อู่ต่อเรือ Rosyth ในสหราชอาณาจักรกำลังดำเนินการรื้อถอนเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์อย่างสมบูรณ์เป็นครั้งแรกของโลก หอควบคุมของเรือสาธิต HMS Swiftsure ถูกตัดเปิดในเดือนมิถุนายน 2025 และคาดว่าจะรื้อถอนเรือทั้งหมดเสร็จสิ้นภายในสิ้นปี 2026 เรือดำน้ำโจมตีพลังงานนิวเคลียร์ลำนี้ ซึ่งเข้าประจำการในปี 1972 ได้มีการกำจัดของเสียทั่วไปออกไปแล้วกว่า 500 ตันในระหว่างกระบวนการรื้อถอน ตามแผนแล้ว 90% ของโครงสร้างและส่วนประกอบต่างๆ จะถูกนำไปรีไซเคิลหรือนำกลับมาใช้ใหม่ บริษัท Babcock ได้รับสัญญา 3 ปี มูลค่า 114 ล้านปอนด์ (ประมาณ 155 ล้านดอลลาร์สหรัฐ) เพื่อเตรียมการสำหรับการขนถ่ายเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จากเรือดำน้ำชั้น Trafalgar รุ่นต่อๆ ไป เหล็กคุณภาพสูงที่ได้จากการรื้อถอนได้รับการยืนยันแล้วว่าจะนำไปใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับเรือดำน้ำของกองทัพเรืออังกฤษในอนาคต โมเดล “การรีไซเคิลจากเรือสู่เรือ” นี้ ถือเป็นครั้งแรกที่มีการสร้างห่วงโซ่เศรษฐกิจแบบปิดสำหรับการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว ตั้งแต่ถังความดันของเครื่องปฏิกรณ์และท่อส่งสารหล่อเย็นหลัก ไปจนถึงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอก ความท้าทายทางเทคนิคของการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้วนั้น อยู่ที่การระบุ การแยกชิ้นส่วน และการคัดแยกโลหะผสมพิเศษ—รอยเชื่อมที่เกี่ยวข้องกับโลหะต่างชนิดกัน เช่น โลหะผสมไทเทเนียม โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล และเหล็กกล้าไร้สนิม จะต้องมีการทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจนในระหว่างขั้นตอนการแยกชิ้นส่วน มิฉะนั้น สิ่งเจือปนจะปนเปื้อนในโลหะหลอมเหลวระหว่างการหลอม ทำให้โลหะทั้งชุดใช้งานไม่ได้ ปัจจุบันโรงงานรอสซิสมีเจ้าหน้าที่ด้านเทคนิค 200 คนที่ทุ่มเทให้กับการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว และกระบวนการแยกชิ้นส่วนที่พวกเขาสร้างขึ้นจะถูกนำไปใช้โดยตรงกับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการอีก 26 ลำของกองทัพเรืออังกฤษ
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซีรีส์ EF(N) ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน MIL-C-15730 โดยรุ่น Class 4 ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานระบายความร้อนด้วยน้ำจืดในเรือดำน้ำ สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไม่ธรรมดาประเภทนี้ การเชื่อมต่อระหว่างท่อไทเทเนียมและแผ่นท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลใช้กระบวนการ “ขยายก่อน เชื่อมทีหลัง” กล่าวคือ ท่อไทเทเนียมจะถูกฝังเข้าไปในแผ่นท่อด้านนอกที่เป็นโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล 90/10 ผ่านการขยายด้วยลูกกลิ้ง ตามด้วยการขยายท่อด้านในตลอดความยาวเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึก รายงานการประเมินทางเทคนิคโดยองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ระบุว่า หากการขยายเป็นวิธีเดียวที่ใช้ในการเชื่อมต่อท่อไทเทเนียมกับแผ่นท่อที่แตกต่างกัน การกัดกร่อนตามรอยแตกจะไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ การเชื่อมปิดผนึกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการป้องกันการแทรกซึมของสารหล่อเย็นเข้าไปในรอยต่อ โดยทั่วไปแล้ว แผ่นท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลจะถูกเลือกใช้ในเกรด 70/30 หรือ 90/10 วัสดุชนิดแรกมีความแข็งแรงสูงกว่าเพื่อทนต่ออัตราการไหลที่สูงกว่า ในขณะที่วัสดุชนิดหลังให้การนำความร้อนที่เหนือกว่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ในการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไม่ธรรมดาที่เกี่ยวข้องกับท่อไทเทเนียม ข้อได้เปรียบที่สำคัญของแผ่นท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลคือฟิล์มป้องกันพื้นผิวจะก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติในน้ำทะเล ป้องกันการกัดกร่อนจากคลอไรด์หรือการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น ซึ่งแตกต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิม ข้อมูลการใช้งานจากโรงงานผลิตน้ำจืดบ่งชี้ว่าท่อไทเทเนียมผนังบางที่มีความหนาของผนัง 0.5 มม. เมื่อขยายเป็นแผ่นท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล จะผ่านการทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติกโดยไม่รั่วซึม และความแข็งแรงในการดึงออกมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับอัตราส่วนของความหนาของผนังท่อต่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก สำหรับสายการรีไซเคิลที่แปรรูปเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว แผ่นท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนดังกล่าวสามารถส่งกลับไปยังเตาหลอมเพื่อหลอมใหม่ได้โดยตรงหลังจากถอดออก ในขณะที่ท่อไทเทเนียมจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไม่ธรรมดาจะถูกแยกออกและจัดประเภทเป็นเศษไทเทเนียม เป็นที่น่าสังเกตว่า หากท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลสัมผัสกับน้ำทะเลที่ปนเปื้อนซัลไฟด์เป็นเวลานานในระหว่างการใช้งาน จุดเชื่อมต่อกับไทเทเนียมอาจเกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วเนื่องจากผลกระทบจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อมูลค่าของโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลเองในฐานะวัสดุหลอมใหม่ที่มีความบริสุทธิ์สูงในระหว่างการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว ประสบการณ์จากอู่ต่อเรือหลายแห่งตามแนวชายฝั่งแปซิฟิกบ่งชี้ว่า ท่อไทเทเนียมจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานก็แสดงร่องรอยการกัดกร่อนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีดังกล่าวเช่นกัน ในระหว่างการคัดแยก เพียงแค่ตัดส่วนเชื่อมต่อออกก็เพียงพอแล้ว ในตลาดซื้อขายทันที ท่อโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลที่ยังคงสภาพสมบูรณ์อาจมีราคาอยู่ในช่วงเดียวกับท่อทองแดง-นิกเกิล 70/30 ของ Goodfellow ซึ่งท่อเกรดห้องปฏิบัติการมีราคาประมาณหลายสิบดอลลาร์ต่อพันมิลลิเมตรในขณะที่วัสดุเกรดอุตสาหกรรมจะถูกกำหนดราคาโดยอิงจากดัชนีราคาทองแดง-นิกเกิลของตลาดโลหะลอนดอน (London Metal Exchange)
การเชื่อมต่อระหว่างดุมใบพัดเรือดำน้ำกับเพลาท้ายเหล็กนั้น แท้จริงแล้วคือการปะทะกันโดยตรงของวิทยาศาสตร์วัสดุ หากดุมใบพัดโลหะผสมไทเทเนียมถูกยึดเข้ากับเพลาเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษ น้ำทะเลจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ และความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าแบบกัลวานิกส์ระหว่างโลหะทั้งสองจะเพียงพอที่จะทำให้เกิดการกัดกร่อนเป็นหลุมบนพื้นผิวสัมผัสภายในเวลาไม่กี่เดือน ในระหว่างการปลดประจำการและรื้อถอนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว กองทัพเรืออังกฤษค้นพบว่าเรือดำน้ำชั้นทราฟัลการ์รุ่นแรกๆ ใช้กระบวนการยึดติดด้วยระเบิดเพื่อยึดติดไทเทเนียมและเหล็กเข้าด้วยกันในส่วนเชื่อมต่อก่อน จากนั้นจึงเชื่อมด้วยโลหะชนิดเดียวกันที่ปลายทั้งสองข้างของส่วนเชื่อมต่อ เมื่อผู้รื้อถอนเรือตัดระบบเพลาขับเคลื่อน ส่วนเชื่อมต่อนี้เป็นจุดคัดแยกที่สำคัญ ด้านเหล็กจะอยู่ในกลุ่มโลหะเหล็ก ด้านไทเทเนียมจะอยู่ในกลุ่มโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และชั้นที่ยึดติดด้วยระเบิดตรงกลางจะถูกทำเครื่องหมายแยกต่างหากเนื่องจากมีเศษโลหะมี ค่าตกค้างอยู่ สำหรับข้อต่อโลหะต่างชนิดในกลไกขับหางเสือ วิธีการนั้นตรงไปตรงมามากกว่า คือ การใช้สารหล่อลื่นฟิล์มแห้งที่มีส่วนผสมของเงินเคลือบไว้ระหว่างก้านเชื่อมต่อโลหะผสมไทเทเนียมกับหมุดสแตนเลส เพื่อป้องกันการติดขัดและลดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก เมื่อนำไปใช้ในกระบวนการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว ข้อมูลนี้หมายความว่า เมื่อใดก็ตามที่พบตัวยึดแบบเกลียวที่ทำจากวัสดุต่างกันในระหว่างการถอดประกอบหางเสือ จะต้องตรวจสอบแบบร่างก่อนเพื่อยืนยันว่ามีสารเคลือบใดๆ อยู่หรือไม่ มิฉะนั้น การผสมวัสดุในเตาหลอมจะทำให้เกิดการปนเปื้อนของเงิน ปัจจุบัน วิธีปฏิบัติในสายการถอดประกอบของโรซิสคือ การสแกนข้อต่อด้วยเครื่องวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนซ์เอ็กซ์เรย์แบบพกพาก่อนตัดท่อ ซึ่งให้ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบภายในสองวินาที
วงจรหลักเป็นเส้นชีวิตของเรือดำน้ำนิวเคลียร์และเป็นบริเวณที่มีปัญหาเรื่องความเข้ากันได้ของวัสดุมากที่สุด ถังความดันของเครื่องปฏิกรณ์และท่อหลักทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกหรือโลหะผสมนิกเกิลแต่ท่อเสริมบางส่วนที่เชื่อมต่ออยู่ใช้โลหะผสมไทเทเนียมเพื่อลดน้ำหนักและคุณสมบัติที่ไม่เป็นแม่เหล็ก วัสดุทั้งสองชนิดนี้ไม่สามารถเชื่อมด้วยการหลอมละลายโดยตรงได้ การเชื่อมจะทำให้เกิดรอยแตกทันที วิธีการในยุคแรกคือการใช้โลหะผสมประสานที่ทำจากแพลเลเดียมหรือทองคำเพื่อสร้างรอยต่อแบบแทรกซึมด้วยแรงดึงดูดของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของวัสดุพื้นฐาน ทำให้เกิดชั้นบัฟเฟอร์ที่ยืดหยุ่นได้ในขณะเดียวกันก็ปิดกั้นเส้นทางการเคลื่อนที่ของไอโซโทปไฮโดรเจน เมื่อทีมรื้อถอน "Fast" ของอังกฤษตัดท่อบริเวณขอบเขตของวงจรหลัก พวกเขาให้ความสำคัญกับการตัดท่อตรงที่อยู่ห่างจากรอยต่อ โดยปล่อยให้ส่วนที่มีรอยต่ออยู่ครบถ้วนเพื่อส่งไปยังโรงงานแปรรูปเพื่อแยกชิ้นส่วน เป้าหมายคือการกู้คืนแพลเลเดียมหรือทองคำเพียงไม่กี่กรัมเหล่านั้นแยกต่างหาก ในการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว ความเร็วไม่ใช่สิ่งสำคัญสำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ การตัดที่ผิดพลาดเพียงครั้งเดียวอาจทำให้วัสดุประสานโลหะมีค่าปะปนกับเศษสแตนเลส ทำให้ไม่สามารถแยกออกจากกันได้ในภายหลัง ข้อต่อวงจรหลักยังใช้ขั้วบวกไทเทเนียมเคลือบแพลทินัมเป็นส่วนประกอบป้องกันทางเคมีไฟฟ้า ชั้นแพลทินัมมีความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตร หากหลอมละลายโดยตรง แพลทินัมจะเจือจางในไทเทเนียมหลอมเหลวจนไม่มีมูลค่าที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ดังนั้น มาตรฐานการรีไซเคิลเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้วจึงกำหนดว่า เมื่อถอดระบบป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า ขั้วบวกไทเทเนียมเคลือบแพลทินัมจะต้องถูกถอดออกทั้งหมดก่อน จากนั้นจึงทำการลอกด้วยสารเคมีเพื่อนำชั้นเคลือบแพลทินัมกลับมาใช้ใหม่ ทีมงานของ Babcock เปิดเผยว่า แม้พื้นที่ผิวทั้งหมดของขั้วบวกเสริมที่เคลือบผิวเหล่านี้บนเรือดำน้ำลำเดียวจะไม่มากนัก แต่เมื่อพิจารณาจากราคาสปอตของแพลทินัมในตลาดโลกที่สูงกว่า 2,201 ดอลลาร์สหรัฐต่อออนซ์ ( แหล่งข้อมูล: 11 พฤษภาคม 2026, หน้าข้อมูลราคาโลหะมีค่า ของ DONGSHENG ) มูลค่าสะสมแสดงถึงความพยายามในการกู้คืนที่สมควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง
ภาษา
