بزرگترین دستگاه حفاری تونل ۱۰,۰۰۰ تنی با استفاده از مهارت آهنگری باستانی ساخته شد
مهندسین شرکت صنایع سنگین ساخت و ساز راه‌آهن چین (CRCHI) با استفاده از روشی آهنگری با قدمت ۲,۵۰۰ سال، بزرگترین دستگاه حفاری تونل (TBM) جهان را ساخته‌اند. این TBM با وزنی معادل ۱۰,۰۰۰ تُن، به سنگینی برج ایفل است و برتری چین در یک حوزه دیگر از ساختارهای مهندسی سطح بالا را تثبیت می‌کند.
تا پیش از این، چین به عنوان یک غول تولیدی، همچنان به غرب برای تهیه تجهیزات حفاری سنگین وابسته بود که نه تنها گران‌قیمت، بلکه نگهداری آن‌ها نیز پرهزینه بود. چین در سال ۲۰۰۸ برای اولین بار یک TBM تولید داخلی ساخت، اما در دهه بعد توانمندی‌های تکنولوژیکی خود را تا حدی بهبود بخشید که تبدیل به رهبر جهانی در تأمین TBM شد.
ماشین‌های TBM اجزای حیاتی ماشین‌آلات ساخت و ساز زیرزمینی هستند که به مهندسین اجازه می‌دهند در انواع مختلفی از زمین‌ها تونل بزنند. با این حال، این تجهیزات نه تنها یک دستاورد مهندسی بلکه ترکیبی از فناوری‌های برتر از جمله الکترونیک، فناوری اطلاعات و حتی هوش مصنوعی هستند.
بازگشت فناوری ۲,۵۰۰ ساله
شرکت Liebherr رکورد قبلی بزرگترین TBM جهان را با قطر ۲۶ فوت (۸ متر) در دست داشت. با افزایش اندازه، وزن ماشین نیز افزایش می‌یابد که بار تحمل شده توسط لایه سطحی بلبرینگ که ضخامت آن بیش از ۰.۴ اینچ (یک سانتی‌متر) نیست، افزایش می‌یابد.
با تغییر دماهای بلبرینگ اصلی در جریان فرآیند حفاری، ساختار می‌تواند ضعیف شود. مهندسین CRCHI از تکنیکی قدیمی برای ساخت شمشیر برای تقویت فولاد استفاده کردند و این مشکل را حل کردند.
طراحی دقیق و تیز شمشیر Goujian، ساخته شده از برنز برای پادشاه Yue که بین سال‌های ۴۹۶ قبل از میلاد و ۴۶۵ قبل از میلاد زندگی می‌کرد، تحت تأثیر تحقیق مهندسین برای سخت کردن فولاد روی TBM خود بود.
به طور معمول، آهنگران از فرایند خاموش کردن استفاده می‌کنند، جایی که شمشیر را با دمای بالا سخت می‌کنند و سپس سریعاً در آب سرد می‌کنند. با این حال، در مورد شمشیر Goujian، آهنگران شمشیر را در زمان خاموش کردن با خاک رس پوشاندند تا اطمینان حاصل کنند که دما به طور یکنواخت تغییر می‌کند.
با استفاده از همین روش، مهندسین CRCHI مشکل دمای غیریکنواخت خاموش کردن را حل کردند و بزرگترین TBM جهان را ساختند.
از واردکننده به رهبر جهانی
TBM ساخته شده توسط CRCHI دارای قطر ۲۸ فوت (۸.۶۱ متر) و تقریباً سه طبقه ارتفاع است. بلبرینگ که ماشین را به حرکت درمی‌آورد وزنی بیش از ۱۰,۰۰۰ تُن دارد یا به اندازه برج ایفل سنگین است و از بیش از ۳۰,۰۰۰ قطعه تشکیل شده است.
تکمیل موفقیت‌آمیز این پروژه، همچنین چین را به یک رهبر جهانی در ساخت بلبرینگ‌های با قطر بزرگ تبدیل کرد، اما این دستاورد به زمان نیاز داشت.
حتی پس از تبدیل شدن به تأمین کننده اصلی TBM ها، چین همچنان به سرمایه‌گذاری در بهبود طراحی بلبرینگ‌های اصلی ادامه داد و در سال ۲۰۱۹ یک مؤسسه تحقیق و طراحی برای این مشکل خاص تأسیس کرد. با همکاری آکادمی علوم چین، CRCHI همچنین بر روی پروژه‌های تحقیق و توسعه برای تولید بلبرینگ‌ها کار کرد، به گزارش South China Morning Post .
این دستاورد که اکنون اعلام شده است، از طریق آزمایش با مواد و فرآیندها طی سالیان به دست آمده است.
