Kutatás-fejlesztés

A Corweld megalakulása (1991) óta foglalkozik alkalmazott anyagtudománnyal (anyagtannal) az acélok, fémek és ötvözetek, fémhabok és kompozitok, valamint az egyes kerámiák és a beton vonatkozásában.

Az elmúlt közel 30 évben 380 szakvéleményt, elemzést, tanulmányt, vizsgálatot és számítást – az utóbbit illetően főleg végeselemes modellezést, analízist – készítettünk.

Egyedülálló erősségünk az egyes üzemi károsodások (repedés, törés, lyukadás, korrózió, hegesztéssel összefüggő hibák, stb.) oknyomozó anyagtani vizsgálata a károsodás okának/okainak meghatározása és a teljes folyamat reprodukálása annak érdekében, hogy a szóban forgó károsodás a jövőben megelőzhető és/vagy elkerülhető legyen.

Munkánk jellegzetessége az erős elméleti háttér és az interdiszciplinaritás, amellyel képesek vagyunk komplex anyagtani problémák szakszerű megoldására.

A káresetek elemzése mellett további erősségünk egy adott alkatrész anyagának szakszerű kiválasztása, a környezetei hatások, az üzemeltetői előírások és egyéb speciális igények figyelembevételével.

A legfontosabb, témába vágó tevékenységeink és kompetenciáink

Vegyelemzések

A leggyakoribb vizsgálati módszerek esetünkben egyrészt az optikai emissziós spektrometria (OES), illetve az induktív csatolású plazma atomemissziós (ICP-AES) spektrometria. Utóbbi esetben a C és S meghatározása Leco vagy Horiba karbon-kén meghatározóval történik, amely módszer szolgál a C-tartalom nagy-pontosságú (ügydöntő jellegű) meghatározására is. A vegyi összetétel elsődleges, főleg tájékoztató jellegű (gyors) meghatározásra használjuk a röntgenfluoreszcens (XRF) spektrometriát. Egyes kivételes esetekben kerül alkalmazásra a nedves analízis. Az acélanyagok oldott hidrogén-tartalmának meghatározását angliai partnerünkkel végeztetjük.

A makro- és mikroszerkezet vizsgálata

A makroszerkezeti vizsgálatokat – ideértve a károsodott felületek vizsgálatát is – in situ vagy tisztított állapotban sztereo mikroszkóppal végezzük, max. 100X-os nagyításban. A zárványosság és a folytonossági hiányok, különösen pedig a szövetszerkezet vizsgálata – maratlan és maratott – csiszolatokon úgy az alapanyag, mint pedig a hegesztési varratok környezetében max. 800X-os nagyításban történik fémmikroszkópos vizsgálattal. Szükség esetén speciális maratási technikákat alkalmazunk. A szoftveres képelemző vizsgálatokra elsősorban a különböző károsodásokkal összefüggő oknyomozó anyagtani vizsgálatoknál van szükség.

Finomszerkezeti és fraktográfiai vizsgálatok

Finomszerkezeti, különösen scanning elektronmikroszkópos (SEM), az adott elektronmikroszkóppal sorba kapcsolt energiadiszperzív röntgen mikroszondás (EDS/EDAX), valamint röntgendiffrakciós (XRD) vizsgálatok végzése. A SEM vizsgálat akár többezerszeres nagyításban lehetővé teszi a repedési és/vagy törési felületek részletes vizsgálatát (fraktográfia), és ezáltal a repedés/törés okának meghatározását, mikrocsiszolatok esetében pedig a különböző kiválások azonosítását, aminek különleges jelentősége van a melegszilárd-erőművi, illetve az ausztenites acél esetében. Az EDS/EDAX vizsgálat a felületen lévő elemek azonosítására és mennyiségük meghatározására szolgál. Az XRD vizsgálattal a különböző lerakódások, korróziós termékek azonosíthatók és mennyiségük is meghatározható, amennyiben kristályos fázisokról van szó.

Keménység és mikrokeménység mérés

Általában Vickers vagy mikro-Vickers eljárással (HV) megvalósított keménységmérés elvégzése egyrészt alapadatként, illetve ellenőrzésképpen. Ezen felül keménységmérést alkalmazunk a felkeményedéssel járó mechanikai-alakváltozási folyamatok, illetve a hegesztési hőfolyamatok és/vagy hőkezelések hatásainak vizsgálatára. Szükség esetén helyszíni keménységmérés elvégzése.

Statikus és ciklikus mechanikai vizsgálatok

Szakítóvizsgálatok szabványos és egyedi kialakítású sima és bemetszett próbatesteken szobahőmérsékleten, negatív és emelt hőmérsékleteken max. 1000°C-ig, max. 250-500 kN terheléssel MTS és Instron univerzális anyagvizsgáló gépeken. Műszerezett vizsgálatok végzése finomnyúlás méréssel. Plattírozott acélok, illetve funkcionális alkatrészelemre vagy teherviselő hordozóra felszórt rétegek – például armatúrák – szakítóvizsgálata szükség esetén akusztikus jelzőrendszerrel kiegészítve. Egyes gépészeti elemek (például hegesztett kötések, csavarkötések stb.) szerkezetvizsgálata az esetleges túlterhelés közbeni viselkedés megismerése és a tönkremeneteli határfeszültség meghatározás céljából. Szerkezetvizsgálatoknál, ha a terhelés miatt ez szükséges, akkor az AGMI 1500 kN terhelhetőségű Instron gépét vesszük igénybe. A Gillemot-féle fajlagos törési munka (Wc) meghatározása. Hajlító és zömítő vizsgálatok végzése. Fárasztó vizsgálatok elvégzése szoba- és emelt hőmérsékleteken.

Speciális műszerezett mérések

Általunk megtervezett és legyártott célszerszámok segítségével műszerezett mérések végzése olyan – többnyire nem szabványos – anyagjellemzők meghatározására, amelyek ismerete szükséges bemenő adatként a végeselemes számításokhoz. Ilyen mérési (és számítási) módszert dolgoztunk ki például a Paksi Atomerőmű részére a különböző tömítések vizsgálatára, az üzemközbeni tömítőnyomás értékek meghatározására.

Törésmechanikai és károsodásmechanikai vizsgálatok

Törésmechanikai vizsgálatok végzése szobahőmérsékleten és emelt hőmérsékleteken szabványos, illetve saját fejlesztésű próbatesteken a törési szívósság értékének meghatározására. A károsodásmechanika részben a törésmechanikára épül, a megfelelő modell megválasztásával jól leírható, modellezhető és számítható a károsodási folyamat. Saját fejlesztésű próbatestre a legjobb példa az a furatos-patronos CT próbatest, ami a feszültségi korróziós törési szívósság értékének meghatározására szolgál. Az olyan szívós anyagoknál, mint az ausztenites acél, a fajlagos törési munka (Wc) értéke is felhasználható a törési szívósság értékének jó műszaki becslésére. A törési anyagjellemzők legtöbbször végeselemes számítások bemenő adataiként kerülnek felhasználásra.

Hőfárasztó vizsgálat

Mivel az ipari gyakorlatban nagyon gyakori a hőfáradás, illetve az ebből adódó repedések kialakulása, egy új módszert fejlesztettünk ki ennek gyorsított vizsgálatára. A speciális kialakítású, emelt hőmérsékletű próbatest keskeny anyaghídját éri a vízzel megvalósított célzott hűtőhatás változtatható ciklikussággal. A ΔT hőmérsékletváltozás mértéke a ~250°C-ot is elérheti. A repedés kialakulásának megállapítására elsősorban különböző mikroszkópi módszerek (sztereo binokuláris, röntgenmikroszkóp) szolgálnak, a töretfelület fraktográfiai vizsgálata scanning elektronmikroszkópos (SEM) vizsgálattal történik. A módszer jól illeszthető a vizsgált alapanyagokhoz vagy hegesztett kötésekhez, az üzemi hőmérséklethez és az adott helyre jellemző ΔT ciklikus hőmérsékletváltozáshoz. A módszert már többször alkalmaztuk sikeresen, a végeselemes számítások eredményei jó egyezést mutatnak a vizsgálati eredményekkel.

Öregedési-degradációs folyamatok

A degradációs folyamatok közvetett modellezésében is nagy tapasztalatokkal rendelkezünk. A degradáció modellezését sok esetben az anyagot bizonyos mértékben ridegítő speciális hőkezelésekkel valósítjuk meg. A hőkezelésekkel történő ridegítés egy konzervatív műszaki becslésnek felel meg az anyagtulajdonságok időbeli változását illetően. A módszert már alkalmaztuk a Paksi Atomerőműben, a tapasztalatok nagyon kedvezőek.

Maradék-élettartam meghatározása

Az öregedési-degradációs folyamatokkal van összefüggésben az egyes szerkezetek, berendezések, részegységek, fontos alkatrészek maradék-élettartamának meghatározása, az elterjedt terminológia szerint „jó műszaki becslése” is. Kifinomult anyagtani vizsgálati módszerek és vizsgálati technikák állnak rendelkezésre erre a célra. A vizsgálati módszertant mindig az adott berendezéshez, illetve az adott igénybevételhez és/vagy károsodáshoz kell illeszteni. Elterjedt a roncsolásos elemzés céljára kifejlesztett kis- és mikroméretű (subsize) próbatestek alkalmazása is, mivel az ilyen mintavétel nem érinti az adott szerkezet integritását. A maradék-élettartam meghatározása az egyes szerkezetek, berendezések pótlásánál, cseréjénél, új berendezések létesítését, üzembeállítását megelőző felelős döntéseknél nagy segítséget jelent az illetékes menedzsment számára, nagyon sok esetben igen nagy összegű megtakarításokat téve lehetővé.

Átmeneti (inhomogén) hegesztett kötések

A jelentősen eltérő összetételű anyagból készített szerkezeti elemeket – főleg a csöveket – összekötő átmeneti varratok (hegesztett kötések) jelentik az egyik jellemző hibaforrást a vegyipari üzemek és az erőművek esetében. Az adott témában számos kutatást végeztünk, jelentős tapasztalatokkal rendelkezünk. Kidolgoztuk ennek vizsgálati módszertanát és rendelkezésünkre állnak a végeselemes számítás adott célra kifejlesztett modelljei is.

Plattírozás

A plattírozás, a plattírozott környezet jelent vagy jelenthet egy további jellegzetes hibaforrást a vegyipari létesítményeknél, erőműveknél. A két jellegzetes hibagóc a plattírozás alatti repedés, illetve a plattírozott szerkezeti elemek hegesztésének a hibái. Mindkét esetre vonatkozóan széleskörű vizsgálati tapasztalattal rendelkezünk, és birtokában vagyunk a szükséges végeselemes számítási és egyéb elemzési ismereteknek és eszközöknek.

Korróziós károsodások vizsgálata, korróziós vizsgálatok

Az ipari korróziós káresetek oknyomozó, ellenőrző vizsgálata és korróziós vizsgálatok végzése cégünk egyik alaptevékenysége a kezdetektől fogva. Széleskörű tapasztalatokkal rendelkezünk az általános felületi korrózió, a réskorrózió, a pitting, a feszültségi korrózió, lényegében a korrózió összes megjelenési formájával kapcsolatban. Gyakran végzünk gyorsított korróziós célvizsgálatokat adott körülményeket modellezve. Számos elméleti tanulmányt készítettünk a korrózió témakörében. A feszültségi korróziós hajlam vizsgálatánál elsősorban a Parkins-féle CERT/SSRT korróziós lassúszakítást alkalmazzuk egy saját fejlesztésű, hitelesített célgépen, ami tudomásunk szerint az egyetlen direkt erre a feladatra kifejlesztett célgép Magyarországon. Képesek vagyunk a feszültségi korróziós törési szívósság – mint anyagjellemző – értékének számszerű meghatározására, ami a végeselemes számításoknál bemenő adatként szolgálhat.

Koptatóvizsgálat

Az ipari gyakorlatban – például armatúráknál – gyakran előforduló abrazív kopások modellezett vizsgálatára fel vagyunk készülve, ilyen modellezést rendszeresen végzünk. A koptató hatást részben tömegveszteség méréssel, részben pedig a kopási morfológia scanning elektronmikroszkópos (SEM) vizsgálatával értékeljük, minősítjük.

Valószínűségi elemzések

Kellő ismeretekkel rendelkezünk a valószínűségszámítás, a matematikai statisztikai területén, ebből adódóan el tudjuk végezni a megfelelő adathalmazok feldolgozását, kiértékelését.

Kockázatelemzés

Több mint 15 éve végzünk különböző műszaki kockázat-elemzéseket a Paksi Atomerőmű részére. Képesek vagyunk az adatokat feldolgozni, strukturálni és a nemzetközi gyakorlat szerint értékelni.

Végeselemes modellezés, számítások

Az elmúlt évtizedek során a végeselemes modellezés, szimuláció is az anyagtani elemző vizsgálatok elmaradhatatlan részévé vált. Ebben nagy tapasztalattal rendelkezünk, például a Paksi Atomerőmű részére 2002 óta folyamatosan végzünk végeselemes számításokat. Az általunk végzett végeselemes szimulációk egyedi jellegzetessége, hogy a szilárdsági-mechanikai számítások bemenő adatainak jelentős részét nem adatbázisokból vesszük, hanem laboratóriumban kimérjük, így a számításaink pontossága nő, és a sokszor tapasztalt hibák kiküszöbölhetők. Gyakran fordul elő továbbá, hogy a végeselemes modellezés bemenő adatait előzetesen elvégzett – ugyancsak végeselemes – áramlástani és/vagy hőtani szimulációk eredményeiből vesszük át.

A repedésterjedés számítása

A repedésterjedés számítását, a terjedési sebesség meghatározását többéves munkával alapoztuk meg. A konkrét számításhoz a Maple szoftver felhasználásával fejlesztettük ki a számítási módszert, ami a törés-mechanikából ismert J integrál, mint fajlagos repedésterjesztő erő adott pontonkénti számítására épül. A repedési frontok változása – a geometriától és terheléstől függően – tetszőleges időpontra (1 év, 5 év, 10 év…) jó műszaki becsléssel előre jelezhető. A számított eredmények jó egyezést mutatnak a tapasztaltakkal, a repedésfront (kontúr) a végeselemes számítások bemenő adataként is szolgálhat.

Kérdése vagy megoldandó feladata van?
Keressen minket elérhetőségeinken vagy kattintson az alábbi gombra
és küldjön üzenetet!