EN
Болат құбырларды өндірудің шеңберлік экономикадағы рөлі
«Болат өнеркәсібіндегі шеңберлік экономика» түсінігі
Бұрынғы қолдан-жаса-қоқысқа шығар әдісінен айналмалы жүйеге өткенде, яғни материалдарды жай ғана ластандыру орнына қайта-қайта пайдалану арқылы, болат құбырларды өндіру түбегейлі өзгереді. Дәстүрлі әдістер шектеулі ресурстарға күшті тәуелді, ал олардың бәрі бір кезде бітіп қалады, ал айналмалы ойлау қайта қайта пайдалану немесе бұрыннан бар нәрсені қайта жинақтау арқылы материалдардың құнын сақтап қалады. Болат мұндай өзгерістерге ерекше бейім, себебі оны балқытып жаңа өнімдерге айналдырғаннан кейін де оның беріктік қасиеттері сақталып қалады. Бұл болатты сапасын жоғалтпай-ақ шексіз рет пайдалануға мүмкіндік береді. Халықаралық өмірлік цикл бағалау журналының 2016 жылы жарияланған зерттеуіне сәйкес, болатты қайта өңдеу таза жаңа болат құбырлар жасау үшін қажетті энергияның 62-ден 74 пайызын үнемдейді. Мұндай үнемдеулер қоршаған ортаны қорғай отырып құбырлар жасау үшін өте маңызды.
Шеңберлік экономикада болаттың рөлі және материалдың ұзақ қызмет етуі
Инфрақұрылымға арналған заттарда болат құбырлар шынымен де ұзақ уақыт қызмет етеді, жиі елу жылдан астам созылады. Олардың беріктігі салдарынан оларды жиі ауыстыру қажет болмайды, бұл бірнеше онжылдық бойы жаңа материалдардың қажеттілігін шамамен 40% төмендетеді. Сала кәсіпорындарының алдыңғы қатарлы компаниялары оларды одан әрі ұзақ қызмет етуі үшін арнайы коррозияға қарсы қаптамалар қолданып, жеке-жеке ауыстыруға болатын модульді жүйелерді құрастырды. Кейбір құбырлар қазір 75 жылдан астам қызмет етуде. Мұндай ұзақ қызмет ету елдердің көміртек шығарындыларын азайтуына да көмектеседі. 2023 жылы Дүниежүзілік болат ассоциациясы әрбір бір тонна қайта өңделген болатты құбырлар жасауға пайдалану атмосфераға 1,5 тонна CO2 түсуін болдырмауға мүмкіндік беретінін хабарлаған.
Тұрақты инфрақұрылым материалдарына деген сұраныстың өсуі
Бүгінгі күнде біз глобалдық инфрақұрылым жобаларының болаттан жасалған дөңгелек құбырларды таңдауын көбірек байқаймыз, бұл 2020 жылдан бері тұрақты материалдарға деген сұранысты шамамен 38% арттырды, өткен жылғы «Глобалдық инфрақұрылым туралы есеп» деректеріне сәйкес. Қалалар мен энергетикалық компаниялар су жүйелері мен қайталанбалы энергия орнатқыштары үшін қайта өңделген материалдан жасалған болатты таңдап отыр, негізінен шығарындыларға қойылатын талаптар тұрақты түрде қатаңдап келе жатқандықтан және корпорациялар өздері белгілеген нөлдік шығарынды мақсаттарына жеткілері келеді. Осындай циклдік құрылыс материалдарының нарығы 2030 жылға таман шамамен 240 миллиард долларға жетуге дайын. Тұйық циклді өндірістік әдістерге көшкен өндірушілер үшін шынымен ақша үнемдеу мүмкіндігі де бар. Мұндай тәсілді қолданатын компаниялар әдетте қалдық металды қайта өңдеп және операциялар барысында энергия пайдалануды оптимизациялаған кезде шығын тиімділігін шамамен 22% жақсартады.
Болат құбырларды өндіруде Циклдік Жобалау
Құбыр жүйелерінде "Циклдік Жобалау" енгізу
Шеңберлік дизайн концепциясы құбырларды жасау тәсілін өзгертуде, оларды оңай бөлшектеуге, қажет болған кезде жөндеуге және өмір сүру мерзімі аяқталғаннан кейін материалдарды қалпына келтіруге бағытталған. Көптеген инженерлер өздерінің жобаларына стандартты қосылыстарды енгізе бастады. Бұл қосылыстар әдеттегі техникалық қызмет көрсетуді әлдеқайда оңайлатады және 2023 жылғы Дүниежүзілік болат ассоциациясының зерттеуіне сәйкес материалдардың шамамен 80-90 пайызын қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Бұл әдістің тартымдылығы - дәстүрлі дәнекерленген жүйелермен салыстырғанда бүкіл инфрақұрылымды ауыстырудың қажеттілігін шамамен 38 пайызға дейін азайтады. Сонымен қатар, басқа материалдар сәтсіз болуы мүмкін қиын жағдайларда да осы құбырлар коррозияға қарсы жақсы төзімді болып қалады.
Қайта пайдалану мен қайта жасауға мүмкіндік беретін модульді болат құбыр жүйелері
Модульді құрылыс болат құбыр желілерін толық ауыстырмай-ақ бейімдеуге мүмкіндік береді. 2023 жылғы зерттеу бойынша бұл жүйелер мыналар арқылы жаңа материалдарға деген қажеттілікті 30% азайтады:
- 15 жылдан астамға есептелген ауыстырылатын біріктіру бөлшектері
- Әртүрлі ұрпақтар арасында үйлесімділікті қамтамасыз ететін стандартталған диаметрлер
- Дәлме-дәл қоймадағы тауар айналымын бақылауға мүмкіндік беретін кіріктірілген RFID таңбашалары
Бұл сипаттамалар операторлардың болат құбырлар өндірісіндегі шеңберлік экономика мақсаттарымен сәйкестендіре отырып, біртіндеп жаңарту жасауына мүмкіндік береді.
Болат құбырлар өндірісіндегі Өмірлік циклды бақылау үшін Дигиталдық егіздер
Цифрлық егіз технологиясы материалдың бұзылуы мен жұмыс сапасын нақты уақыт режимінде бақылауға мүмкіндік береді. Цифрлық егіздерді қолданатын қондырғылар техникалық қызмет көрсету мен қайта өңдеу уақытын алдын ала болжау арқылы активтерді пайдалану деңгейін 22% арттырады. Бұл мүмкіндік құбырлар желісінің бүтіндігін ондаған жылдар бойы сақтай отырып, болаттың 94% қайта өңделу көрсеткішін максималдандырады.
Болат құбырлар өндірісіндегі Қайта өңдеу және Ресурстық тиімділік
Мельстердегі болаттың қайта өңделуі мен заманауи қайта өңдеу процестері
Болаттың ерекше қасиеттері оны беріктігін немесе сапасын жоғалтпай көп рет қайта өңдеуге мүмкіндік береді, сондықтан ол әлем бойынша құрылыс материалдары арасында қайта өңдеу үшін негізгі таңдау болып табылады. Қазіргі уақытта қайта өңдеудің көбі электр доғалы пештер (EAF) арқылы жүзеге асырылады, бұл үдеріс қалдық металды балқытады және дәстүрлі домна пештерімен салыстырғанда шамамен 60 пайызға аз көміртек диоксидін шығарады. Өмірлік цикл бойынша зерттеулер де өте елеулі нәтиже көрсетті – біз таза шикізаттан жаңа болат жасауға қарсы бір тонна болатты қайта өңдесек, атмосфераға шамамен 1,5 тонна көміртек шығынын алдын ала аламыз. Мұндай тиімділік болатты қайта өңдеуді тек қана практикалық ғана емес, сонымен қатар құрылыс саласындағы экологиялық әсерді азайту үшін маңызды факторға айналдырады.
90%-дан астам глобалды болат қайта өңдеу коэффициенті және құбыр өндірісіне әсері
Бүкіләлемдік болатты қайта өңдеу көрсеткіші 92% құрайды, ал диаметрлерінің біркелкілігі мен материалдың тазалығына байланысты болат құбырлары ерекше жақсы қалпына келтіріледі. Бұл жоғары қалпына келтіру көрсеткіші өндірілетін болаттың әрбір тоннасына шаққанда темір кенін 1,4 тоннаға азайтады және өнеркәсіптегі шикізатты тарту стратегияларын түбегейлі өзгертеді.
Болат құбырлар өндіруде ресурстарды үнемдеу стратегиялары
Қазіргі заманғы зауыттар EAF жұмыстарын ресурстарды үнемдеудің алдыңғы қатарлы шараларымен үйлестіреді:
- Суды қайта пайдалану жүйелері, пайдаланудың 90% деңгейіне жету
- Энергия тұтынуды 15–20% азайтатын қалдық жылу қайта өңдеу қондырғылары
- Шығымның 0,5%-дан төмен болуын қамтамасыз ететін жасанды интеллект негізіндегі материалдарды оптимизациялау
Тұйық циклды жүйелер мен интеграцияланған өндіріс орталықтарындағы өнеркәсіптік симбиоз
Инновациялық зауыттар цемент өндірушілер мен электр станцияларымен бірлесе отырып, симбиотикалық өнеркәсіптік экожүйелерді жасайды. Теміртастағы шлак цементтегі негізгі қоспаға айналады, ал теміртастың масштабтық қалдықтары тікелей тотықсыздандырылған темір өндірісіне қажетті шикізат болып табылады – бұл қалдық ағымдарын құнды кірістерге және жаңа табыс бағыттарына айналдырады.
Тұрақты дамудағы болат өндіруде энергияны үнемдеу және шығарындыларды азайту
Болат құбырларды өндіруде электр доғалы пештер арқылы энергияны үнемдеу
Электр доғалы пештер, немесе қысқаша алатын болсақ, EAF-пештер болат құбырларды энергияға тиімді жасауда үлкен рөл атқарады. Олар кәдімгі домна пештерімен салыстырғанда шамамен екі есе аз энергия қолданады, бұл көрсеткішті бір жыл бұрын NY Engineers зерттеуі дәлелдеді. Бұл пештердің ерекшелігі – олар қайта өңделген металл қалдықтарын пайдаланып, берік болат құбырлар жасай алады. Бұл зауыттарға таза темір рудасын қазып алуға соншалықты сәйкес болмауын білдіреді. Американың бүкіл аумағындағы цифрларға назар аударсақ, болат құбыр жасайтын кәсіпорындардың көбі (шамамен 70%) осы EAF технологиясына көшті. Сонымен қатар, бұл жаңа әдістер көміртек диоксидінің шығарылуын қатты төмендетеді, әрбір жасалған болат тоннасына шамамен 1,5 метрикалық тоннаға дейін CO₂ үнемдеу мүмкіндігі бар.
Қайта өңдеуде қолданылған әрбір қалдық тоннасына шаққандағы CO₂ үнемдеу
Климат өзгерісімен күресу туралы болса, қайта өңдеу шынымен айырмашылық жасайды. 2022 жылы Journal of Cleaner Production журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, электр доғалы пештерде өңделетін әрбір тонна қалдық металдан атмосфераға шамамен 1,67 метрикалық тонна көміртек диоксидінің түсуін алдын алуға болады. Толық қайта өңдеу циклі де көміртек шығарындыларын азайтуға көмектеседі, себебі қайта өңделген материалдан жасалған болат құбырлар жаңа болаттың 95%-ын сақтап, әлі де жақсы қолданылады. Инженерлердің қазір құбыр жұмыстары үшін әртүрлі материалдардың қаншалықты экологиялы болатынын нақты өлшеуге мүмкіндік беретін жаңа өмірлік циклды талдау құралдары бар, сапаны төмендетпей отырып, көміртек іздерін азайтатын нұсқаларды таңдауды оңайлатады.
Тұрақты даму болат өндірісіндегі инновация ретінде сутек негізіндегі тотықсыздандыру әдістері
Кейбір алға қарай ойлайтын болат өндірушілер темір жасау процесінде дәстүрлі кокстік көмірді жасыл сутегімен ауыстыратын сутегіге негізделген тікелей қалпына келтірілген темір жүйелерін (H2 DRI) сынақтан өткізуде. Темір өндіруде шамамен 95-98 пайызға дейінгі көмірқышқыл газының шығарындыларын қысқарту мүмкіндігі бар тестілердің нәтижелері де белгілі болды. Бұл дүниежүзілік өнеркәсіптік шығарындылардың жеті пайызын құрайтын тек темір рудасын өңдеуді ескерсек, бұл өте елеулі. H2 DRI әдістерін жаңартылған энергиямен жұмыс істейтін электр доғалы пештерімен қосып қолдансаңыз, болат құбырлар бірден ерекше материалға айналады. Олар атмосфераға шамамен ештеңе шығармай, болашақтың су құбырлары мен энергетикалық желілерін салу үшін негізгі материалға айналуы мүмкін.
ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР
Болат құбыр өнеркәсібіндегі шеңберлік экономика дегеніміз не?
Болат құбырлар өнеркәсібіндегі тұйық экономика қалдықтарды азайту, ресурстарды сақтау және әлсіз әсер ету үшін материалдарды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға бағытталған. Болат көптеген қайта өңдеу процестерінен кейін қасиеттерін сақтайтындықтан осы тәсіл үшін идеалды материал болып табылады.
Модульді болат құбырлар жүйелері тұрақты дамуға қалай үлес қосады?
Модульді болат құбырлар жүйелері бүкіл жүйелерді толық ауыстыру қажеттілігінсіз оңай техникалық қызмет көрсетуге және компоненттерді ауыстыруға мүмкіндік береді. Бұл материалдарды пайдалануды азайтады және тұйық экономиканың принциптерін қолдайды.
Электр доғалы пештер (EDP) тұрақты болат өндіруде қандай рөл атқарады?
Электр доғалы пештер (EDP) дәстүрлі домна пештерімен салыстырғанда энергияны пайдалануды және көміртегі шығарындыларын ә существенно төмендету үшін болат құбырлар жасау үшін қайта өңделген қалдықтарды пайдаланатындықтан тұрақты болат өндіру үшін маңызды.
Сутегі негізіндегі темір өндіру қоршаған ортаға қалай көмектеседі?
Сутегіге негізделген темір өндіру кокстелген көмірді жасыл сутегімен ауыстырады, бұл темір өндіру процесі кезінде көміртегі шығарындыларын резак төмендетеді және экологиялық таза болат өндіруді қамтамасыз етеді.