3.

Projektomfang

[TILBAGE]
3.7  Projekt 7 - Levetidsproblematik

3.7.1   Opgavebeskrivelse
3.7.2   Idegrundlag
3.7.3   Målbeskrivelse
3.7.4   Organisering
3.7.5   Projektets faciliteter
3.7.6   Usikkerheder



3.7.1 

[TOP] 		 Opgavebeskrivelse
3.7.1.1  Korrosion

Optimalt valg af legering og korrosionsbeskyttelse for store aluminiums-konstruktioner:

Klassificering af gængse og fremtidige aluminiumslegeringers anvendelighed i store aluminiumskonstruktioner under hensyn til risiko for korrosion afhængig af den anvendte samlingsteknik, driftspåvirkning og korrosionsbeskyttel-sesstrategi.

Overfladebehandling af sammenføjninger i store aluminiumskonstruktioner:

Undersøgelse af om mekaniske forbehandlinger tilpassset de enkelte legeringer og samlinger helt kan erstatte kemiske forbehandlinger før overfladebehandling. Erfaringer fra et tidligere projekt, MUP II, indikerer dette. I givet fald vil der ikke være behov for kemiske forbehandlinger og dertil hørende store, miljøbelastende kemikaliebade.

Overvågning af korrosion på store aluminiumskonstruktioner:

Klarlæggelse af karakteristiske korrosionspotentialer og gennemslagspotentialer for grubetæring af aluminium i afhængighed af den aktuelt anvendte legeringskvalitet og samlingstype, samt korrosionspåvirkning (f.eks. hastigt strømmende havvand).

Udvikling af et koncept for løbende computerbaseret korrosionsovervågning af aluminiumskonstruktioner under drift ved potentialmålinger. Dette omfatter kontrol af den katodiske beskyttelse, kontrol for uønsket kontakt til andre konstruktioner, der kan medføre omfattende galvanisk korrosion på aluminiumskonstruktionen eller kontrol for skadelige lækagestrømme.
3.7.1.2  Korrosionsudmattelse

Til optimering af svejseprocedurer med hensyn til udmattelsesstyrken gennemføres indledningsvis forsøg i luft. På baggrund af disse resultater gennemføres korrosionsudmattelsesforsøg med de mest lovende (svejste) samlinger.

Der gennemføres udmattelsestests af samlinger (svejsninger) med indbyggede, kendte fejl. På baggrund af disse resultater vurderes det, om der kan defineres en øvre, kritisk fejlstørrelse.

En væsentlig del af projektets faglige indhold er rettet mod generel korrosionsbeskyttelse. Selvom disse metoder er velegnede under statiske forhold, kan situationen værehelt anderledes under dynamiske forhold. Korrosionsudmattelse af coatede samlinger og samlinger under katodisk beskyttelse bør derfor medtages i undersøgelserne. Også de metoder, der direkte er rettet mod at hæve udmattelsesstyrken, bør afprøves under korrosive forhold. Der tænkes her specielt på metoder, som TIG- eller plasma-dressing, slibning og shot-peening.
3.7.2 

[TOP]		 Idegrundlag
3.7.2.1  Korrosion

Optimalt valg af legering og korrosionsbeskyttelse for store aluminiums-konstruktioner:

For at opnå lang levetid for store aluminiumskonstruktioner er det nødvendigt at foretage hensigtsmæssigt valg af legering og korrosionsbeskyttelse i afhængighed af den forventede miljøbelastning og position i aluminiumskonstruktionen. Under og i vandlinjen skal bestandigheden være stor for konstant vandpåvirkning og store forskydningskræfter fra strømmende vand. Over vandlinjen og især på skibenes øvre dæk skal overfladen være bestandig over for atmosfærisk belastning.

Overfladebehandling af sammenføjninger i store aluminiumskonstruktioner:

I marine og industriforurenede miljøer overfladebehandles aluminium som beskyttelse mod korrosion. Gode beskyttelsesegenskaber herunder god vedhæftning af malingsystemet skal kunne opnås under byggepladsforhold. Dette er et problem, fordi det er kendt, at malingsystemers levetid på aluminium begrænses af metaloverfladens forbehandling. På en byggeplads vil det være svært at tilsikre dette. En ensartet og reproducerbar høj kvalitet af overfladebehandlingen stiller store krav til sammenføjningernes forbehandling.

Overvågning af korrosion på store aluminiumskonstruktioner:

Forudsætningen for at vurdere risikoen for vitale korrosionsskader i de fejl og defekter, som er opstået eller er under udvikling, er løbende at kunne følge aluminiumskonstruktionernes tilstand. Dette gælder også den aktuelle korrosi-onstilstand, eftersom korrosion på aluminium ofte vil forløbe meget hastigt og ved karakteristiske overfladepotentialer.
3.7.2.2  Korrosionsudmattelse

Forholdet mellem udmattelsesstyrken og trækstyrken er mindre for aluminiumslegeringer end for stål. Derfor kan netop udmattelsesstyrken blive en dominerende faktor ved levetidsvurderinger af udmattelsespåvirkede alumi-niumskonstruktioner.

Sammenføjninger, specielt svejsninger, og et korrosivt miljø er begge faktorer, der både hver for sig og i kombination vil reducere udmattelsesstyrken yderligere.

Til vurdering af levetiden under korrosive forhold (korrosionsudmattelse) er det derfor bydende nødvendigt at have adgang til pålidelige data genereret under realistiske forhold. Det er yderst begrænset, hvad der findes af udmattelsesdata for aluminiumslegeringer, når der skal tages højde for effekten af både samlinger og et korrosivt miljø.

Et andet forhold, der yderligere reducerer antallet af pålidelige data, er den frekvens, der er benyttet under genereringen af de publicerede data. Ofte er der benyttet urealistisk høje frekvenser.

Til generering af korrosionsudmattelsesdata bør frekvensen tilpasses de i praksis forekommende. Gennemføres udmattelsestestene ved for høj frekvens, negligeres effekten af korrosionen. Er de i praksis forekommende frekvenser lave, er det følgelig meget tidskrævende at generere pålidelige udmattelsesdata.

Netop problemerne med at fremskaffe pålidelige korrosionsudmattelsesdata diskuteres for tiden bredt i hele Norden.

Med baggrund i ovenstående opstilles følgende forudsætninger:

Som reference benyttes svejsninger eller samlinger i de udvalgte legeringer afprøvet i luft, da udmattelsesstyrken af de ukærvede grundmaterialer skønnes at være uden relevans for projektet.

Alle udmattelsesforsøg udføres ved 4-punkt bøjeprøvning, da bøjnings-påvirkninger anses som de mest realistiske både i forbindelse med bølge-påvirkninger og motorvibrationer.

4-punkt bøjeprøvning er valgt, da dette medfører, at den del af prøvestykket, der befinder sig mellem de to midterste angrebspunkter, udsættes for samme moment. I en svejsning eksempelvis vil revnerne således være "fri" til at initiere i svejsningens svageste punkt.

Alle korrosionsudmattelsesforsøg gennemføres ved frekvenser, der ikke overstiger de i praksis forekommende. Alternativt dokumenteres frekvensens betydning ved forsøg.

Som korrosivt miljø vælges ikke afiltet, syntetisk havvand.

For at kunne generere et rimeligt antal data inden for projektets løbetid, er det vigtigt, at der benyttes udstyr, således at flere emner kan afprøves samtidigt.
3.7.3 

[TOP]		 Målbeskrivelse

3.7.3.1  Korrosion

Optimalt valg af legering og korrosionsbeskyttelse for store aluminiums-konstruktioner:

Det er målet, at designere og producenter af store aluminiumskonstruktioner med større sikkerhed skal kunne træffe et optimalt legeringsvalg nu og fremover i afhængighed af samlingstype, miljøpåvirkning og korrosions-beskyttelsessystem.

Overfladebehandling af sammenføjninger i store aluminiumskonstruktioner:

Det er målet at verificere om kemiske forbehandlinger af store aluminiums-konstruktioner og dertil hørende store, omkostningstunge og miljøbelastende kemikaliebade kan erstattes med mekanisk afrensning i forbindelse med overfladebehandlingen.

Overvågning af korrosion på store aluminiumskonstruktioner:

Det er målet at udvikle et koncept til korrosionsovervågning af store aluminiumskonstruktioner, der kan implementeres i de driftsovervåg-ningssystemer, som allerede hyppigt anvendes.
3.7.3.2  Korrosionsudmattelse

Det er målet at få indsamlet pålidelige korrosionsudmattelsesdata.

Det er formålet at opstille en øvre, kritisk fejlstørrelse for udmattelsesbelastede aluminiumssamlinger (svejsninger).

Det er målet at afdække, i hvilken grad overfladebehandling, katodisk beskyttelse, TIG- eller plasma-dressing, slibning og shot-peening forøger korrosionsudmattelsesstyrken af aluminiumssamlinger i store aluminiumkon-struktioner.
3.7.4 

[TOP]		 Organisering

Leder for projektet "Levetidsproblematik" vil være FI. Delprojektlederen for "Korrosion" vil være FI. Delprojektlederen for "Korrosionsudmattelse" vil være FI.
3.7.5 

[TOP]		 Projektets faciliteter

I forbindelse med afvikling af projektet anvendes 4-punkt-bøje-udmattelses-maskiner til undersøgelserne.

Nyligt opgraderet elektronisk udstyr på FI skal bruges ved registrering af de karakteristiske overfladepotentialer.

FI havvandslaboratorium ved Kyndbyværket samt vore atmosfæriske miljøkam-re til accelererede tests skal bruges ved flere af undersøgelserne.
3.7.6 

[TOP]		 Usikkerheder

De samlinger, der skal testes, vil blive designet og udført af de øvrige partnere i løbet at projektets første år. Da hver enkelt samlingstype rummer specifikke prøvningsmæssige problemer, er det derfor ikke muligt på nuværende tidspunkt at præcisere risici i forbindelse med målopfyldelsen.

Driftssikkerheden for og overvågningen af det anvendte udstyr i forbindelse med langtidsforsøg søges optimeret for at undgå betydende driftsstop.

For korrosionsovervågningen vil det være afgørende at få etableret løbende erfaringsudveksling med en organisation, som har driftsansvar for en stor aluminiumskonstruktion, som kan være udsat for en korrosiv belastning.

[TOP]
[TILBAGE]