Utmattning och degradering av material i energianläggningar
- Diarienummer
- SM20-0004
- Start- och slutdatum
- 210101-211231
- Beviljat belopp
- 202 648 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Projektet syftar till att säkerställa kontinuerlig elproduktion i Vattenfalls vind-, vatten- och kärnkraftverk genom att undvika oplanerade avbrott på grund av mekaniska eller strukturella fel. Målen inkluderar säkrare drift och mer precisa planer för förebyggande underhåll av mekaniska komponenter i existerande enheter. Målet innebär också att använda den ökade förståelsen för mekaniska skador till förbättrade krav på nya enheter. För de bärande fundamenten som Vattenfall producerar är målen att förbättrad konstruktion och underhåll ska begränsa miljöpåverkan under enheternas livslängd. Under projektets första år kommer fokus att vara på kunskapsöverföring om utmattning och miljöbetingad försämring av egenskaper. Potentiella skador i produktionsenheterna ska även kartläggas som förberedelse för fortsatt forskning. Under andra året kommer fokus att flyttas mot att ta fram förbättrade rutiner och verktyg för livslängdsberäkning. Nya forskningsområden ska identifieras för fortsatt samarbete. Arbetet kommer att inkludera strategisk forskning, genomförandestudier och teori. Resultaten förväntas innehålla ökad kunskap om de underliggande fysiska mekanismerna för utmattning och miljöbetingad försämring av egenskaperna hos mekaniska och strukturella komponenter och material i Vattenfalls produktionsenheter. Förbättrade guider och verktyg ska vara införda för konstruktion, drift och underhåll. Nya forskningsområden ska vara identifierade och prioriterade projekt startade.
Populärvetenskaplig beskrivning
Sverige står inför omvandling av våra energisystem till klimatneutral och hållbar elproduktion och fossilfria transporter. Omställningen av transporter skapar behov av mer el som ska produceras av förnyelsebara energikällor som sol- och vindkraft. De förnyelsebara energikällorna är beroende av lokalt väder och årstidernas växlingar vilket medför att övriga energikällor som vattenkraften måste kunna ställas om till att möta variationerna hos vind- och solkraft. Nya driftsförhållanden med variabla laster i våra vattenkraftverk påverkar risken för utmattning i mekaniska komponenter. Vindkraften är fortfarande en ny energikälla i stora sammanhang. Först nu kan vi se hur den långsiktiga utmattningståligheten är hos de mekaniska komponenterna. Först nu kommer vi att se vilka som är de långsiktiga och kritiska utmattningsfenomenen. Nu kan vi även börja se hur miljö i form av fukt, is, temperaturväxlingar och salt för havsbaserade verk, påverkar de lastbärande strukturerna hos vindkraftverken. Den pågående livslängdsförlängningen av våra kvarvarande kärnkraftverk medför att kritiska komponenter som varit i drift i 40 år ska säkras för fortsatt drift. Frågor om åldringens påverkan på materialens fortsatta utmattningsmotstånd efter långvarig drift i höga temperaturer är speciellt viktiga. Detta är frågor som först nu blivit aktuella eftersom vi sällan har använt enheter under så lång tid. Det aktuella projektet inom strategisk mobilitet innebär att Professor Bo Alfredsson från KTH hållfasthetslära kommer att arbeta inom Vattenfall forskning och utveckling med utmattning och miljöeffekter på material och strukturer hos elproducerande anläggningar. Professor Alfredsson kommer att ta med sig 25 år erfarenhet från ledande forskning inom utmattning av mekaniska komponenter och miljöbetingad försämring av materialegenskaper hos lastbärande strukturer till värdorganisationen Vattenfall. Genom att Vattenfall är ledande på energimarknaden i Sverige har arbetet goda förutsättningar att slå igenom inom hela branschen. Projektet innebär en avsevärd kunskapsöverföring från forskningen till verksamma ingenjörer, från universitet till industrin. Samtidigt förs fördjupad information och förståelse för verkliga skador och laster i drift till universitetet och forskningen, vilket på sikt kommer att leda till bättre forskning.