کاهش مصرف سوخت کشتیها با پوشش گرافنی
یک شرکت کانادایی از پوشش نانویی جدیدی مبتنی بر گرافن برای پروانه کشتیها رونمایی کرده که با جلوگیری از چسبیدن رسوبات دریایی و افزایش مقاومت در برابر فرسایش، راندمان سامانه رانش را بهبود میبخشد. به گفته سازندگان، این فناوری میتواند مصرف سوخت شناورها را تا ۵ درصد کاهش داده و هزینههای عملیاتی و انتشار آلایندهها را نیز کم کند.
به گزارش سیناپرس، شرکت جیآیتی کوتینگز (GIT Coatings) از سامانه جدید پوشش گرافنی ایکسجیتی-وورتکس (XGIT-VORTEX) برای پروانه کشتیها رونمایی کرد؛ فناوریای که با بهرهگیری از شبکههای نانویی گرافنی، از چسبیدن رسوبات دریایی جلوگیری کرده، مقاومت پروانه را در برابر پدیده کاویتاسیون افزایش میدهد و میتواند مصرف سوخت شناورها را تا ۵ درصد کاهش دهد.
پروانه کشتی اگر زبر یا پوشیده از رسوبات شود، سوخت بیشتری مصرف میکند. یک شرکت کانادایی اکنون پوششی گرافنی ساخته که سطح پروانه را برای مدت طولانی صاف و تمیز نگه میدارد. نتیجه این فناوری، کاهش هزینه سوخت، کاهش آلایندگی و افزایش عمر قطعات است.
شرکت جیآیتی کوتینگز (GIT Coatings) نسل تازهای از پوششهای مبتنی بر گرافن را برای پروانه کشتیهای تجاری معرفی کرده است؛ محصولی که با نام ایکسجیتی-وورتکس (XGIT-VORTEX) به بازار عرضه شده و با هدف افزایش راندمان سامانه رانش، کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد زیستمحیطی شناورها توسعه یافته است.
این محصول بر پایه فناوری اختصاصی شبکه نانویی گرافنی آمفیفیلیک (Amphiphilic Graphene Nanonetwork یا AGN) ساخته شده و بهصورت یک سامانه سهلایه ویژه برای پوشش پروانه کشتی طراحی شده است. در این ساختار، هر لایه وظیفه مشخصی بر عهده دارد تا ضمن افزایش دوام پوشش، عملکرد هیدرودینامیکی پروانه را در طول دوره بهرهبرداری حفظ کند.
لایه نهایی این سامانه، یک پوشش رهاساز رسوب (Foul-Release) است که با جلوگیری از چسبیدن جلبکها، صدفها و سایر موجودات دریایی، سطح پروانه را برای مدت طولانی صاف و تمیز نگه میدارد. این ویژگی مانع افزایش زبری سطح شده و از افت راندمان رانش جلوگیری میکند.
در زیر این لایه، یک پوشش میانی تقویتشده قرار گرفته است که نقش سازهای دارد. این لایه برای جذب تنشهای ناشی از پدیده کاویتاسیون طراحی شده است؛ پدیدهای که در اثر تشکیل و انفجار حبابهای بخار روی سطح پروانه ایجاد میشود و میتواند به مرور زمان موجب خوردگی، فرسایش و آسیب در لبهها و نوک پرههای پروانه شود. به گفته شرکت سازنده، این لایه مقاومت پوشش را در برابر چنین آسیبهایی افزایش داده و عمر مفید آن را بیشتر میکند.
یکی دیگر از ویژگیهای مهم این سامانه، ایجاد سطحی با اصطکاک پایین است. کاهش اصطکاک میان پروانه و آب موجب میشود راندمان انتقال انرژی افزایش یافته و نیروی پیشران با اتلاف کمتری تولید شود. در نتیجه، عملکرد پروانه در فاصله میان دو دوره تعمیرات اساسی یا ورود به حوض خشک، پایدارتر باقی میماند.
بر اساس اعلام جیآیتی کوتینگز (GIT Coatings)، استفاده از پوشش ایکسجیتی-وورتکس (XGIT-VORTEX) میتواند مصرف سوخت کشتیها را تا ۵ درصد کاهش دهد. همچنین این فناوری مقاومت بیشتری در برابر آسیبهای ناشی از کاویتاسیون ایجاد کرده و موجب حفظ عملکرد پروانه در طول زمان میشود.
این شرکت معتقد است که استفاده از پوششهای بادوام به جای صیقلکاری دورهای پروانهها، میتواند هزینههای نگهداری را کاهش داده و بازده عملیاتی شناورها را در تمام چرخه عمر افزایش دهد. در روشهای سنتی، پروانهها به مرور زمان بر اثر تجمع رسوبات و فرسایش، بخشی از راندمان خود را از دست میدهند و برای بازیابی عملکرد، نیازمند عملیات صیقلکاری هستند. اما در رویکرد جدید، هدف آن است که از همان ابتدا از افت عملکرد جلوگیری شود.
معرفی این محصول در شرایطی انجام میشود که مالکان و بهرهبرداران کشتیها بیش از گذشته به دنبال راهکارهایی برای کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانهای هستند. افزایش راندمان سامانه رانش، یکی از سریعترین و اقتصادیترین روشها برای دستیابی به این هدف به شمار میرود، زیرا وضعیت سطح پروانه تأثیر مستقیمی بر عملکرد هیدرودینامیکی کشتی دارد.
از سوی دیگر، مقررات زیستمحیطی بینالمللی نیز صنعت کشتیرانی را به سمت استفاده از فناوریهای کممصرف سوق داده است.
به گفته شرکت سازنده، این پوشش میتواند به بهبود شاخص شدت کربن (Carbon Intensity Indicator یا CII) کمک کرده و هزینههای مرتبط با سامانه تجارت انتشار اتحادیه اروپا (European Union Emissions Trading System یا EU ETS) را نیز کاهش دهد.
گرافن، به دلیل استحکام مکانیکی بالا، مقاومت شیمیایی مناسب و ضریب اصطکاک پایین، در سالهای اخیر به یکی از مواد پرکاربرد در توسعه پوششهای پیشرفته دریایی تبدیل شده است.
ترکیب این ماده با فناوریهای ضدچسبندگی، امکان تولید پوششهایی را فراهم کرده که هم دوام بیشتری دارند و هم عملکرد هیدرودینامیکی تجهیزات دریایی را برای مدت طولانی حفظ میکنند.
به نقل از نانو ایران، شرکت جیآیتی کوتینگز (GIT Coatings) اعلام کرده است که از سال ۲۰۲۲ تاکنون، پوششهای این شرکت روی حدود ۶۰۰ فروند کشتی و پروانه در بخشهای مختلف حملونقل دریایی، از جمله نفتکشها، کشتیهای فلهبر و سایر شناورهای تجاری، به کار گرفته شدهاند.
اکنون با عرضه دو محصول ایکسجیتی-وورتکس (XGIT-VORTEX) و ایکسجیتی-فورس (XGIT-FORCE)، این شرکت در تلاش است مجموعهای کامل از فناوریهای گرافنی رهاساز رسوب را برای مدیریت عملکرد بدنه و پروانه کشتیها ارائه کند؛ راهکاری که علاوه بر کاهش هزینههای عملیاتی، میتواند نقش مؤثری در تحقق اهداف جهانی کاهش انتشار کربن و توسعه حملونقل دریایی پایدار ایفا کند.
