15/9/2005 – Den Tekniske Messen 2015 Aluminium brukt under ekstreme forhold Håkon Nordhagen, Seniorforsker, SINTEF Materialer og Kjemi Avdeling for Material- og Konstruksjonsmekanikk Bård Nyhus, Seniorforsker, SINTEF Materialer og Kjemi Avdeling for Bruddmekanikk og Sammenføyning Teknologi for et bedre samfunn 1 Oversikt • Utfordringer i Arktis - et materialperspektiv • Aluminium vs. stål som konstruksjonsmateriale • Fordeler og ulemper med bruk av Aluminium • Forskningstema ved SINTEF for utvidet bruk av Al ved arktiske forhold • Dokumentering oppførsel ved lave temperaturer • Forbedre styrken i sveisede forbindelser Teknologi for et bedre samfunn 2 Arktis • Stor andel av uutnyttede olje-, gass- og mineralressurser finnes her • Mindre havis åpner for økt skipstrafikk til og fra Asia • Stor biologisk aktivitet • Uvisshet om framtidig aktivitet, men man må være forberedt Teknologi for et bedre samfunn 3 Materialer endrer oppførsel ved Utfordringer i Arktis lave temperaturer Stål blir sprøtt! Sannsynlighet for brudd I bærende konstruksjoner øker Kaldthalve året KlimaI Sårbart endring Samme sikkerhet som i Islaster og håndtering av Nordsjøen kreves i Arktis. Arktis ising på materialer krever Nye standarder må nye løsninger utvikles! Litenerfaring Is ogising Liten infrastruktur Lang transportvei og krav om lav Ulykkeshåndtering en stor energibruk krever lette, nye og smarte utfordring. Økt sikkerhetsfokus materialløsniner Teknologi for et bedre samfunn 4 Gode egenskaper til Aluminium • Lav tetthet (1/3 av stål) • God styrke og bruddseighet (sammenlignbart med stål) • Lett å forme (ekstrudering) • Forringes ikke av lave temperaturer • God korrosjonsmotstand (alene) • Gjenvinning Teknologi for et bedre samfunn 5 Arktiske temperaturer Teknologi for et bedre samfunn 6 Lave temperaturer • Mange materialer blir "sprø "ved lav temperatur • Temperaturer ned til -60oC i Arktis • God erfaring ved bruk av Al ved lav temperatur: • Kryogeniske tanker • Luftfart • Romfart • Hva vil det si at et materiale blir "sprøtt" ? Teknologi for et bedre samfunn 7 Temperaturer i Arktis Teknologi for et bedre samfunn 8 Sprøbrudd – hovedutfordringen med stål Bruddseighet Arktiske forhold (ned til -60oC) (CTOD/bruddseighet) • Hvordan avgjøre om man unngår sprøbrudd Duktilt brudd i en konstruksjon? • Hvordan kvalifisere materialet eller Sprekk i sveis konstruksjonen for Sprekk i Arktiske forhold? grunnmaterial Sprekk i sveis +dynamisk last +restspenninger Sprøtt brudd Temperatur -80oC -50oC -0oC OK! OK? Ikke OK! Teknologi for et bedre samfunn 9 Ingen duktil-til-sprø overgangstemperatur i Aluminium Bruddseighet (CTOD/bruddseighet) BCC Jern Krom Stål Molybden Tungsten FCC Titan Kobber Aluminium Gull Sølv Nikkel Bly …. Temperatur Teknologi for et bedre samfunn 10
Description: