Metalliteollisuudessa on tapahtumassa suuria muutoksia, kun terästehtaat siirtyvät kohti päästötöntä teräksenvalmistusta. Muutokset tuovat mukanaan uusia teräslajeja, joita on opittava käsittelemään ja työstämään.

Myös Ukrainan vaikutukset suomalaisen teollisuuden energiatalouteen puhuttaa, jonka seurauksena vedyn energiakäyttöön liittyvät mahdollisuudet on otettu entistä vahvemmin tutkijoiden tarkasteltaviksi. Nämä kaikki vaikuttavat välillisesti myös hitsaavan teollisuuden toimintaan Suomessa.

Suomen Hitsausteknillinen yhdistys SHY ry koostuu hitsaavan teollisuuden asiantuntijoista, laitevalmistajista ja hitsaushenkilöstöstä ja kokoaa nämä osaajat yhteen. Yhdistyksen alkuperäinen rooli oli tiedonsiirto ja tiedon vaihtaminen, joka on tärkeässä roolissa edelleen.

– Meillä on 13. paikkakunnalla toimivat paikallisosastot, jotka tekevät eripuolilla Suomea omaa työtään, jota pääyhdistys tukee. SHY on tarjonnut pätevöityskoulutusta aina 80-luvun loppupuolelta lähtien, kun kansainvälinen hitsauskoordinoijien pätevöityskoulutus Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa alkoi, SHY:n koulutuspäällikkö Juha Kauppila toteaa.

SHY on Suomen virallinen edustaja kansainvälisissä hitsausjärjestöissä (IIW ja EWF) ja toimii virallisena edustajana sekä hallinnoijana hitsausalan pätevöityskoulutuksissa.

– Jäsenistölle näkyvin osa toimintaamme on julkaisemamme Hitsaustekniikka-lehti. Se on ollut keskeinen tiedonsiirron työväline yhdistyksemme perustamisesta lähtien. Lehden kautta välitetään hitsaustekniikkaan liittyviä aiheita ja artikkeleita, Kauppila mainitsee.

Oulun yliopiston Terästutkimuskeskuksen (CASR) johtaja, professori Jukka Kömi lisää, että kyseessä on aika laaja yhdistys. Kömi toimii myös SHY:n hallituksen puheenjohtajana.

– Meillä on henkilöjäseniä lähes 2000 ja yritysjäseniäkin noin 150. Käytännössä lähes koko Suomen hitsaava teollisuus kuuluu jäsenkuntaamme. Lisäksi olemme erityisen paljon tekemisissä pohjoismaisen hitsaavan teollisuuden kanssa ja pyrimme vaikuttamaan kansainvälisesti, esim. IIW:ssä.

Teräksen valmistusprosessi murroksessa

– Suomessa on kolme terästehdasta: SSAB, Outokumpu ja Ovako, joista SSAB tulee muuttamaan valmistusprosessinsa seuraavan 10 vuoden sisällä. He rakentavat uuden terästehtaan Raaheen, jonka yhteydessä he kehittävät mm. vetypelkistysprosessia. Tämän ansiosta uusi terästehdas tulee olemaan lähes päästötön. Hiilidioksidipäästöistä päästään eroon muuttamalla raudanvalmistusprosessia, jonka seurauksena muuttuu myös teräksenvalmistusprosessi. Kun teräksen valmistusprosessi muuttuu, muuttuvat myös teräslajit, jonka seurauksena muuttuvat myös hitsaavan teollisuuden työmenetelmät, Kömi avaa jo käynnissä olevaa muutosta.

Prosessimuutos vyöryy Kömin mukaan suhteellisen nopeasti kentälle, koska esim. SSAB valmistaa noin 2000 erilaista asiakaslaatua.

– Muutokseen valmistautuminen on jo aloitettu hitsaavan teollisuuden osalta, jotta kaikki muutokset tule kerralla päälle. Kun sadat teräslajit muuttuvat vuodessa, seuraavan 10 vuoden aikana, se vaikuttaa niiden hitsaukseen, tuotteiden suunnitteluun ja siihen millaisia niistä tehtävien rakenteiden ominaisuudet tulevat olemaan.

Suomi ottaa ensimmäisen kehitysaskeleen

– Suomi ja Ruotsi ottavat teräksen uuden valmistusprosessin kehittämisessä ensimmäisen askeleen, joten muutos tapahtuu ensimmäiseksi täällä. Kehitystyötä tehdään aika pitkälle Suomessa. Uudet teräslaadut tulevat menemään ensin Suomen teollisuuden käyttöön, missä katsotaan kuinka ne käytännössä toimivat.

Kömin mukaan muutos on erityisen suuri SSAB:lla. Outokummullakin ruostumattomien terästen valmistusprosesseja muutetaan ja kehitetään päästöttömämpään suuntaan, mutta siellä muutokset eivät tule olemaan yhtä suuria teräslajien suhteen. Myös Ovako on aika pitkällä biohiilen hyödyntämisessä energianlähteenä. Tulevaisuudessa myös Ovako pyrkii hyödyntämään vetyä energialähteenä.

– Vety toimii teräksen valmistusprosessin muutoksessa energianlähteenä. Jos nyt poltetaan hiiltä, tulevaisuudessa energianlähteenä käytetään vetyä. Vedyn käyttö energianlähteenä ei vaikuta itsessään mitenkään terästen ominaisuuksiin, mutta muuttunut valmistusprosessi tulee huomioida, joka johtuu kierrätysteräksen määrän kasvusta. Tätä kautta terästen koostumus puolestaan muuttuu, koska epäpuhtaus-ja jäännösainepitoisuudet todennäköisesti kasvavat. Tällä on iso merkitys, koska SSAB on erikoisterästehdas ja laadun merkitys on erittäin tärkeä.

Ensin kehittyvät materiaalit ja vasta sitten menetelmät

– Näin se on aina mennyt, että materiaalien kehittyessä on kehitettävä menetelmiä, joilla niistä suunnitellaan ja valmistetaan hitsattuja rakenteita. Tämä kehitys synnyttää tarpeita terästen käyttäjille. SHY:n rooli on osaltaan edistää hitsaamisosaamisen verkostoitumista ja siirtää syntynyttä tietoa sen käyttäjille, Kauppila toteaa.

Kömi vetää Oulun yliopiston materiaali- ja konetekniikka -yksikköä. Oman toimensa ohella hän johtaa myös Oulun yliopiston terästutkimuskeskusta. SHY on Kömille rakas harrastus.

– Terästutkimuskeskuksessa on koottu koko Suomen yliopistot yhteen. Konsortiossa on mukana Oulun yliopiston lisäksi Åbo Akademi, Lappeenrannan teknillinen yliopisto ja Turun yliopisto. Mukana on yhteensä 140 tutkijaa, joten tässä puhutaan valtavasta tutkimusorganisaatiosta. Tutkimusorganisaatio toteuttaa projekteja teräksen hiilineutraaliin valmistamiseen sekä vedyn energiakäyttöön liittyen. Projektimme ovat yhteistyöhankkeita teollisuuden kanssa ja ne kattavat Pohjoismaisen terästeollisuuden tärkeimmät hankkeet. En halua, että eurot näkyvät

Kömin mainitsema projektikanta käsittää ainoastaan kehitysprojektit, jotka pyörivät yliopistoissa ja teollisuudessa – lehdistössä mainitut investointihankkeet ovat eri asia.

– SHY:kin on mukana tässä sektorissa aika isolla painoarvolla. Kuten Juhakin sanoi, että kun uusia teräslaatuja tulee, on tärkeää tietää, mitä niillä tehdään ja miten niitä voidaan tulevaisuudessa hitsata.

Kauppila lisää, että on nähtävissä Suomen edelläkävijän rooli terästen kehittämisessä ja hitsaamisessa.

– Meillä on ollut jo perinteisesti tarvittavaa osaamista terästen käyttämiseen ja hitsaamiseen liittyen, jossa myös tutkimuslaitoksilla on keskeinen rooli Myös Suomen yritykset ovat innovatiivisia ja lähtevät mielellään kehittämään uutta.

Ukrainan kriisi voi kiihdyttää vetyprosessin kehitysnopeutta

Kun terästeollisuudessa jossakin vaiheessa siirrytään vetypelkistykseen, prosessin tarvitsema vetymäärä tulee olemaan valtava.

– Jos tällainen energiamäärä meinataan tehdä, vedyn muodossa, se vaatii koko infran muutoksen. Kun lähdetään prosesseihin, joissa vetyä käytetään energianlähteenä, vetyä pitää ensinnäkin tuottaa jossakin ja lisäksi sitä pitää varastoida.

Kömi avaa asiaan liittyen myös toisen kulma, jossa vedyllä korvataan jotain toista energianlähdettä.

– Tämä muuttaa koko teknologian, koska nykytekniikka ei sovellu siihen. Tämä muuttaa myös koko hitsauspuolen, joka on jonkin verran hitaampi muutos, kuin terästeollisuudessa nähtävä muutos. Miten Ukrainan tilanne vaikuttaa näihin päätöksiin siirtyä vety-yhteiskuntaan. Se varmasti nopeuttaa muutosta, mutta jää nähtäväksi, kuinka paljon se auttaa. Onko meillä olemassa todellisia valmiuksia, koska tässä puhutaan valtavasta muutoksesta.

Suomessa jo kymmeniä innovaatioita vetyprosessiin

– Jos vetyä tehdään sähköllä vedestä hajottamalla, voidaan vetyä pitää vihreänä, mutta se vaatii kuitenkin valtavasti energiaa, jonka takia tämä ei voi olla se lopullinen ratkaisu.

Mahdollisuuksia on kymmeniä erilaisia, mutta tällä hetkellä yksi kaikkein innovatiivisimmista ja todistettavasti toimiva menetelmä on fotokatalyysi, jota kehitetään Oulun yliopiston NANOMO tutkimusyksikössä. Siinä auringonvalo tietyillä inhibiiteillä höystettynä, muodostaa vedestä vetyä. Periaatteessa mekanismi on sama, kuin millä puut yhteyttävät. Tämä sama katalyysireaktio saadaan aikaan laboratoriossa.

Kömi muistuttaa, että kun jostakin valmistusvaihtoehdosta tulee kaupallinen sovellus, seuraavaksi on ratkaistava, millä tekniikalla vetyä kuljetetaan ja säilötään.

– ”Vety on maailmankaikkeuden hankalin” alkuaine, koska se on maailman pienin vetynä (H), jolloin se menee joka paikasta läpi, eikä sitä pysäytä mikään. Mutta kaasumuotoisena (H2), se pysyy siellä, missä sen halutaankin pysyvän. Se on kuitenkin varsin reaktiivinen, ja hajoaa helposti vedyksi (H). Tämä on suurin haaste vedyn kanssa operoitaessa, tosin ne haasteet ovat tutkijan työssä parasta.

Uhkakuvana mahdollinen markkinoiden polarisoituminen

– Suurin uhkakuva on tällä hetkellä maailmatalous ja Ukrainasta aiheutuva talouden hidastuminen. Suomen metalliteollisuudessa tämä ei vielä kuitenkaan näy. Meillä nähtiin todella kovaa nousua jo puoli vuotta sitten ja nyt näyttää siltä, että se jatkuisi. Suomi on teknisesti aika hyvä metalli- ja terästeollisuuden sektoreilla, jotka kasvavat meillä voimakkaasti.

Kömi mainitsee, että mikäli globaalitalous jakautuu Ukrainan kriisin vuoksi länsimaihin ja muihin maihin, tämä tulee vaikeuttamaan alan toimintaa, koska tällöin globaalitalous hidastuu.

– Tämä iskisi varsinkin Suomen metalliteollisuuteen, joka on vahvasti investointipohjainen.

Eli jos investoinnit vähenevät, vaikutukset näkyvät heti.

Kauppila lisää, jos kansainvälinen kauppapolitiikka kokee mahdollisesti suuria muutoksia, jää nähtäväksi kotiutetaanko valmistusta kotimaahan.

– Ongelmia kansainvälisessä kaupassa ovat aiheuttaneet pandemia ja kansainväliset konfliktit, joka näkyy mm. saatavuusongelmana raaka-aineissa ja komponenteissa.

Kömi muistuttaa vielä, että koko Suomen metallialan menestys on riippuvainen ulkomaankaupasta ja yli kolmasosa Suomen BKT:sta tulee metalliteollisuudesta.

www.hitsaus.net