Študija primera: Naše jeklo v vesolju

Vesoljska industrija doživlja hitro rast, ki jo poganja vse večje število raziskovalnih in komercialnih vesoljskih letov. Z rastjo industrije se povečuje tudi povpraševanje po materialih, ki so kos najzahtevnejšim okoljem. Ti materiali morajo zagotavljati izjemno toplotno stabilnost, mehansko trdnost, odpornost proti utrujanju in dolgoročno zanesljivost. 

Takšne zahteve presegajo zgolj proizvodne zmogljivosti. Zahtevajo poglobljeno metalurško znanje, močno raziskovalno-razvojno podporo in celostno obvladovanje procesov. Skupina SIJ je s tem projektom dokazala, da vse te pogoje ne le izpolnjuje, temveč jih tudi presega. 

Izziv: Razvoj jekla, ki presega industrijske standarde 

Naročnik je k Skupini SIJ pristopil s posebnim izzivom: razviti jeklo z natančno določeno kemijsko sestavo ter fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi, ki presegajo zmogljivosti običajnih industrijskih zlitin. 

Jeklo je namenjeno za konstrukcijske elemente, izpostavljene izrazitim termomehanskim obremenitvam in toplotnemu ciklu. Material mora prenesti hitre temperaturne spremembe – od ekstremne vročine med delovanjem pogonskih motorjev do izjemno nizkih temperatur zunaj Zemljine orbite. 

Kaj je Skupino SIJ ločilo od konkurence? 

• Dokazane izkušnje pri razvoju visoko zmogljivih zlitin. 
• Procesna integracija med obema jeklarnama Skupine SIJ. 
• Izjemno kratki razvojni cikli – dva meseca namesto dveh let. 
• Zavezanost kakovosti, ki jo podpirajo lastni laboratoriji in strog sistem vodenja kakovosti. 
• Prilagodljivost ter tesno in odprto sodelovanje z naročnikom. 

Pristop: Od laboratorija do izstrelitvene ploščadi 

Ocena izvedljivosti in načrtovanje 

Metalurgi in R&R strokovnjaki Skupine SIJ so najprej ocenili izvedljivost proizvodnje jekla po naročnikovih specifikacijah. Skupaj z naročnikom so zasnovali celotno razvojno pot – od laboratorijskih šarž do industrijske proizvodnje. 

Laboratorijsko testiranje 

V sodelovanju z Inštitutom za kovinske materiale in tehnologije (IMT) iz Slovenije so izvedli dve laboratorijski šarži. Z njima so: 

• preverili kemijsko sestavo, 
• analizirali mehanske in fizikalne lastnosti, 
• simulirali obnašanje materiala med nadaljnjo obdelavo. 

Stalno sodelovanje z naročnikom je omogočalo sprotne povratne informacije in hitro prilagajanje razvojnih korakov. 

Industrijska proizvodnja

Po uspešnih laboratorijskih rezultatih je Skupina SIJ prešla v industrijsko proizvodnjo z uporabo združenih tehnoloških zmogljivosti družb SIJ Acroni in SIJ Metal Ravne.

V SIJ Metal Ravne so jeklo ulili in uporabili postopek elektropretaljevanja pod žlindro (EPŽ), s katerim so zagotovili visoko čistost materiala. Nato so jeklo skovali v večje bloke oziroma slabe in jih ultrazvočno pregledali. Material so prepeljali v SIJ Acroni, kjer so izvedli brušenje in razrez na dimenzije, primerne za nadaljnjo obdelavo.

V potisni peči so jeklo segreli in ga zvaljali v dolge plošče, ki so jih nato raztopno žarili. Sledil je transport nazaj na Ravne na Koroškem, kjer so material ohladili v tekočem dušiku. Nato so jeklo vrnili v SIJ Acroni na končne toplotne obdelave – žarjenje in staranje. Proces so zaključili s površinskimi obdelavami, ravnanjem in peskanjem.

Kontrola kakovosti

Lastni laboratoriji Skupine SIJ so v vseh fazah procesa izvajali testiranja in zagotavljali skladnost z zahtevanimi specifikacijami. Strokovnjaki so vsako fazo skrbno nadzorovali v okviru certificiranih sistemov vodenja kakovosti, kar je zagotavljalo ponovljivost in sledljivost. 

Ustreznost jekla so potrdila tudi neodvisna testiranja zunanjih institucij ter verifikacija naročnika. 

Rezultat: Visokozmogljivo jeklo za vesoljske aplikacije 

• Skupina SIJ je dobavila 500 ton jekla, novo naročilo v višini 600 ton pa je že potrjeno. 
• Neodvisna testiranja in naročnikova verifikacija so potrdili skladnost z vsemi zmogljivostnimi in varnostnimi zahtevami. 
• Končni izdelek se uporablja v delih rakete, ki delujejo v območjih z izjemnimi temperaturnimi nihanji in visokimi mehanskimi obremenitvami. 
• Material ključno prispeva k mehanski stabilnosti in dolgoročni zanesljivosti v enem najzahtevnejših okolij sodobnega inženirstva – v vesolju. 

Zanesljiv partner za prihodnost vesolja 

Projekt potrjuje Skupino SIJ kot zanesljivega strateškega razvojnega partnerja vesoljske industrije, ki je sposoben: 

• razvijati prilagojene materiale, 
• bistveno skrajševati dobavne roke (dva meseca namesto dveh let), 
• povezovati napredne tehnologije in raziskave, 
• dobavljati visokokakovostno jeklo za kritične aplikacije. 

Uspešno sodelovanje z naročnikom iz vesoljske industrije poudarja tudi sposobnosti slovenske industrije pri dobavi vrhunskih materialov za globalne visokotehnološke projekte.