نخستین استفاده از جوشکاری پرتو الکترونی برای ساخت توربین بادی

برای اولین بار در انگلیس، از روش جوشکاری پرتو الکترونی برای ساخت توربین بادی استفاده شده است.

کد خبر: ۶۱۳۰۱۵

تاریخ: ۲۴ ارديبهشت ۱۴۰۲ - ۱۱:۳۹

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، چند شرکت در بریتانیا با همکاری هم، از توسعه روشی انقلابی برای ساخت توربین بادی دریایی با استفاده از جوشکاری پرتو الکترونی خبر داده‌اند.

جوشکاری با پرتو الکترون (Electron-beam welding) نوعی فرایند جوشکاری ذوبی است که در آن پرتویی از الکترون‌های پرسرعت به محل تلاقی دو قطعه تابانده می‌شود تا اتصال ایجاد شود. با تبدیل انرژی جنبشی الکترون‌ها به گرما، قطعات ذوب و به یکدیگر اتصال داده می‌شوند. معمولاً برای جلوگیری از اتلاف و پراکندگی الکترون‌ها، این عملیات در محفظه خلاء انجام می‌شود.

بنابراین در آنچه که برای اولین بار در جهان انجام شد، این روش جوشکاری جدید توانست مونتاژ توربین‌های بادی را به طور قابل توجهی سریع‌تر، ارزان‌تر، تمیزتر و کارآمدتر کند. این روش همچنین جوش‌های با کیفیت بالا با خواص بردباری عالی را نشان می‌دهند.

این یک پروژه بدیع است که این نوآوری بریتانیا را به عنوان یک فناوری پیشرو در جهان معرفی می‌کند.

اولی کاس (Olly Cass) مدیر پروژه انرژی‌های تجدیدپذیر برای توسعه مزرعه بادی Dogger Bank می‌گوید: با توجه به اینکه تک‌پایه‌ها بیش از ۹۰ درصد از فونداسیون‌های مورد استفاده در پروژه‌های بریتانیا را تشکیل می‌دهند، جوشکاری پرتو الکترون می‌تواند صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های پروژه‌های آینده داشته باشد.

مزرعه بادی Dogger Bank بیش از ۱۳۰ کیلومتر از ساحل شمال شرقی انگلستان فاصله دارد.

کاس افزود: این صرفه‌جویی‌های قابل توجه نه تنها به نفع صنعت مهندسی بریتانیا خواهد بود، بلکه می‌تواند به مصرف‌کنندگان انرژی بریتانیا نیز نفع برساند. این روش در یک پایه برای یک توربین ادغام شده است که برای نصب در فاز دوم برنامه‌ریزی شده است.

در حال حاضر، پایه‌های توربین‌های بادی از طریق روش‌های سنتی مانند جوشکاری زیرپودری (SAW) مونتاژ می‌شوند. با این حال، کنسرسیومی از مهندسی خلاء کمبریج نشان داده‌اند که جوشکاری با پرتو الکترونی (EB) از بسیاری جهات به مراتب بهتر و بسیار ایمن‌تر است.

این نوع از فناوری جوشکاری پرتو الکترونی که با نام EbflowTM شناخته می شود، یک پیشرفت اخیر در صنعت است. برخلاف روش‌های سنتی که نیاز به جوشکاری در محفظه خلاء دارند، Ebflow از روشی مقرون‌به‌صرفه‌تر و کم‌هزینه‌تر برای حفظ خلاء فقط در اطراف درز جوش‌شده استفاده می‌کند.

جوشکاری زیرپودری یکی از فرایندهای جوشکاری توسط قوس الکتریکی است که در آن، نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی ویژه قرار می‌گیرد و قوس در زیر این پودر در امتداد مسیر جوشکاری تشکیل می‌شود. جوش مذاب و ناحیه قوس با قرار گرفتن در زیر پودر گرانولی متشکل از آهک، سیلیس، اکسید منگنز، کلسیم فلوئورید و سایر ترکیبات از آلودگی‌های جوی و اکسید شدن محافظت می‌شود. زمانی که این پودر مذاب می‌شود، خاصیت رسانایی الکتریکی پیدا می‌کند و در نتیجه مسیری برای جریان برق بین الکترود و قطعه ایجاد می‌کند. این لایه ضخیم پودر، ناحیه ذوب شده را به صورت کامل می‌پوشاند و در نتیجه از پاشش مواد مذاب و جرقه‌ها و همچنین تابش اشعه فرابنفش خطرناک و پخش شدن دود که همگی در جوشکاری برق دستی (SMAW) وجود دارند، جلوگیری می‌کند. سپس پوشش مذاب منجمد شده به دلیل اختلاف در ضریب انقباض حرارتی آن با فلز مذاب، به راحتی از جوش جدا می‌شود.

نوآوری در استفاده از جوشکاری پرتو الکترونی در سازه‌های بزرگ‌تر مانند پایه‌های توربین‌های بادی هزینه‌ها را کاهش و بهره‌وری را افزایش داده است.

شرکت CVE که شرکت سازنده این فناوری است، توانایی خود را در جوش دادن پایه‌ها به شکل ۲۵ برابر سریعتر از روش‌های فعلی و استفاده از ۹۰ درصد انرژی کمتر، ۸۸ درصد هزینه کمتر و تولید ۹۷ درصد انتشار کربن دی اکسید کمتر نسبت به روش SAW نشان داده است.

در بیانیه مشترک شرکت‌های دخیل در این نوآوری آمده است: مفتخریم که با نشان دادن قابلیت‌های جوشکاری پرتو الکترونی روی یک قطعه حیاتی دریایی، این روش نوآورانه را در مزرعه بادی Dogger Bank اجرا کرده‌ایم. این دستاورد، بدون همکاری مشترک ممکن نبود. ما در مورد آنچه که می‌توان با توسعه این روش برای افزایش سرعت در جهت رسیدن به اهداف تولید صفر کربن به دست آورد، هیجان‌زده هستیم.