Table of Contents
ما هو "الشارع البحري"؟
:: يمثل الصلب من طراز S-grade فئة متخصصة من الفولاذات الهيكلية المصممة لمواكبة الظروف العدوانية للبيئات الخارجية، وعلى عكس الصلب التقليدي للبناء، يُستخدم على وجه التحديد بإضافة متحكم فيها من الكروم والنيكل والمليبدينوم والنحاس لتشكيل طبقة من الأوكسيدات السلبية مستقرة التي تقاوم التآكل بفعل الكلوريد، وتشمل أكثر التعيينات شيوعاً لتطبيقات الرياح البحرية()
ويظل معادلا الكربون في هذه الصلبات محدوداً بشكل دقيق، حيث يقل عادة عن 0.4.3 في المائة في لوحات مكافئات ثاني أكسيد الكربون، وذلك لضمان قدرة ممتازة على الحرق في ضواحي السفن والتجمعات البحرية، حيث أن قيم الطاقة الاصطناعية البالغة 50 ياء في - 40 درجة مئوية تضمن أداء موثوق به في مناطق المناخ الباردة مثل بحر الشمال أو البلطيق، وفي إنتاج الأحادي، حيث تُدَّدُّر صفات الصخرة إلى 100 ملم.
لماذا شركة "الرياح البحرية" للصلب الصلب تحدد "مؤسسات الرياح البحرية"
ويجب أن تظل توربينات الرياح البحرية جاهزة للعمل لمدة تتراوح بين 25 و 30 عاما في بيئات تتسم بالعدوان الكيميائي والدينامية الميكانيكية، ويجب أن تتحمل المؤسسات تحميل الموجات الدورية، وثباتات الرياح المضطربة، والهزات التشغيلية من الدوار والقطار، وفي منطقة التلاشي، حيث يتسارع معدل مقاومة التكرار في الأكسجين ومياه الملح، يمكن أن تبلغ نسبة وزنها 0.5 ملم في السنة دون حماية كافية.
أما الحالة المالية لاستخدام الصلب ذي الدرجة البحرية العالية فهي مُلحة، ووفقا لتقرير عام 2022 WindEurope]، فإن مؤسسة التصنيع والتركيب لنحو 20 إلى 25 في المائة من مجموع النفقات الرأسمالية للمشاريع الخارجية، ويسمح استخدام الدرجات الصلبة المثلى بتقليص الكتلة الهيكلية مع الاحتفاظ بمؤشر موثوقية مستهدف قدره 3.7 في المائة بالنسبة للدولة القصوى للوقود.
أنواع المؤسسة ومطالبها بالفولاذ
ويختار مطورو الريح البحرية أنواعا من المؤسسات القائمة على عمق المياه، وجيولوجيا قاع البحار، وظروف التحميل البيئي، ويفرض كل تصميم قيودا فريدة على مواصفات الفولاذ، وإجراءات اللحام، واستراتيجية حماية التآكل.
مؤسسة مونوبلي
وتهيمن على هذه الصناعة، حيث تمثل أكثر من 80 في المائة من الطاقة الريحية المركبة في الخارج، وتدفع الأنابيب الصلبية ذات قطر كبير أو تحفر في قاع البحر، وتتجاوز الآن بصورة روتينية 10 أمتار في قطرها، وتزن أكثر من 000 2 طن من أصل 12 إلى 15 ميغاواط، وتُعد لوحات الصلب المتجددة عادة 60 إلى 100 مم، وتحتاج إلى خصوبة استثنائية لمقاومة الكسورة من طراز Manttlefacture أثناء القيادة.
مؤسسة جاكيت ولاتيسي
وفي المياه الأعمق، التي تتراوح عادة بين 30 متراً وأكثر من 60 متراً، توفر هياكل السترات ما يلزم من درجة من الوزن الفولاذي أقل من مجرد احتكار لسعة لحظات الإقراض المكافئة، وتشمل هذه الأطر الفضائية أعضاء من الصلب الأوعية الموصل بمفاصل مبللة أو مثبتة، وتعاني المفاصل من تركيزات عالية على الإجهاد ومن تحميل متعدد الأثقال، مما يتطلب أداء استثنائياً من المادة الأساسية(10).
مؤسسة " غرافيتي " و " بوكيت "
وتستعمل المؤسسات القائمة على الجاذبية الكتلة لمقاومة اللحظات التي تدور وتبنى عادة من الخرسانة المعززة ذات لوحة صلبة وتنورات، فالفولاذ من الدرجة البحرية أساسي بالنسبة لرقبة القاعدة ومفاتيح الغطس الداخلية التي تتفاعل مع قاع البحار، وتستخدم مؤسسات دلو الشظايا الكثيفة الفولاذية التي ترتفع فيها درجة حرارة قاع البحر وتزيد من نسبة الضغط على الماء إلى 80.
الأداء المؤثر الذي يؤدي إلى اعتماد الصناعة
وتهيمن خطوط الصلب في الصف البحري على تصميمات الريح البحرية من خلال مزيج من المزايا التقنية والاقتصادية المتقاطعة، ونسبة القوة إلى الوزن هي عامل أساسي، ويمكن أن تكون نسبة المفردات المصنوعة من الصلب S420ML أقل بنسبة تتراوح بين 10 و 15 في المائة من فئة أقساط الـ 35 ملم، مما يقلل بدرجة كبيرة من تكاليف النقل والسفن الثقيلة، كما أن معايير الكيمياء المتحكم بها والنظافة العالية في صنع الصلب الحديث تكفل الاتساق في الأداء.
مقاومة الكوروسيون هي ركيزة أخرى من أركان الأداء، فبينما تكون الأسطح الخارجية محمية بالطلاء، فإن الحد الأدنى من الصلب يوفر احتياطيا سلبيا من الأضرار التي تلحق بالطلاء، وتتوقف عناصر مثل النحاس، عند مستويات تصل إلى 0.55 في المائة في بعض الصفوف، على طبقة صليبية متماسكة تثبط التآكل، وفي المنطقة المحورة، تعمل حماية الاختلالات مع القدرة على منع التآكل الطبيعي.
التصنيع والتكاثر: من ميل إلى المزرعة البحرية
وتشمل الرحلة من مشبك الفولاذ إلى مؤسسة مركبة سلسلة من العمليات الصناعية التي تخضع للرقابة الدقيقة، وتستخدم المطاحن المعجلة التبريد المعجل لتحقيق هياكل حبوب جيدة في الفولاذ المحتوي على مبيد ثلاثي الكلور، بما في ذلك التسطح المتسق والجودة السطحية، وتشمل الاختبارات غير المدمرة في المطحن التفتيش فوق الصوتي للطلاء والإدماجات، حيث يمكن لأي عيوب تحت سطحية أن تغذي الشقشخ أثناء الخدمة.
وبعد اللحام، يخضع الهيكل بأكمله للرقابة البُعدية، واختبارات الألغاز الآلية فوق الصوتية، والتحضير السطحي للتصفيات، وعادة ما ينطوي نظام حماية التآكل الأولي على الإنفجار الرمادي إلى معيار نظافة من إنتاج الفولاذ ذي الصبغة الواحدة من الفولاذ، وتتبعه مُعدّل للزينك ومعاطف حاجز متعددة، وفي إطار المعاطف المُحتكرة، حيث يكون التبادل الجوي محدوداًاً.
نظم حماية الكوروسيون والقابلية للاختراق
وتتوقف السلامة الطويلة الأجل لمؤسسة الرياح البحرية على نظام الحماية من التآكل الذي يعتمد على القوة الميكانيكية من الصلب، وتشكل التكتلات خط الدفاع الأول، وتتطلب المواصفات البحرية الموحدة نظاماً من ثلاثة طوابق، وهو خليط من الأوكسي الحلقي، وطبقة متوسطة عالية الصنع من البوكسين، وطبقة من التبغريد المتعدد اليوريتان.
وفي المناطق المغمورة والمدفونة، تُستحوذ نظم الحماية القائمة على الطفيليات على أنها طريقة للمراقبة الأولية، وتعتمد الأنودوسجة التضحية التي تُصنع من الألومنيوم - الزنك - الهنديوم على تركيبة الفولاذ، وتُعمد إلى الحد الأدنى من الوصلات بين الفولاذ والفولاذات، مع وجود تضخم في تصميمات الكبريتيدات، إلى حد كبير بما يكفي من أجل تجنب الاختلافات المحتملة.
التحديات في ظل الضوء الساطع
وعلى الرغم من سجل المسار المثبت، فإن استخدام الصلب من الدرجة البحرية في المؤسسات البحرية يمثل عدة تحديات تقنية جارية، فالأداء من الطراز الأول هو أهم عامل تصميم، وتعاني مؤسسات توربين من ارتفاع في حجمها من الرياح والأمواج والهزات التشغيلية التي تراكمت على ملايين دورات الإجهاد على مدى الحياة التصميمية، وكثيرا ما تحدد أوجه القصور الصغيرة في التركيزات ذات الصبغة الراقية أو التضاريسية الأرضية موقعا للضغط العالي.
ولا تزال عملية قذف الهيدروجين تشكل مصدر قلق مستمر، ولا سيما في أضلاع القوس المزروعة السميكة، كما أن الجمع بين الرطوبة والضغوط العالية على النفس ومستويات القوة المرتفعة يمكن أن يؤدي إلى تأخير عمليات التصدع إذا كانت إزالة الهيدروجين بعد الزل غير كافية، كما أن وضع المعايير يُحد من الرطوبة الكهرومغناطيسية والخبز، إلى جانب الحد الأدنى من درجات الحرارة قبل التحلل الناجمة عن مكافئ الكربوني وسمك.
الأبعاد الاقتصادية والبيئية لاختيار الصلب
إن اختيار الفولاذ من الدرجة البحرية يؤثر تأثيرا مباشرا على الاقتصاد في المشروع على امتداد دورة الحياة بأكملها، إذ أن تكاليف المواد تمثل عادة ما يتراوح بين 30 و 40 في المائة من مصروفات التصنيع في المؤسسة، ولكن الآثار غير المباشرة لاختيار درجة الفولاذ على إنتاجية اللحام، ومتطلبات الاختبار غير التدميري، ومواصفات نظام التغليف يمكن أن تخفض التكاليف الإجمالية بنسبة تتراوح بين 15 و 20 في المائة، وتخفض درجات التقويم من تواتر الطبقات وتخفض تكاليف النقل والتركيب.
كما أن الاعتبارات البيئية ذات أهمية مماثلة، إذ تمثل إنتاج الصلب ما يتراوح بين 7 و 9 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الصعيد العالمي، كما أن طرق الفرن الكهربائي الحديثة باستخدام الخردة المعاد تدويرها يمكن أن تقلل من البصمة الكربونية من الصلب الأساسي بنسبة تتراوح بين 60 و 70 في المائة مقارنة بالإنتاج التقليدي لفرن الانفجارات، حيث تقدم بعض صناعات الصلب الآن مؤشرات قياسية منخفضة الكربون مع انبعاثات تقل عن 1.0 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الفولاذ، مما يتيح لمطور المزارع أن تُه تُجِه.
البحث والابتكار والجيل القادم من الصلب البحري
فالابتكارات في الفولاذ من الدرجة البحرية تتسارع لتلبية مطالب التوربينات الكبيرة في بيئات أعمق وأبعد، وأحد الاتجاهات الواعدة هو تطوير درجات الطلاء من أجل الاستخدام في الخارج، استنادا إلى مفهوم STM A709 HPS، الذي يحتوي على كميات خاضعة للرقابة من النحاس والفوسفور لتشكل مركباً متماسكاً كثيفاً يمكن أن يزيل الحاجة إلى التغليف في مشاريع التجميل في الغلاف الجوي.
كما أن التركيز الرقمي يحوّل كيفية تحديد وتدبير فولاذ على دورة حياتها، إذ أن مطاحن الصلب تصدر الآن شهادات رقمية ذات قدرة على التتبع الكامل لكيمياء الحرارة، ونتائج الاختبارات الميكانيكية، وسجلات الاختبار غير المدمرة، مما يمكّن أصحاب الأصول من بناء توأم رقمي من أسسهم يمكن أن يتوقّعوا بقاء الحياة الدهنية ذات الصبغة العالية.
مؤسسة أوف شور ويوند غير القابلة للتشكيل
أما في المستقبل، فإن معظم الرياح البحرية ستبنى على الصلب، فمن كيميائيات لوحة الأم إلى نظام الحماية التآكلية النهائي، فإن لكل قرار أثر متعثر على الأداء الهيكلي، وتكاليف المشروع، والتركيب البيئي، والفولاذ البحري ليس منتجا ثابتا؛ فهو نظام مادي دينامي يتطور إلى جانب الصناعة التي يدعمها، حيث أن المصانع التي تعمل على زراعة التربينات والمزارع ذات القدرة على التقدم في المناطق البحرية.