهی کلی توربین و در نتیجه، افزایش هزینههای نگهداری و عملیاتی میشود. اما فناوری نوین پوششدهی که توسط متخصصان «فناوران سخت آرا» توسعه یافته است، پاسخی قدرتمند به این چالش ارائه میدهد. این پوششهای پیشرفته، با ایجاد لایهای محافظ بر روی سطوح پرهها، مقاومت آنها را در برابر سایش به طرز شگرفی افزایش دادهاند.
شواهد عینی از آزمایشهای میدانی گواه این مدعاست؛ در حالی که پرههای معمولی توربین پس از تنها ۱۳۳ ساعت کارکرد دچار خوردگی قابل توجهی میشوند، نمونههای مجهز به پوشش نانومقیاس، تا بیش از ۲۰۰۰ ساعت، کارایی اولیه خود را حفظ میکنند. این جهش چشمگیر در دوام قطعات، خود گواهی بر اهمیت بسزای فناوری نانو در بهینهسازی عملکرد و افزایش طول عمر تجهیزات استراتژیک صنعتی است.
اما دامنه کاربردهای این فناوری تنها به توربینهای گازی محدود نمیشود. در صنعت تولید پروفیل آلومینیوم، جایی که قالبها تحت فشارهای مکانیکی بسیار بالا و مداوم قرار دارند، فرسایش سریع و تخریب قالبها، هزینههای تولید را به شدت افزایش میدهد.
یک قالب استاندارد آلومینیومی در حالت معمول، توانایی تولید حدود ۳۰۰ کیلوگرم پروفیل را پیش از نیاز به تعویض دارد. این در حالی است که با اعمال پوششهای سرامیکی مبتنی بر فناوری نانو، این رقم به طور باورنکردنی به ۳۲۰۰ کیلوگرم افزایش یافته است.
این بدان معناست که فناوری «فناوران سخت آرا» توانسته است ظرفیت تولید هر قالب را بیش از ده برابر نماید و انقلابی در سرعت و اقتصادی بودن فرآیند تولید پروفیل ایجاد کند.
دکتر علمخواه، مدیر این شرکت، تأکید میکند که گستره کاربرد این پوششهای سرامیکی نانومقیاس، بسیار فراتر از دو حوزه ذکر شده است.
صنایع هوایی، خودروسازی، حوزه نفت و گاز، ساخت ابزارهای دقیق و ماشینآلات معدنی، همگی میتوانند از مزایای بینظیر این فناوری بهرهمند شوند. یکی از دغدغههای اصلی در تمام این صنایع، هزینه گزاف خرید ابزارآلات و تجهیزات مصرفی و همچنین زمان توقف خطوط تولید برای تعویض آنهاست. این پوششهای نانومقیاس، با افزایش چشمگیر عمر مفید قطعات، این مشکل را به شکلی مؤثر برطرف میکنند.
در پاسخ به این پرسش که آیا استفاده از این پوششهای پیشرفته، هزینههای تولید را افزایش میدهد یا خیر، دکتر علمخواه توضیح میدهد که در واقعیت، عکس این قضیه صادق است. این فناوری با طولانیتر کردن چرخه عملیاتی ابزارها و قطعات، به افزایش زمان مفید تولید منجر میشود. به عنوان مثال، در فرآیند تولید قالبهای فورج، استفاده از این پوششها باعث شده است تا زمان عملیات تولید ۵۰ درصد افزایش یابد.
همچنین، عمر مفید ابزارهای دندهزنی با بهرهگیری از این فناوری، دو برابر شده است. این افزایش دوام، در نهایت منجر به کاهش چشمگیر هزینههای خرید قطعات یدکی و همچنین کاهش زمانهای توقف غیربرنامهریزی شده ماشینآلات میگردد که همگی به بهبود سودآوری کلی واحد تولیدی کمک میکنند.
فرایند اعمال این پوششهای نانویی خود نیز مبتنی بر تکنولوژی پیشرفتهای است. قطعاتی که قابلیت قرارگیری در محفظه خلاء را دارند، پس از طی مراحل شستشو و آمادهسازی، وارد دستگاه مخصوص میشوند.
در این دستگاه، فلزاتی مانند تیتانیوم یا کبالت در دمای بالا تبخیر شده و در محیط کنترل شده اتمسفری داخل محفظه، با افزودن گازهایی مانند نیتروژن، لایهای بسیار نازک و در مقیاس نانو بر روی سطح قطعه ایجاد میشود. این لایه نانوساختار، خواص فیزیکی و شیمیایی سطح را به طور کلی دگرگون میسازد.
شرکت فناوران سخت آرا با در اختیار داشتن دو دستگاه صنعتی و سه دستگاه آزمایشگاهی، آماده ارائه خدمات تخصصی پوششدهی به طیف وسیعی از مشتریان، اعم از صنایع بزرگ و مراکز تحقیقاتی دانشگاهی است.
این شرکت که در مرکز آیکن (مرکز نوآوری و تجاریسازی فناوری دانشگاه صنعتی شریف) مستقر است، تاکنون به بیش از ۲۰۰ شرکت صنعتی خدمات ارائه کرده و سوابق درخشانی در اجرای پروژههای موفق دارد.
یکی از پروژههای شاخص این شرکت، پوششدهی ۱۲ توربین گازی برای شرکت مهندسی توربو کمپرسور نفت آسیا بود که نتایج آن، اثربخشی چندین برابری پوششهای نانومقیاس در افزایش طول عمر قطعات را به اثبات رساند.
دستاوردها به همین جا ختم نمیشود؛ سختی پوششهای تولیدی این شرکت به بیش از ۲۰۰۰ واحد ویکرز میرسد که این میزان، حدود شش برابر سختتر از متریال زیرلایه معمولی است. علاوه بر این، مقاومت به خوردگی این پوششها در تستهای استاندارد اسپری نمکی، تا ۷۰۰ ساعت افزایش یافته است.
به نقل از نانو ایران، ترکیب این ویژگیها، یعنی سختی فوقالعاده بالا، مقاومت در برابر سایش و خوردگی، و همچنین افزایش چشمگیر طول عمر مفید قطعات، فناوری نانو را به ابزاری قدرتمند برای ارتقای کارایی و کاهش هزینهها در صنایع مدرن تبدیل کرده است.
با توجه به نتایج اثبات شده و پتانسیل بالای این فناوری، انتظار میرود در آینده شاهد گسترش روزافزون کاربرد آن در صنایع مختلف باشیم.
