تقليل حجم مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ في منشأة نووية دون استخدام الحرارة

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في المنشآت النووية — أنابيب الدوائر الرئيسية، مكونات الضغط، بطانات الأوعية، العناصر الهيكلية، معدات مساعدة ملوثة. وعند بدء التفكيك، يصبح تقليل حجم هذه المكونات ضرورة عملية. التحدي لا يكمن في القطع ذاته؛ بل في كيفية القطع عندما يكون المعدن ملوثاً والبيئة تفرض قيوداً على ما يمكن إدخاله إلى منطقة العمل.

طرق القطع الحراري — مثل قوس البلازما وقص الأوكسجين — هي الأساليب الصناعية الشائعة لقطع الفولاذ. في معظم الأماكن، تكون سريعة واقتصادية. أما في المنشأة النووية، فهي تخلق مشكلة دقيقة: الحرارة الناتجة عند سطح القطع تتسبب بتطاير الملوثات، وتولد أبخرة تحمل مواد نشطة أو ملوثة إلى جو منطقة العمل. السيطرة على هذا التلوث المحمول جواً تتطلب تقنيات متقدمة وتكاليف تشغيل مرتفعة. البديل هو القطع الميكانيكي، الذي يتجنب المشكلة بعدم توليد حرارة عند واجهة القطع.

شمل المشروع تقليل حجم مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي والفولاذ الهيكلي في منشأة نووية، مع استبعاد القطع الحراري لأغراض السيطرة على التلوث.

القيود هنا لم تكن متعلقة بصعوبة القطع أساساً، بل بما لا يمكن للطريقة أن تفعله.

استبعاد القطع الحراري لم يكن خياراً بل شرطاً موقعياً. الحرارة الناتجة عند قطع الأسطح الملوثة لا تبقى في مكان القطع؛ بل تدفع الأنواع المتطايرة والجسيمات الدقيقة إلى جو منطقة العمل فتخلق خطراً داخلياً يصعب احتواؤه ويكلف الكثير لمعالجته. يحافظ القطع الميكانيكي على التلوث حيث بدأ: في موقع القطع، على شكل مواد صلبة يمكن احتجازها عبر نظام الاستخلاص.

كانت المكونات المراد تقليل حجمها ذات حالة تلوث محددة مسبقاً. وكان من المطلوب ألا تؤدي عملية القطع إلى إعادة توزيع التلوث — سواء عبر الأبخرة أو تطاير الرذاذ أو نشر الجسيمات — خارج منطقة العمل المباشرة. ولذا وجب الحصول على أسطح قطع نظيفة، وتحكم في الرايش، وعدم حدوث انتشار ثانوي للتلوث. أي طريقة لا تضمن ذلك كانت خارج نطاق التنفيذ، بغض النظر عن سرعة القطع.

خلط المكونات لم يكن موحداً. بل تضمن مقاطع أنبوبية، عناصر هيكلية مسطحة، وتجميعات مركبة غير منتظمة. إذا نجحت طريقة مع أحد الأشكال بينما تتطلب إعادة تصميم هندسي مع شكل آخر، كان ذلك ليزيد زمن التنفيذ — ومن ثم الجرعة الإشعاعية أثناء القطع. كنا بحاجة إلى طريقة قادرة على التعامل مع جميع الأنواع من دون حاجة لإعادة ترتيب مستمرة.

تقليل الحجم لتغليف النفايات ليس عملاً خشناً. إذ تحدد أبعاد القطع ما إذا كان المكون سيناسب مواصفات الحاوية الخاصة بتصنيفه. القطع الزائد يتطلب تشذيباً ثانوياً — عملية إضافية في منطقة التحكم، وزيادة في جرعة التعرض. القطع الأول يجب أن يكون مطابقاً للمواصفات.

هناك أساليب قطع ميكانيكي عديدة تتعامل مع الفولاذ المقاوم للصدأ. الأسباب وراء اختيار المنشار السلكي الألماسي لهذا النطاق ترجع إلى ثلاثة عوامل رئيسية.

أولاً، عدم وجود تأثير حراري على سطح القطع. إذ يقطع السلك عبر الكشط — بإزالة المادة نتيجة التماس الميكانيكي وليس الانصهار. فلا يوجد منطقة متأثرة بالحرارة، ولا أبخرة تولد، ولا رذاذ من سطح القطع. في نطاق كان عدم توليد رذاذ من المواد الملوثة هو معيار الاستبعاد الرئيسي، كان هذا هو الميزة الحاسمة.

ثانياً، القدرة على التكيف الهندسي. يمكن توجيه السلك حول المقاطع المعقدة، وقطع المكونات الأنبوبية في تمريرة واحدة، والشرائح المسطحة من خلال برمجة مسار القطع باستخدام CNC. النظام الذي تعامل مع المقاطع الأنبوبية الدائرية تمكن أيضاً من قطع العناصر المسطحة والتجميعات غير المنتظمة — بالتحكم بمسار السلك، مع نفس المعدات. حافظ هذا على زمن الإعداد، ومن ثم زمن العمل في المنطقة المحمية، عند الحد الأدنى.

ثالثاً، جودة القطع. ينتج المنشار السلكي الألماسي أسطح قطع نظيفة مع حد أدنى من الحواف الخشنة وثبات في أبعاد القطع. دخلت المكونات المقطوعة حسب المواصفات مباشرة إلى تغليف النفايات من دون الحاجة إلى معالجة إضافية. في برنامج حيث كل خطوة معالجة إضافية تزيد الجرعة الإشعاعية، يكون لهذا الأمر أهمية كبيرة.

تمت معالجة جميع أشكال المكونات — الأنبوبية، الشرائح المسطحة، والتجميعات غير المنتظمة — عبر المنشار السلكي الألماسي دون الحاجة لإعادة تصميم بين أنواع المكونات. تم تعديل مسار السلك حسب الشكل الهندسي؛ وبقي كل شيء آخر ثابتاً.

لم يتم استخدام القطع الحراري في أي مرحلة. وأظهرت المراقبة للملوثات الجوية أثناء عمليات القطع عدم وجود حوادث تعزى للعملية. وتم تحقيق هدف السيطرة على التلوث — بالحفاظ على أي إعادة توزيع للمواد الملوثة ضمن منطقة العمل المباشرة — طوال التنفيذ.

تم احتجاز الجسيمات الناتجة من عمليات القطع بواسطة نظام استخلاص مدمج وجمعها في حاويات مغلقة. وتواصل التصنيف والتسليم مباشرة من وحدات الجمع.

ميزة عملية غالباً ما يتم التغاضي عنها: لم تكن هناك حاجة إلى تصاريح لأعمال ساخنة. ففي بيئات المنشآت النووية، قد تفرض إجراءات التصريح للأعمال الساخنة قيوداً حقيقية على الجدولة. أزال القطع الميكانيكي هذا القيد بالكامل.

تمت القطع بأبعاد متوافقة مع مواصفات تغليف النفايات من أول قطع. ولم تكن هناك حاجة إلى تشذيب ثانوي ضمن النطاق.

كما هو الحال في جميع أعمال إيقاف التشغيل النووي التي نشارك فيها، يتم التعامل مع تفاصيل هذا المشروع — العميل، الموقع، معايير البرنامج — بسرية تامة. ما تم شرحه هنا هو نطاق العمل الفني والمنهجية المُتّبعة.

إذا كانت لديكم مكونات فولاذية في مجال إيقاف تشغيل منشآت نووية أو تعديل منشآت حيث تم استبعاد القطع الحراري أو ظهرت مشكلة بشأنه، فإن هذا هو نوع العمل الذي نقدمه. توفر شركة Dinosaw Machine حلول القطع الميكانيكية بالمنشار السلكي الألماسي لتقليل حجم مكونات الفولاذ في بيئات خاضعة للسيطرة الإشعاعية، وتتم تهيئة الحلول حسب الشكل الهندسي ومتطلبات إدارة النفايات لكل مشروع.

تواصلوا معنا لمناقشة نطاق القطع الخاص بكم.