نوآوری داخلی: افزایش ۱۵ برابری عمر پره‌های توربین با پوشش‌های نانومقیاس

پوشش‌های نانومقیاس به عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای ارتقای کیفیت و کاهش هزینه‌ها در صنایع مختلف، اکنون به واسطه نوآوری‌های یک شرکت فناور داخلی، توانسته‌اند عمر قطعات کلیدی صنعتی را تا چندین برابر افزایش دهند. این دستاورد بزرگ که از افزایش مقاومت پره‌های توربین آغاز شده و تا رشد چشمگیر ظرفیت تولید قالب‌های آلومینیومی ادامه یافته، نقشی تعیین‌کننده در ارتقای بهره‌وری و جلوگیری از توقف خطوط عملیاتی ایفا می‌کند.

اهمیت پوشش‌های نانومقیاس در صنعت

حسن علم‌خواه، مدیرعامل شرکت توسعه‌دهنده این فناوری، با تاکید بر جایگاه کلیدی این پوشش‌ها، اظهار داشت که این نوآوری‌ها به طور مستقیم در کاهش خوردگی، فرسایش و استهلاک تجهیزات نقش دارند و می‌توانند عمر مفید قطعات را چند برابر کنند.

پوشش‌های نانومقیاس می‌توانند عمر قطعات را تا چندین برابر افزایش دهند و از توقف خطوط عملیاتی جلوگیری کنند.

جهش ۱۵ برابری در دوام پره‌های توربین گازی

یکی از چالش‌های اصلی در بخش‌های عملیاتی، ورود ذرات ریزتر از ۱۰ میکرون به توربین‌های گازی است که با عبور از فیلترها، به مرور سطح پره‌ها را تخریب کرده و باعث افت راندمان می‌شوند. پوشش‌های نانومقیاس توسعه‌یافته، این مشکل را به طور چشمگیری بهبود بخشیده‌اند.

داده‌های عملیاتی نشان می‌دهند که تفاوت عملکرد میان پره‌های معمولی و نمونه‌های دارای پوشش نانویی حیرت‌انگیز است. برای درک بهتر این جهش، مقایسه زیر ارائه شده است:

این افزایش بیش از ۱۵ برابری در دوام، نقش مهمی در جلوگیری از هزینه‌های سنگین تعمیرات و توقف عملیات دارد. این شرکت تاکنون پروژه موفق پوشش‌دهی ۱۲ توربین در یک مجموعه فعال حوزه انرژی را به سرانجام رسانده است.

افزایش ۱۰ برابری ظرفیت تولید قالب‌های آلومینیوم

حوزه دیگری که نتایج قابل‌توجهی از این فناوری در آن مشاهده شده، تولید پروفیل آلومینیومی است. قالب‌های پروفیل تحت تنش‌ها و فشارهای مداوم قرار دارند و در حالت عادی، ظرفیت تولید محدودی دارند:

• ظرفیت تولید قالب‌های معمولی: حدود ۳۰۰ کیلوگرم پروفیل.
• ظرفیت تولید با اعمال پوشش‌های سرامیکی نانو: ۳۲۰۰ کیلوگرم پروفیل.

این جهش بیش از ۱۰ برابری در ظرفیت تولید، به طور مستقیم هزینه‌های تولید را کاهش داده و سرعت روندهای عملیاتی را تسریع می‌بخشد.

کاربردهای گسترده و مزایای اقتصادی

پوشش‌های نانویی توسعه‌یافته توسط این شرکت، تنها محدود به توربین‌ها یا قالب‌های آلومینیوم نیستند و در حوزه‌های گسترده‌ای کاربرد دارند:

• صنایع هوایی و خودروسازی: افزایش دوام قطعات حیاتی.
• نفت و گاز: مقاومت در برابر محیط‌های فرسایشی و خورنده.
• ابزارآلات و قطعات سنگین: کاهش سایش و افزایش عمر مفید.

مدیرعامل شرکت تاکید کرد که اگرچه ممکن است در نگاه اول، افزودن یک پوشش جدید هزینه‌بر به نظر برسد، اما در عمل، این فناوری موجب کاهش هزینه‌های کلی می‌شود؛ زیرا زمان عملیات تولید را افزایش داده، عملکرد ابزار را بهبود بخشیده و دفعات تعمیرات را به شدت کاهش می‌دهد.

به عنوان مثال، قالب‌های فورج با پوشش‌دهی نانو، ۵۰ درصد افزایش در زمان عملیات تولید داشته‌اند و ابزارهای دنده‌زنی با این فناوری دو برابر عمر مفید پیدا کرده‌اند.

فرایند پیشرفته پوشش‌دهی نانو

فناوری پوشش‌دهی مورد استفاده این شرکت برای قطعاتی انجام می‌شود که قابلیت قرارگیری در محفظه خلأ را داشته باشند. این فرایند شامل مراحل زیر است:

1. شستشو و تمیزکاری دقیق قطعات.
2. قرارگیری قطعات داخل دستگاه خلأ.
3. تبخیر فلزاتی مانند تیتانیوم یا کبالت و انتشار اتمی آنها در محیط.
4. تزریق گازهایی همچون نیتروژن و شکل‌گیری واکنش شیمیایی کنترل‌شده.
5. ایجاد لایه‌ای نانوساختار با چسبندگی و سختی بسیار بالا روی قطعه.

این شرکت در حال حاضر با دو دستگاه صنعتی و سه دستگاه آزمایشگاهی، خدمات پوشش‌دهی را به بیش از ۲۰۰ مجموعه در نقاط مختلف کشور ارائه کرده است.

مشخصات فنی برجسته پوشش‌ها

پوشش‌های تولید شده دارای مشخصات فنی چشمگیری هستند که مقاومت آنها را در محیط‌های سخت تضمین می‌کند:

• سختی: بیش از ۲۰۰۰ ویکرز، که حدود ۶ برابر سختی زیرلایه‌های رایج است.
• مقاومت در برابر خوردگی: تا ۷۰۰ ساعت مقاومت در تست اسپری نمکی.

این دستاوردهای کلیدی شامل افزایش قابل‌توجه مقاومت در برابر فرسایش، کاهش سایش، کاهش توقف خطوط تولید و افزایش ظرفیت عملیاتی است. با توجه به عملکرد موفق و بازخوردهای مثبت، انتظار می‌رود دامنه استفاده از پوشش‌های نانومقیاس برای مدیریت مخاطرات و افزایش بهره‌وری تجهیزات، بیش از پیش گسترش یابد.