ধাতব ফ্ল্যাঞ্জঃ পারমাণবিক প্রকৌশল, অর্ধপরিবাহী উত্পাদন, এবং সবুজ শক্তি রূপান্তর মধ্যে সমালোচনামূলক উপাদান
উচ্চ-প্রযুক্তি এবং মিশন-সমালোচনামূলক শিল্পের ক্ষেত্রে, ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলি কেবলমাত্র সংযোগকারী হিসাবে তাদের ভূমিকা অতিক্রম করে, সুনির্দিষ্ট উপাদানগুলিতে বিকশিত হয় যা নিরাপত্তা, দক্ষতা,এবং সবচেয়ে কঠিন অবস্থার অধীনে অপারেশনাল অখণ্ডতাএই প্রবন্ধে তিনটি বিশেষায়িত সেক্টরের জন্য ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলি কীভাবে ডিজাইন করা হয় তা পরীক্ষা করা হয়েছেঃ পারমাণবিক শক্তি, অর্ধপরিবাহী উত্পাদন,এবং সবুজ শক্তির রূপান্তর প্রত্যেকটি উপাদান বিজ্ঞান অনন্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন, নকশা নির্ভুলতা, এবং নিয়ন্ত্রক সম্মতি।
পারমাণবিক প্রকৌশলে ধাতব ফ্ল্যাঞ্জ: বিকিরণ, তাপ, এবং চাপ প্রতিরোধ
পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি এমন পরিবেশে কাজ করে যেখানে উপাদানগুলি তীব্র বিকিরণের শিকার হয়, চরম তাপমাত্রা (500°C পর্যন্ত) এবং 150 বার অতিক্রম করে,একই সময়ে রেডিওএক্টিভ উপাদান মুক্তি রোধ করার জন্য পরম ফুটো-নিরোধের প্রয়োজনপারমাণবিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলিকে কঠোর নিরাপত্তা মানদণ্ড পূরণ করতে হবে, যেমন আন্তর্জাতিক পারমাণবিক শক্তি সংস্থা (আইএইএ) এবং এএসএমই বিভাগ III দ্বারা পারমাণবিক উপাদানগুলির জন্য নির্ধারিত।
বিকিরণ প্রতিরোধের জন্য উপাদান নির্বাচন
- জিরকোনিয়াম মিশ্রণ: রিঅ্যাক্টর শীতল তরল সিস্টেমে ব্যবহৃত, জিরকোনিয়াম -৪ এবং জিআরএলও® ফ্ল্যাঞ্জ উচ্চ তাপমাত্রার জলে এবং নিম্ন নিউট্রন শোষণে ব্যতিক্রমী ক্ষয় প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয়,পারমাণবিক বিক্রিয়া দক্ষতা বজায় রাখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ.
- নিকেল-ভিত্তিক খাদ (ইনকনেল ৬০০/৬৯০): বাষ্প জেনারেটর এবং কন্টেনমেন্ট পাত্রে, এই মিশ্রণগুলি ক্লোরাইড-প্ররোচিত স্ট্রেস ক্ষয় প্রতিরোধ করে এবং দীর্ঘমেয়াদী বিকিরণের এক্সপোজারে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি বজায় রাখে।
নিরাপত্তা এবং রক্ষণাবেক্ষণের জন্য নকশা
- ডাবল-কন্টেনশন ফ্ল্যাঞ্জ: প্রাথমিক সার্কিট ফুটো বিরুদ্ধে একটি বাধা তৈরি করার জন্য একটি মাধ্যমিক সিলিং বা ঝালাই overlay বৈশিষ্ট্য, চাপযুক্ত জল চুল্লি (PWRs) দেখা হিসাবে।
- রিমোট-হ্যান্ডলিং সামঞ্জস্য: বর্জ্য জ্বালানী হ্যান্ডলিং সিস্টেমের ফ্ল্যাঞ্জগুলি সরলীকৃত বোল্ট প্যাটার্ন এবং অ্যান্টি-গ্যালিং লেপ দিয়ে ডিজাইন করা হয় (যেমন,নিকেল - ফসফরাস প্লাটিং) উচ্চ-রেডিয়েশন অঞ্চলে রোবোটিক রক্ষণাবেক্ষণ সক্ষম করতে.
কঠোরতার পরীক্ষা
ফ্ল্যাঞ্জগুলি কঠোর যোগ্যতা অর্জন করে, যার মধ্যে রয়েছেঃ
- বিকিরণ পরীক্ষা: নিউট্রন বোমা হামলার অনুকরণ করা এবং দশকের পর দশক ধরে উপাদানটির নমনীয়তা হ্রাস না হওয়া নিশ্চিত করা।
- তাপীয় শক পরীক্ষা: দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তনের সময় পারফরম্যান্স যাচাই করা, যেমন দুর্ঘটনা-সহিষ্ণু চুল্লি ডিজাইনের ক্ষেত্রে ঘটে।
অর্ধপরিবাহী উৎপাদনে ধাতব ফ্ল্যাঞ্জঃ অতি-পরিচ্ছন্নতার সাধনা
অর্ধপরিবাহী উত্পাদন দূষণ মুক্ত পরিবেশের প্রয়োজন, যেখানে এমনকি অল্প পরিমাণে কণা বা বহির্মুখী উপাদানগুলিও ওয়েফারকে ত্রুটিযুক্ত করতে পারে।অতি-উচ্চ ভ্যাকুয়াম (ইউএইচভি) এবং ক্ষয়কারী রাসায়নিক বিতরণ সিস্টেমের ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলি বিশুদ্ধতা এবং পৃষ্ঠের সমাপ্তির জন্য এসইএমআই মান পূরণ করতে হবে.
পরিষ্কার পরিবেশের জন্য উপকরণ
- ইলেক্ট্রো - পোলিশ স্টেইনলেস স্টীল (316L VAR): ভ্যাকুয়াম-রেটযুক্ত ফ্ল্যাঞ্জগুলি অণুসংক্রান্ত আঠালো হ্রাস করার জন্য পৃষ্ঠের রুক্ষতা < 0.2μm অর্জনের জন্য ইলেক্ট্রো-পোলিশিংয়ের মধ্য দিয়ে যায়।ভার্জিন অ্যানোড রিমেল্ট (ভিএআর) ইস্পাত কার্বন এবং সালফার মত ইন্টারস্টিশিয়াল অমেধ্য হ্রাস করে.
- নিকেল প্লাটিং: ইউএইচভি চেম্বারগুলিতে (≤ 10−9 mbar·L/s) কম আউটগ্যাসিং হার বজায় রেখে ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (এইচসিএল) গ্যাস লাইনের তামার ফ্ল্যাঞ্জগুলিতে প্রয়োগ করা হয়।
ফুটো বন্ধ করার জন্য ডিজাইন
- ফ্ল্যাশ ফ্ল্যাঞ্জ: ইউএইচভি সিস্টেমে (১০-১২ এমবিআর পর্যন্ত) একটি হার্মেটিক সিল তৈরি করার জন্য ছুরি-কান ফ্ল্যাঞ্জের মধ্যে সংকুচিত একটি তামা বা অ্যালুমিনিয়াম গ্যাসকেট ব্যবহার করুন।এগুলি প্লাজমা ইটচিং এবং রাসায়নিক বাষ্প জমাট বাঁধার (সিভিডি) সরঞ্জামগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ.
- গ্যাসকেটবিহীন ঝালাই ফ্ল্যাঞ্জ: আল্ট্রা-প্যুর ওয়াটার (ইউপিডাব্লু) লাইনের জন্য অরবিটাল ওয়েল্ডিং ব্যবহার করুন, গ্যাসকেট উপকরণগুলি বাদ দিন যা আয়নিক দূষণকারীকে প্রবেশ করতে পারে।
দূষণ নিয়ন্ত্রণ
- ক্লিন রুম প্যাকেজিং: ফ্ল্যাঞ্জগুলি স্ট্যাটিক মুক্ত উপকরণগুলিতে ডাবল-ব্যাগ করা হয় এবং ইনস্টলেশনের আগে আর্দ্রতা এবং উদ্বায়ী জৈব যৌগগুলি (ভিওসি) অপসারণের জন্য 150°C এ বেক করা হয়।
- হিলিয়াম ম্যাস স্পেকট্রোমেট্রি: প্রতিটি ফ্ল্যাঞ্জ জয়েন্টের ফুটো পরীক্ষা করা হয় যাতে হার < 1 × 10−10 mbar·L/s নিশ্চিত হয়, যা বেশিরভাগ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অভূতপূর্ব মান।
সবুজ শক্তির পরিবর্তনে ধাতব ফ্ল্যাঞ্জঃ পুনর্নবীকরণযোগ্য চাহিদার সাথে মানিয়ে নেওয়া
বিশ্বকে পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির দিকে স্থানান্তরিত করার সাথে সাথে, ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলিকে ভূ-তাপীয়, জোয়ার এবং হাইড্রোজেন সিস্টেমের অনন্য চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করতে হবে।এবং আক্রমণাত্মক রাসায়নিক.
ভূতাত্ত্বিক শক্তি: উচ্চ তাপমাত্রার স্লাইনে বেঁচে থাকা
- উচ্চ-ক্রোমিয়াম খাদ (25Cr35Ni): ভূতাত্ত্বিক কূপের ফ্ল্যাঞ্জগুলি 300°C পর্যন্ত স্যালুইনগুলিতে ক্লোরাইড এবং সালফাইড ক্ষয় প্রতিরোধ করে। তাদের নকশায় ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘ
- প্রসারিত গ্রাফাইট গ্যাসকেট: পরিবেশগত মানের জন্য অ্যাসিবেস্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলিকে প্রতিস্থাপন করে বাষ্প পৃথকীকরণ ইউনিটগুলিতে তাপ পরিবাহিতা এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের প্রস্তাব।
জোয়ার এবং তরঙ্গ শক্তিঃ সমুদ্রের পরিবেশের স্থায়িত্ব
- সুপার অস্টেনাইটিক স্টেইনলেস স্টীল (904L): সমুদ্রতল টারবাইনগুলির জন্য সমুদ্রের নীচে ফ্ল্যাঞ্জগুলিতে ব্যবহৃত হয়, সমুদ্রের জল থেকে গর্ত এবং জৈবিক ফাউলিংয়ের জন্য উচ্চতর প্রতিরোধের সরবরাহ করে।
- ক্যাথোডিক সুরক্ষা সামঞ্জস্য: ফ্ল্যাঞ্জগুলি জিংক সমৃদ্ধ ইপোক্সি প্রাইমারের সাথে আবৃত এবং বিভিন্ন ধাতুগুলির মধ্যে গ্যালভানিক ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য নন-মেটালিক বিচ্ছিন্নতা কিট দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে (যেমন,ইস্পাত ফ্ল্যাঞ্জ এবং অ্যালুমিনিয়াম টারবাইন উপাদান).
হাইড্রোজেন অর্থনীতিঃ ভঙ্গুরতা এবং ফুটোর সমাধান
- হাইড্রোজেন-প্রতিরোধী খাদ (নিকেল-ভিত্তিক ইনকলোই 825): হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং স্টেশন এবং পাইপলাইন নেটওয়ার্কের ফ্ল্যাঞ্জগুলি হাইড্রোজেন-প্ররোচিত ক্র্যাকিংয়ের (এইচআইসি) প্রতিরোধের জন্য পরীক্ষিত উপকরণ থেকে তৈরি করা হয় যা 700 বার পর্যন্ত চাপে।
- ধাতব - জ্যাকেট গ্যাসকেট: হাইড্রোজেনের কম আণবিক আকারের ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য একটি ধাতব বাইরের স্তরকে একটি নরম অভ্যন্তরীণ কোর (উদাহরণস্বরূপ, গ্রাফিল) এর সাথে শক্তির জন্য একত্রিত করুন, যাতে সিলগুলি কয়েক দশক ধরে পরিষেবাতে টাইট থাকে।
ভবিষ্যতের প্রবণতাঃ উপাদান - ডিজাইন ইন্টারফেসে উদ্ভাবন
- অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং (3D প্রিন্টিং): সমুদ্রের বায়ু টারবাইনগুলির হালকা ওজনযুক্ত ফ্ল্যাঞ্জগুলির জন্য জটিল গ্রিজ কাঠামো সক্ষম করে, শক্তি বজায় রেখে 30% দ্বারা উপাদান ব্যবহার হ্রাস করে।
- ন্যানোকম্পোজিট লেপ: কার্বন ন্যানোটিউব-প্রতিরোধী পলিমার তৈরি করা হচ্ছে কার্বন ক্যাপচার তরল বা অ্যাসিডিক খনির রিজল্টের সংস্পর্শে আসা ফ্ল্যাঞ্জগুলির ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য।
- ডিজিটাল টুইন: ভার্চুয়াল মডেলগুলি রিয়েল-টাইমে ফ্ল্যাঞ্জ পারফরম্যান্স পূর্বাভাস দেয়, পারমাণবিক বাষ্প টারবাইনগুলির মতো সমালোচনামূলক সিস্টেমগুলির জন্য রক্ষণাবেক্ষণের সময়সূচী অপ্টিমাইজ করে।
সিদ্ধান্ত
পারমাণবিক চুল্লির কঠোর পরিবেশ থেকে শুরু করে অর্ধপরিবাহী কারখানার অতি-পরিচ্ছন্ন চেম্বার এবং জোয়ার ফার্মগুলির ক্ষয়কারী সমুদ্র পর্যন্ত ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলি প্রকৌশল অভিযোজনযোগ্যতার উদাহরণ।.তাদের বিবর্তন উপাদান বিজ্ঞানের অগ্রগতি, সুনির্দিষ্ট উত্পাদন, এবং নিরাপত্তা এবং কর্মক্ষমতা উপর একটি আপোষহীন ফোকাস দ্বারা চালিত হয়।ধাতব ফ্ল্যাঞ্জগুলি একটি নীরব কিন্তু অপরিহার্য সক্রিয়কারী হিসাবে থাকবে যা প্রমাণ করে যে এমনকি সবচেয়ে মৌলিক উপাদানগুলিও আগামীকালের চ্যালেঞ্জগুলির জন্য পুনরায় কল্পনা করা যেতে পারে.