2012. december: tudomány, atomenergia, jegyzet, portré, orvostudomány, egyetem, disszemináció, közlekedés, innováció, tanulmány, zöldkörnyezet, hulladékgazdálkodás, megújuló energia, it
2012. december 4.

Szerző:
Bencze Áron

Dunaújvárosi Főiskola • duf.hu

Áttörésre készülnek Dunaújvárosban

Több mint 700 millió forintos kutatási program keretében vizsgálja két éven keresztül partnereivel a nagy telje­sítőképességű szerkezeti anyagokat a Dunaújvárosi Főiskola. Az Új Széchenyi Terv támogatásával induló fejlesztés eredményeit a gépjárműgyártás mellett a hazai energiaellátás kulcsfontosságú létesítménye, a Paksi Atomerőmű is hasznosítani tudja. A remények szerint az együttműködés munkahelyeket teremthet, és a magyar mérnökök külföldi egyetemekre vándorlása is csökkenhet.


A TÁMOP-4.2.2A-11/1/KONV-2012-0027 kódjelű pályázattal az Európai Szociális Alap és Magyarország költségvetése társ­finanszírozásával összesen 700 718 421 forintot nyert a Duna­újvárosi Főiskola. A projekt címe: Nagy teljesítőképességű szerkezeti anyagok kutatása. A kutatást és tudományos munkát a Dunaújvárosi Főiskola a Széchenyi István Egyetem (Győr) és a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft. (Miskolc) konzorciumi partnerekkel 2015. január 31-éig valósítja meg.

„Köztudott, hogy az emberiség az ezredfordulót követő évtizedben már a tudás alapú társadalom, illetve gazdaság kihívásain keresztül keresi a hatékony válaszokat” – fogalmazta meg Kadocsa László stratégiai és kutatási rektorhelyettes.
Hazánkban a gazdasági fejlődésnek – egyéb erőforrások hí­ján – csak az innovációvezérelt modellje lehet eredményes. A tudás erőforrásként való felfogásával a felsőoktatási szféra szerepe felértékelődik a gazdaság dinamikussá tételében. Az egyetemek, főiskolák, kutatóintézetek és a profitorientált szféra közötti tudástranszfer a gazdasági fejlődés záloga.

A rektorhelyettes véleménye szerint az egyetemek, főiskolák aktív szerepvállalásához azonban jelentős szemléletváltásra van szükség. A lineáris innovációs modell helyett a spirális, úgynevezett „Triple Helix” modell szerinti működés a kívánatos, amely a felsőoktatás, a kormányzat és a gazdaság újszerű kapcsolatát írja le a tudásteremtés és transzfer területén.
Csak az egyetemi/főiskolai, tudományos, a gazdasági szféra és a kormányzati szervek folyamatos, elmélyült kommuniká­ciója biztosíthatja mindhárom szektor fejlődését.
A felsőoktatás küldetését, az oktatás, kutatás és a társadalmi felelősségvállalás területén azok szinergikus egységében képes betölteni, amely a tudásteremtő, versenyképes régiók kialakí­tásának elengedhetetlen feltétele.
„Ennek szellemében indítjuk el a több mint két évig tartó, TÁMOP pályázat által támogatott kutatómunkát, együttműködve stratégiai partnereinkkel, az iparral és a tudományos élet képviselőivel” – összegzett Kadocsa László.

Extrém szilárdságú acélok

„Kutatásaink elsősorban az anyagok szerkezete és tulajdonságai közötti kapcsolatra koncentrálnak” – mondta lapunknak a részletekről Verő Balázs professzor, a Dunaújvárosi Főiskola egyetemi tanára, aki arra is kitért, hogy elsősorban az anyag­tudomány legújabb eredményeire támaszkodva, az anyagokban rejlő lehetőségeket szeretnék jobban kiaknázni, és a napjainkban egyelőre elképzelhetetlen tulajdonságegyüttesű szerkezeti anyagok kifejlesztését megvalósítani. Magyarázatképpen hozzátette: a kor kihívásai megkövetelik, hogy az egész gyártási és megmunkálási folyamatra kiterjedjen a megújulás igénye.
A magyar gazdaság egyik kitörési pontja az autóipar lehet. Az elmúlt években megvalósuló befektetések az Audi, az Opel és a Mercedes-Benz részéről legalábbis ezt mutatják. A főiskola kutatásai is erre a területre kínálnak alternatívát.

„Megfelelő technikával fémes anyagaink olyan állapotba hozhatók, amelyben a képlékeny hidegalakítás hatására sem a folyási határ, sem az anyag diszlokációsűrűsége tovább már nem változik, vagyis az anyag telített állapotba kerül” – ismertette a kutatás egyik irányát Verő Balázs. A tervek szerint a nagy hőmérsékletű, többtengelyű kovácsolással végzett kísérletek ultrafinom szemcseméretű (~1 μm) ferrites szövetű acélok előállítási lehetőségeit fogják megalapozni. A Dunaújvárosi Főiskolán működő Gleeble 3800 típusú termomechanikus szimulátoron az acélok szokásos melegalakítási hőmérséklet-tartományában nagy alakváltozási sebességű és erőteljes alakítást biztosító műveletek hajthatók végre. Főleg erre a kísérleti technikára alapozva kívánják a nagy szilárdságú és jól alakítható lemezanyagok új generációjának kifejlesztését megalapozni.

A professzor szerint meghatározó lépést jelentene, ha ezekből az acélminőségekből ultrafinom szemcseszerkezetű, hidegen hengerelt szalagot is piacra lehetne vinni. Ehhez a fejlesztési feladathoz az interkritikus hőmérsékleten végzett hőkezelés és képlékeny alakítás közben lejátszódó folyamatokat kell megismerni, beleértve a kiinduló szövetszerkezet hatásának tisztázását is. Ez utóbbi témakörben a Dunaújvárosi Főiskola eredményes kísérleteket folytat az úgynevezett léces martenzit képződésével, az ilyen szövetű acélok hidegalakítása, majd ezt követő lágyítása során lejátszódó folyamatok értelmezésével kapcsolatban, amelyeknek megismerése végül is ultrafinom szövetű acél lapostermékekhez vezethet – mutatott rá az elérendő célra a professzor.

Verő Balázs tájékoztatása szerint az innovatív megoldással akár 20 százalék csökkenés érhető el a gépkocsik karosszériájának tömegében. Amennyiben sikerül csökkenteni a tömeget, nemcsak kevesebb anyagot kell felhasználni, de jóval kisebb lesz az üzemanyag-fogyasztás, ami a gépkocsinál kevesebb szén-dioxid-kibocsátással is jár – sorolta a komplex folyamat előnyeit a főiskola tanára. A technológia elterjedését firtató felvetésünkre Verő úgy reagált: egy innovatív fejlesztés beépülési ideje a termelési kultúrába mindig bizonytalan, azonban a tudás mindig utat tör magának. Ugyanakkor pozitív példaként említette: az ISD Dunaferr Zrt. már most jelezte érdeklődését a fejlesztés iránt.

Üzemidőn túl

A kutatás másik iránya az atomerőmű technológiai rendszereiben alkalmazott szerkezeti anyagok tulajdonságainak az üzemi körülmények hatására történő megváltozásával, pontosabban károsodásával foglalkozik. Ismeretes, hogy a Paksi Atomerőmű 1-es blokkjának tervezett 30 éves üzemideje ez év végén jár le. Trampus Péter, a Dunaújvárosi Főiskola kutató professzora ezzel kapcsolatban arra hívta fel a figyelmet, hogy az elmúlt évtizedekben világszerte megjelent az a törekvés, ami a meglévő erőművek továbbüzemeltetését tűzte ki célul. Véleménye szerint ez hatalmas kihívás a szakmának, hiszen az atomerőművek rendszereiben és berendezéseiben, így természetesen a nyomottvizes atomerőművekben (ilyen a paksi is – a szerk.) számos öregedési jelenség figyelhető meg. Példaként a ferrites szerkezetű reaktortartály acél gyorsneutron sugárzás okozta ridegedését (sugárkárosodás), a ~300 °C hőmérsékletű tartós üzem hatására történő termikus öregedést (ferrites és ausztenites acéloknál), ausztenites acélok lokális (kristály­szerkezeti) korrózióját, valamint az indítások és leállások, illetve a terhelésváltozások okozta mechanikai és hőterhelések hatására bekövetkező kisciklusú fáradást említette.

Az edzett-hidegen hengerelt-megeresztett minta inverz pólusábra térképe (balra)
kisszögű határok nélkül, (jobbra) kisszögű határokkal (fehér vonalak).
A fekete vonalak a nagyszögű határokat jelölik

A kutatómunka célja olyan, a korszerű anyagvizsgálati módszerekre épülő eljárások kidolgozása, amelyek közvetlenül vagy közvetve alkalmazhatók az atomerőművi és más energetikai berendezések öregedésének vizsgálataira, és maradék élettartamuk meghatározására. Trampus Péter szerint az eredmények hozzájárulnak a meglévő károsodási modellek érvényességének igazolásához a tényleges üzemi környezetre jellemző paraméterekkel, valamint új károsodási modellek megalkotásához.

Minél többet tudunk arról a folyamatról, amely a beépített anyagokban játszódik le működés közben, annál jobban tudjuk szűkíteni a bizonytalanságot a modellünkben, és annál jobban tudjuk megbecsülni az üzemidő hosszabbításának mértékét, ami kiemelkedően fontos biztonsági kérdése az üzemidő-hosz-szabbításnak – vázolta a folyamat sarokpontjait a professzor, aki azt is elmondta, hogy ultrahangos, mágneses és akusztikus emissziós eljárásokkal fogják követni az anyagok szerkezetében végbemenő károsodásokat. A roncsolásmentes kutatások során a fázisvezérelt technikát összekapcsolják a korszerű mechatronikai módszereken nyugvó fejmozgató mechanika kifejlesztésével, felhasználva a már megkezdett kutatásaikat, amelyek segítségével lényegében egy mélységi 3D átvilágítást (tomográfiát) fejlesztettek ki. Akusztikus emissziót a Gleeble szimulátoron végzett kísérletek, illetve szakítóvizsgálatok közben fognak mérni. E mérések alapján szakértői bázist építenek fel, amelyben az események osztályozását ideghálózati módszerekkel végzik. A lokalizálási eredményeket a röntgentomográfiai felvételekkel ellenőrzik. A kutatómunka további részében szimulációs eszközökkel is jellemezni fogják az anyagszerkezetben lejátszódó károsodási folyamatokat, majd értékelik a különböző paraméterek hatását a szerkezeti integritásra. A roncsolásmentes vizsgálatot a CIVA szoftver segítségével szimulálják.
Trampus Péter azt reméli, hogy a kutatás eredményei hozzá fognak járulni a Paksi Atomerőmű blokkjainak biztonságos üzemeltetéséhez a további évtizedekben.•

 
Innotéka