Podrobno o projektih

Tribokorozijski procesi – od teorije k praksi, ARRS,  2014-2017, dr.Tadeja Kosec

Cilj projekta je raziskava in analiza tribo-korozijskih procesov v različnih primerih: njihovo prepoznavanje in kontroliranje. Projekt je hkrati poglobljeno nadaljevanje karakterizacije osnovnih tribo-korozijskih procesov, oziroma študija medsebojnega vpliva mehanskih in elektrokemijskih procesov. Drugi glavni cilj je karakterizacija tribo-korozijskih procesov mehanskih sklopov v izbranem industrijskem primeru.

V projektu bomo nadgradili tranzientne elektrokemijske tehnike, ki so bile razvite pri študiju drugih lokalnih oblik korozije v okviru raziskovalnega dela skupine. Pri izvedbi eksperimentov in analizi bomo sodelovali z raziskovalci iz področja triboloških lastnosti materialov na Inštitutu za kovinske materiale in tehnologije ter strokovnjaki iz industrije-Sieva d.o.o. V okviru projekta raziskujemno osnovne probleme in parametre, ki vplivajo na tribo-korozijske procese izbranih materialov pri tipičnih delovnih pogojih (mehanska obremenitev, vrsta gibanja, temperatura, vrsta elektrolita). Preiskave so usmerjene na razvoj ustrezne konstrukcije, materialov, komponent in korozijske zaščite za čim boljši rezultat pred pospešenimi testiranji. Rezultati projekta bodo slovenski industriji omogočili kontrolo in nadgradnjo tehnoloških procesov, istočasno pa bomo tribo-korozijsko znanje nadgradili s primernim naborom mehansko-elektro-kemijskih tehnik, ki bodo v bodoče služile kot orodje za napoved tribo-korozijskih lastnosti kovinskih materialov v realnih sistemih.

NUGENIA-PLUS – Preparing NUGENIA for HORIZON2020, EU 7th, 2015 – 2016, dr. Bojan Zajec

Jedrski reaktorji hlajeni z navadno (lahko) vodo še vedno predstavljajo najpogostejši tip reaktorjev v evropskih jedrskih elektrarnah. Uspešno vodenje in vzdrževanje teh reaktorjev II. generacije pa je ključno za podaljšanje njihove življenjske dobe preko prvotno projektirane (cca 40 let). Vizija dolgotrajnega delovanja predvideva podaljšanje delovanja na 60+ let pri hkratnem zagotavljanju varnosti in ekonomske upravičenosti. Glavni problem pri podaljšanju življenjske dobe je razumevanje procesov staranja struktur, sistemov in posameznih komponent. Eden od ključnih procesov je tudi napetostno korozijsko pokanje (NKP) pasivnih kovinskih komponent v hladilnem krogu in je predmet tega projekta. Nastanek NKP je povezan s stanjem in pripravo površine, česar pa dosedanji standardi ne obravnavajo dovolj podrobno. V projektu bomo zbrali in preučili zahteve za površinsko obdelavo kot jih narekujejo nacionalni in mednarodni standardi, priporočila izdelovalcev reaktorjev in uporabniške izkušnje. Eksperimentalni del obsega izvedbo posebej prirejenih nateznih testov v simuliranem okolju hladilne vode (v avtoklavu). To dvoje bo osnova za « priporočila za optimalno obdelavo površin za preprečevanje NKP med obratovanjem » s strani NUGENIA-e in bo na voljo vsem deležnikom. V projektu, ki traja 18 mesecev sodeluje 11 partnerjev iz desetih držav.

Učinkovitost ortodontske obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati pri različnih površinskih spremembah njihovih kovinskih delov, ARRS, 2013 – 2016, Prof. Dr. Maja Ovsenik, Dr. Tadeja Kosec

Nesnemni ortodontski aparati se uporabljajo za premike zob v treh dimenzijah (3D), kolikor to dopuščajo obzobna tkiva. Učinkovitost obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati je odvisna od dovzetnosti obzobnih tkiv za obravnavo in od lastnosti delov nesnemnega ortodontskega aparata. V predlaganem raziskovalnem projektu se bomo prvenstveno osredotočili na mehanske lastnosti nesnemnega ortodontskega aparata in poskušali ugotoviti vpliv na uspešnost in učinkovitost obravnave invivo. Namen raziskave je ugotoviti učinkovitost ortodontske obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati pri različnih površinskih spremembah njihovih kovinskih delov(nosilcev in žičnih lokov).Z različnimi nedestruktivnimi in destruktivnimi metodami bomo ugotavljali površinske spremembe kovinskih delov (nosilcev in žičnih lokov) nesnemnega ortodontskega aparata ter ugotavljali njihovo učinkovitost pri spremembah položaja zob.

Učinkovitost ortodontske obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati pri različnih površinskih spremembah njihovih kovinskih delov, ARRS, 2013 – 2016, Prof. Dr. Maja Ovsenik, Dr. Tadeja Kosec

Nesnemni ortodontski aparati se uporabljajo za premike zob v treh dimenzijah (3D), kolikor to dopuščajo obzobna tkiva. Učinkovitost obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati je odvisna od dovzetnosti obzobnih tkiv za obravnavo in od lastnosti delov nesnemnega ortodontskega aparata. V predlaganem raziskovalnem projektu se bomo prvenstveno osredotočili na mehanske lastnosti nesnemnega ortodontskega aparata in poskušali ugotoviti vpliv na uspešnost in učinkovitost obravnave invivo. Namen raziskave je ugotoviti učinkovitost ortodontske obravnave z nesnemnimi ortodontskimi aparati pri različnih površinskih spremembah njihovih kovinskih delov(nosilcev in žičnih lokov).Z različnimi nedestruktivnimi in destruktivnimi metodami bomo ugotavljali površinske spremembe kovinskih delov (nosilcev in žičnih lokov) nesnemnega ortodontskega aparata ter ugotavljali njihovo učinkovitost pri spremembah položaja zob.

Detekcija in karakterizacija napetostno korozijskega pokanja konstrukcijskih materialov v jedrskih elektrarnah ARRS-CEA 2013 – 2016 Izr. Prof. Andraž Legat
Degradacijski procesi napetostno korozijskega pokanja- NKP lahko med drugim vplivajo na varnost jedrskih elektrarn in zabojnikov za shranjevanje visoko radioaktivnih odpadkov (VRO). V predlaganem projektu bomo nadgradili raziskave NKP na izbranih neobsevanih kovinskih materialih (nerjavnih jeklih in nikljevih zlitinah) v simuliranih reaktorskih pogojih z uporabo specifičnih tranzientnih elektrokemijskih (elektrokemijski šum) in fizikalnih (akustična emisija) merilnih metod. Poleg običajno uporabljenih metod za karakterizacijo razpok bomo uporabili tudi novo metodo, rentgensko tomografijo (x-ray microtomography). Preučili bomo vplive različnih parametrov na iniciacijo in razvoj procesov NKP: mehanska obremenitev, temperatura (do 300 °C), pritisk (do 160 barov), prisotnost kontaminentov. Nadgradili bomo obsežno znanje korozijskega obnašanja specifičnih kovin v reaktorskem okolju raziskovalne skupine iz CEA z aktualnimi rezultati s področja tranzientnih elektrokemijskih in fizikalnih merilnih metod raziskovalne skupine iz ZAG-a. Pričakujemo lahko, da bo ta združen pristop pripomogel k poznavanju posameznih korakov znotraj procesov NKP v reaktorskem okolju.
Projekt poteka v skladu z SRA (Strategic Research Agenda) pod okriljem SNEPT (Sustainable Nuclear Energy Technology Platform): tematika je pomembna tako za fizijsko, kot prihodnjo fuzijsko tehnologijo.

Multifunkcionalne nanostrukturne prevleke za umetne vsadke – korozijski in tribokorozijski procesi (aplikativni raziskovalni projekt), ARRS 2011-2014, Dr. Darja Kek Merl, Dr. Tadeja Kosec

Proučujemo nove antibakterijske tanke plasti, ki jih nanašamo na kovine in zlitine, ki se uporabljajo ali so potencialno zanimive za umetne vsadke v človeški organizem. Razvijamo prevleke na osnovi ogljika in nitrida z dodatkom srebra ali bakra za boljše obrabne in korozijske, antibakterijske in biokompatibilne lastnosti. Razvoj prevlek je zanimiv predvsem za biomedicino in prehrambna industrija.
Z Institutom Jožef Štefan sodelujemo pri fizikalni, strukturni in mehanski karakterizaciji pripravljenih prevlek kot tudi pri korozijski in tribokorozijski karakterizaciji prevlek ter določitvijo njihovega antibakterijskega učinka. Tribokorozijski testi v fiziološkem mediju bodo pokazali primernost prevleke tako s stališča obrabe kot tudi korozije. Razumevanje mehanizmov korozije je ključnega pomena za pripravo prevlek z ustrezno korozijsko zaščito.

Raziskave novih metodologij za konserviranje/ restavriranje baročnih slik na platnu (aplikativni raziskovalni projekt), ARRS, 2011-2014, Dr. Polonca Ropret, Dr. Tadeja Kosec

Baročne slike na platnu kažejo, predvsem zaradi neprimernih pogojev hranjenja (nihanja temperature in relativne vlage, UV sevanja), svojevrstne neželene učinke staranja. Razvoj novih konservatorsko – restavratorskih smernic za ohranjanje baročnih slik na platnu bo bistveno olajšalo pristope k restavriranju in izboljšalo trajnost teh umetnin. Višja kakovost restavratorskih posegov med drugim tudi podaljša čas do naslednjega posega in tako dolgoročno znižuje stroške ohranjanja kulturne dediščine. Z določitvijo palete originalnih materialov bo izredno olajšana identifikacija ponaredkov, kar je bistvenega nacionalnega pomena. Razvoj metod za imunološko identifikacijo proteinskih materialov (grundi, barvni sloji, zaščitni sloji), izboljšanje postopka za identifikacijo tradicionalnih organskih pigmentov in znanje o procesih, ki se dogajajo v kompleksnih barvnih sistemih, bo izreden doprinos k znanosti v svetovnem merilu.

TRIMM WP3 Advanced Bridge Monitoring Techniques, Task 3.3: Corrosion monitoring, EU 7th, 2011-2014, Izr.prof. dr. Andraž Legat

Korozija armaturnega jekla v betonskih armiranobetonskih konstrukcijah (mostovih, viaduktih, drugih premostitvenih objektih) je eden od glavnih razlogov za propadanje betona in poškodbe glavnih konstrukcijskih elementov. Ta problematika je izrazita v obmorskem območju ter v notranjosti, kjer se običajno v zimskem času izvaja soljenje cest. Monitoring korozije bi moral biti sestavni del vsakega objekta ter upravljanja s konstrukcijo. V okviru te delovne skupine projekta bomo nadaljevali z razvojem korozijskih – elektrouporovnih senzorjev v smeri, da bi jih lahko uporabili tudi že v obstoječih sistemih za spremljanje korozije.

SMARTRAIL WP1 Monitoring and Inspection, Task 1.5: Use of instrumentation to monitor the condition of bridge structures, EU 7th, 2011-2014, Izr.prof. dr. Andraž Legat

Namen naloge je ugotavljati hitrost degradacije protikorozijskih premaznih sistemov v različnih korozijskih pogojih in izmeriti korozijske hitrosti jekla pod degradiranimi premazi. Monitoring bo prispeval podatke za pravočasne sanacije protikorozijskih zaščit.
Izdelani so bili električni uporovni senzorji (Modifikacija patentiranih senzorjev za merjenje korozijske hitrosti jekla (patent št. SI 22559 A) – Andraž Legat in Viljem Kuhar), premazani z različnimi protikorozijskimi sistemi kot na kovinskih železniških mostovih, skupaj s senzorji, na katerih je mogoče izvajati meritve stanja protikorozijskih premazov z elektrokemijskimi metodami (impedančna spektroskopija, elektrokemijski šum). Senzorji bodo vgrajeni na dva železniška mostova v različnih korozijskih pogojih. Istočasno bodo potekale preiskave z enakimi senzorji v pospešenih korozijskih izpostavah (slana, industrijska in vlažna komora, izpostava UV žarkom).

Korozija bakra v bentonitu, SKB- Bo Consulting, 2006- , Izr.prof. dr. Andraž Legat, Dr.Tadeja Kosec

Baker v bentonitu smo v letu 2008-2011 spremljali in določevali določasovne korozijske aktivnosti v bentonitu v oksidirajočih pogojih. Namestli smo električne uporovne senzorje v bentonitu, nasičenim s slano podtalnico. Iz meritev elektrokemijske impedančne spktroskopije kot tudi meritve zmanjševanja debeline na uporovnih senzorjih iz bakra smo določili in primerjali korozijsko hitrost.
Glavnina preiskav je po prenehanju izpostave posvečena analizi in prepoznavanju vrste korozije, korozijskih produktov in oceni korozijskega stanja po koncu izpostave. Opravili smo metalografske preiskave, identifikacijo korozijskih produktov z Ramansko, XRD spektroskopijo. Uporabili smo tudi -žarkovno tomografijo.

Karakterizacija tribokorozijskih procesov, ARRS, 2009 – 2011, Dr. Tadeja Kosec

Cilj raziskovalnega projekta je bil razviti metodologije za karakterizacijo tribokorozijskih procesov. Izbrali in ocenili smo različne elektrokemijske in druge pomožne tehnike za uspešno interpretacijo tribokorozijskega obnašanja, iščemo nove primerne tehnike za tribokorozijsko preskušanj, in študiramo trenutno zanimive probleme.
Prav tako je potrebno karakterizirati vpliv tribolokorozijskega delovanja na vzorce kovin ali zlitin, ki so podvrženi tribokorozijskemu procesu. Z uporabo različnih tehnik za karekterizacijo površin izvajamo analize na vzorcih pred in po tribokorozijskem preskusu. Določamo mehanske lastnosti materialov, kot tudi lastnosti obrabe in trenja pri tribološkem delovanju.

Ocena in spremljanje degradacijskih procesov inženirskih pregrad odlagališča nizko in srednje-radioaktivnih odpadkov (NSRAO), ARAO, 2009-2011, Izr.prof. dr. Andraž Legat

V okviru študije »Ocena in spremljanje degradacijskih procesov inženirskih pregrad odlagališča nizko in srednje-radioaktivnih odpadkov (NSRAO)« smo podali opis pričakovanih degradacijskih procesov za najverjetnejši tip in lokacijo odlagališča in oceno vpliva posameznih parametrov na njihovo hitrost. Poudarek je bil na degradaciji različnih vrst betona, koroziji jeklene armature v betonu (običajna in nerjavna jekla), koroziji nizkoogljičnega in nerjavnega jekla zabojnikov in na obstojnosti protikorozijskih zaščitnih sistemov. Trenutno spremljamo dolgočasovni razvoj omenjenih procesov v vzorcih, ki so izpostavljeni različnim pogojem okolja, tako da bomo lahko modelirali njihov razvoj v pričakovanem okolju odlagališča. Razvili smo tudi merilni sistem, ki omogoča stalno spremljanje nekaterih ključnih degradacijskih procesov, z nekaterimi modifikacijami pa bo primeren tudi za uporabo v realnem odlagališču.

SLO-HR projekt: Razvoj ekološko sprejemljivih metod za zaščito bronastih spomenikov, ARRS, 2010-2011, Dr. Tadeja Kosec

V sklopu predlaganega bilateralnega projekta smo iskali primerno zaščito brona in patin različnih vrst, skupaj s kombinacijo uporabe netoksičnih inhibitorjev korozije ter drugih uporabljenih materialov za uspešno konzervacijo-zaščito kovin v zahtevnih obmorskih atmosferah. Preverili smo tudi učinkovitosti različnih lakov ter naravnih in sintetičnih voskov. S tovrstnim načinom smo testirali podaljšanje zaščitnega delovanja inhibitorjev korozije.

SLO-ARG projekt: Trajnost inženirskih pregrad odlagališč za nizko in srednje radioaktivne odpadke, ARRS, 2009-2010, Izr. Prof. dr. Andraž Legat

Projekt se nanaša na razvoj senzorjev, ki bodo ob pravilni aplikaciji v armirano betonske strukture dovoljevali meritve glavnih parametrov povezanih s korozijo armiranih palic in posledično z degradacijo strukture. Kompleksnost različnih tipov korozije naredi spremljanje korozijskega procesa težavno, kontrolni parametri se namreč lahko spreminjajo s časom, kar zahteva pogoste in takojšnje meritve. Zaključen korozijski merilni sistem mora, poleg natančnih meritev elektrokemijskih parametrov, ki se nanašajo na hitrost korozije, omogočati tudi meritev okoljskih parametrov kot so temperatura, koncentracija kloridnih ionov, prevodnost betona in prisotnost kisika. Specialist lahko potem uporabi vse te informacije za oceno situacije in naredi popolnoma informirano odločitev o tem kakšno ublažitveno strategijo, če kakšno, je potrebno izvesti.

Vzdrževanje in zaščita javnih spomenikov iz brona, MOL, 2008-2009, Dr. Mirjam Bajt Leban

Za kvalitetno vzdrževanje in zaščito spomenikov, ki so postavljeni na prostem, je potrebno poznati številne parametre. Mednje spada kvaliteta brona, način kemijske obdelave površine, premazi in atmosfera, kateri je kip izpostavljen. V raziskovalne projektu smo izbrali in testirali tri različne vrste brona. Preverili smo različne patinacijske postopke. Med patinami, ki smo jih študirali smo izbrali rjavo patino, zeleno kloridno in zeleno nitratno patinacijo. Vzorce smo zaščitili na različne načine in jih izpostavili korozijskim razmeram.
V okviru projekta smo s sodelovanjem kolegov iz restavratorskega centra pripravili predloge za kvalitetno zaščito spomenikov iz brona, ki se odkrivajo ter predloge za kvaliteno obnovo in zaščito spomenikov, ki so že postali naša kulturna dediščina.