بزرگترین پرسهای هیدرولیک دنیا

تاریخچه بزرگترین پرس های فورج دنیا ارتباط تنگاتنگی با وقایع جنگ جهانی دوم و دوران جنگ سرد دارد.

ترجمه و تنظیم: دکتر مهدی شکوری

درود بر منیزیوم!

پس از شکست آلمان در جنگ جهانی اول، این کشور مجبور به امضای معاهده ورسای در سال 1920 میلادی گردید. به موجب یکی از بندهای این معاهده، این کشور از دسترسی به 55 درصد از منابع سنگ آهن خود محروم گردید. در دهه 1930 و 1940 ذخایر فولاد آلمان نازی به سرعت در حال اتمام بود و دسترسی به منابع جدید نیز ممکن نبود. از سوی دیگر این کشور دارای ذخایر غنی از منیزیوم بود. فلزی سبک و مستحکم که گزینه مناسبی برای ساخت هواپیماهای جت جدید بود. با این حال یک چالش تکنولوژیکی پیش روی مهندسان آلمانی قرار داشت.

فولاد به دلیل خاصیت چکش خواری بالا، به راحتی فورج می شد اما منیزیوم اصلا قابلیت فورج نداشت. منیزیوم زیر ضربات چکش، ترک می خورد و می شکست. دانشمندان رایش سوم برای غلبه بر این مشکل، فرایند شکل دهی جدیدی را توسعه دادند که بخصوص در مورد قطعات بزرگ کاربرد داشت: فرایند شکل دهی با سرعت کنترل شده.

جنگ سرد، فلز گرم

پس از جنگ جهانی دوم، رقابت تسلیحاتی آمریکا و روسیه موسوم به جنگ سرد آغاز شد و جهان را به مدت حدود نیم قرن دو قطبی نمود. دوره ای که تسلیحات هوایی نقشی کلیدی ایفا نمودند. تحقیقات متالورژی منجر به ابداع تکنولوژیها و مواد جدیدی شده که باعث سبکتر و سریعتر شدن هواپیماهای نظامی گردیده اند.

با ظهور هواپیماهای جت و افزایش تنشهای وارده بر آنها، تقاضا برای آلیاژها و فرایندهای کارآمدتر بیشتر شد. از این رو آلیاژهای تیتانیوم، منیزیوم و آلومینیوم جایگزین فولاد شدند و فرایندهای ماشینکاری مختص آنها نیز توسعه یافت. فرایند فورج، چنانچه دیده ایم، مناسب شکل دهی این مواد نیست. زیرا به منظور حصول اطمینان از جهت گیری مناسب رشته های این فلزات و عدم تشکیل جوانه های ترک، نیاز به قالبهای بسته برای فورج این فلزات هست. فورج قالب بسته با استحکام بالا، نیاز به دستگاههای قدرتمند و بزرگی دارد که پیش از آن دیده نشده بود.

برای تسلط بر جهان باید بر آسمانها مسلط شد و برای تسلط بر آسمانها، ابتدا می بایست بر فلزات تسلط یافت.

میراث جنگ

در حالیکه در آمریکا بمب افکنهای بوئینگ B-17Stratofortress وB-29  به روش پرچ کردن قطعات فلزی مجزا، مونتاژ می شدند، در آلمان قطعات سبک و پر استحکام منیزیومی و آلومینیومی بطور یکپارچه ساخته می شد. مهندسان رایش سوم برای تولید این قطعات، یک پرس هیدرولیکی 33000 تنی و دو پرس کوچکتر 16500 تنی ساختند و بدین ترتیب موفق به تولید اولین جت جنگنده Messerschmitt Me262 شدند.

با شکست آلمان در جنگ جهانی دوم، دو پرس کوچکتر توسط آمریکا و پرس بزرگتر توسط شوروی به غنیمت گرفته شد. آمریکا از بیم آنکه این پرس عظیم باعث افزایش توان نظامی شوروی گردد، برنامه پرس سنگین خود را با هدف ساخت بزرگترین پرس فورج دنیا آغاز نمود.

برنامه پرس سنگین

طی این برنامه مابین سالهای 1950 تا 1957 میلادی، 6 پرس اکستروژن و 4 پرس پانچ ساخته شد. دو عدد از این پرسهای 50000 تنی هنوز هم در حال کار هستند.

غول آلومینیوم دنیا

یکی از این پرسها توسط شرکت ماشین آلات Mesta ساخته شد. وزن آن 8000 تن و ارتفاع آن 27 متر است. ابعاد میز کار این پرس 3700×7900 میلیمتر و کورس آن 1800 میلیمتر است. این پرس از سال 1955 توسط غول آلومینیوم دنیا، شرکت Alcoa، اداره می شد که در سال 1982 آنرا از حکومت آمریکا خریداری نمود.

در سال 2009 فعالیت این پرس برای تعمیر ترکهای پایه های اصلی آن متوقف شد. نوسازی این پرس حد.د 100 میلیون دلار هزینه برداشت و کارکرد آن تا حداقل 50 سال آینده تضمین گردید.

پرس دوم توسط شرکت Loewy Hydropress ساخته شد و از اکتبر 1955 توسط شرکت گوردون-وایمن (تجهیزات شماره 63 نیروی هوایی) در گرافتن ماساچوست به کارگرفته شد. در مدار هیدرولیک آن امولوسیون روغن-آب در فشار 310 بار و نرخ جریان 45000 لیتر بر دقیقه استفاده می شد. هر دو دستگاه برای تولید قطعات هواپیماهای بوئینگ 747، بمب افکن پنهانکار و جنگنده F-35 استفاده شده اند.

تیتانیوم

پیشتازی آمریکا برای در اختیار داشتن بزرگترین پرس دنیا، تنها 2 سال طول کشید. در سال 1975 شرکت اوکراینی Mashino Stroitelny Zavod (NKMZ) Novokramatorsky که متخصص تجهیزات فولادی بود، دو پرس 75000 تنی ساخت. یکی از آنها که در شهر سامارا نصب شد، هم اکنون به شاخه روسی شرکت Alcoa تعلق دارد. دومی در شهر ورخنیسا سالدا نصب شد و توسط شرکت VSMPO – AVISMA، بزرگترین تولید کننده تیتانیوم و سایر آلیاژهای خاص در دنیا، استفاده گردید. ابعاد میز کار هر دو دستگاه 3500×16000 میلیمتر و ارتفاع آنها 35 متر است که 22 متر آن در زیر زمین قرار دارد.

فرانسه سومین کشوری بود که پرس هیدرولیک با تناژهای بالا ساخت. یک پرس 65000 تنی که توسط شرکت اوکراینی NKMZ ساخته و در شهر ایزوایر طی سالهای 1974 تا 1976 نصب شد. این پرس متعلق به شرکت Interforge است و با 36 متر ارتفاع قطعات شرکتهای بوئینگ، ایرباس و صنایع هوافضا و حمل و نقل را تولید می کند.

این غولهای فولادی طی دهه های متمادی، صحنه رقابت را به انحصار خود درآورده بودند. در آوریل 2013، ژاپن نیز با یک پرس هیدرولیکی 50000 تنی به باشگاه پرس داران غول پیکر پیوست. پس از 60 سال، آمریکا نیز یک پرس هیدرولیکی فورج 60000 تنی توسط گروه SMS ساخت. این پرس که توسط شرکت Weber Metals در کالیفرنیا مدیریت می شود، از اکتبر 2018 آغاز به کار کرده است.