Ny forskning kan ge bredare användning av rostfria stål med extremt goda egenskaper

nov 6, 2018 | Maskin

Duplexa rostfria stål är utmärkta val i konstruktioner med höga krav på hållfasthet, korrosionsbeständighet och låg vikt. Trots sina fördelar används de bara i begränsad omfattning eftersom de är mer komplicerade att svetsa än traditionella rostfria motsvarigheter. Men lösningar som kan få stor betydelse är på väg. De har presenterats i en avhandling av doktoranden Vahid Hosseini på Högskolan Väst.

Duplexa rostfria stål fungerar mycket bra i miljöer med extrema materialpåfrestningar. Fördelarna har gjort att olje-, gas- och kemisk industri använder sådana stålkvaliteter sedan årtionden tillbaka. Tankar, pipelines och viktkänsliga stålkonstruktioner på oljeplattformar är bara några exempel på applikationsområden. I andra branscher är utbredningen av duplexa stål väsentligt mindre. Det som bromsar utvecklingen är tekniska svårigheter vid svetsning i super duplex rostfria stål.
Vill lösa svetsningsproblem
Felaktig svetsning kan leda till att alla de avgörande goda egenskaperna i duplexa rostfria stål bokstavligt talat går upp i rök.
– Mitt forskningsprojekt handlar om att hitta lösningar på de problemen, säger Vahid Hosseini. Vi ska utveckla, dokumentera och sammanställa kunskaper i digitalt format så att de blir tillgängliga och praktiskt användbara. Detta öppnar vägen för att svetsingenjörer ska kunna designa felfria svetsar.
Bred metallurgisk kompetens
För Vahid passar projektet perfekt. Han är född och uppvuxen i Teheran.
– Det var också där som jag studerade materialteknik på universitetet. Under mina magisterstudier på Sharif University of Technology, arbetade jag parallellt på ett kraftbolag som producerar el med hjälp av gasturbiner. Efter det var jag anställd i ett år på ett stålproduktionsföretag.
Han har med andra ord byggt upp bred metallurgisk kompetens, både teoretisk och praktisk, som han har stor nytta av nu.
– Tillsammans med företag och forskningsinstitutet Swerea Kimab, utvecklar vi mjukvara där svetsoperatörer kan mata in värden för den svetsning som ska göras, förklarar Vahid. Utifrån de uppgifterna kan vi leverera en optimerad och finmaskig vägledning om hur svetsen ska läggas för att de goda materialegenskaperna ska förbli oförändrade.
Arbetet med att utveckla mjukvaran ska vara klart under senare delen av 2019 (DUWELTOOL projekt).
En ny testmetod
Medan Vahid Hosseini arbetade med sitt forskningsprojekt fick han en ny idé.
– Svetsning kan påverka mikrostrukturen och egenskaperna i metallegeringar, förklarar han. Det gör att egenskaper i legeringar, som till exempel duplexa stål, kan förändras på många olika sätt.
För att studera sådana förändringar i mikrostrukturen värmer man idag upp metallprover i ugnar till olika temperaturer under olika tider. Detta är tidsödande och kräver mycket manuellt mätarbete.
Alla temperaturer i samma prov
– Med min metod utsätts varje provbit för en spännvidd av temperaturer. Ena sidan av provet placeras under svetsbågen, medan den andra sidan håller konstant temperatur med hjälp av ett vattenbad.
Varje specifik provtid ger ett komplett spektrum av temperaturer. För varje temperatur går det att studera hur mikrostrukturerna har förändrats. Ett enda prov med den nya metoden kan motsvara upp till 30 prover med den gamla.
Mätutrustning i mångmiljonklassen kan göra ungefär samma sak, men Vahids testmetod kostar bara ett par tusen kronor. Den kommer även mindre företag att kunna använda.
– Metoden kan användas för studier av mikrostrukturer i alla metaller och vid additiv tillverkning.
Stort intresse från industrin
Industrin följer båda delarna av Vahis Hosseinis arbete med stort intresse.
– Jag ser det här forskningsprojektet som ett lyckat exempel på samarbete mellan forskningsinstitut, industri och akademi, säger Ravi Vishnu som är svetsningsspecialist på Avesta Research Center, en av ståltillverkaren Outokumpus tre forskningsenheter.
Peter Stenvall som är specialist i svetsmetallurgi hos ståltillverkaren Sandvik konstaterar:
– Att i detalj förstå hur mikrostrukturer utvecklas är oerhört värdefullt för oss inom industrin. Inget enskilt företag har resurser och kompetens att på egen hand genomföra ett forskningsprojekt av den här storleken, men samarbete har gjort det möjligt.
Till avhandlingen: Super duplex stainless steels: Microstructure and propertiesof physically simulated base and weld metal 
Text och foto: Ulf Axelson

Lanserar IoT-plattform för mätning av luftkvalitet i realtid
QleanAir har utvecklat en IoT-platform som hjälper företag att mäta, förstå och förbättra sin luftkvalitet. Nu lanseras QleanAir Connect som kopplar upp arbetsplatsens...
Service och support var avgörande i ALO Centers senaste investering
ALO Center i Mora’s resa började för mer än 80 år sedan. Kompetensen, teknikfokuset och engagemanget har gått i arv genom generationer i företaget vilket bidrar till...
Kan de små detaljerna vara avgörande?
Jag läste för en tid sen några kloka ord av Olof Röhlander som handlade om stenskott. Där stenskott var en metafor för det nödvändiga i att även ta tag i det som till...
DN Solutions, det nya namnet på Doosan Machine Tools
-I slutet av Maj var det adjö till varumärket "Doosan Machine Tool", och vi säger välkommen till "DN Solutions". Även fast namnet ändras, kommer du att upptäcka att...
Främmestadsverken vinner affärer för 34 miljoner under maj månad
Redan från start så har Främmestadsverkens mål varit att vara kundens mest leveranssäkra alternativ. Med maskinbearbetning och ytbehandling under samma tak klipps en...
Digitala tvillingar skapar helt nya möjligheter
Det kan gälla hela samhällen, städer, fabriker och allt där det finns någon form av processer och/eller flöden – det mesta går i dag att bygga upp i en virtuell värld,...
3nine Industries Air Monitoring System
Ta kontroll över luften i dina lokaler med 3nine Industries Air Monitoring System och var säker på att andas ren luft.  3nine Industries erbjuder ett unikt...
Masentia tar sina kunder till högre höjder
Obemannad drift i 72 timmar. Med 32 paletter och möjlighet till 330 verktyg. Masentia tar verkligen sina kunder till högre höjder med CNC-fräsen Matsuura MAM72 som...
Sverigepremiär för Okuma Armroid hos Stenbergs
En CNC-svarv med inbyggd robot. Som är fullt integrerad med maskinens styrsystem. Jodå, du läste helt rätt. Maskinen heter Okuma Armroid och visas för första gången i...
Maskinlansering på Elmia – Schaublin 642-Y hos Swedish Machine Tool Company
Nu finns Schaublin Machines representerade i Skandinavien. Schaublin är en schweizisk tillverkare av högprecisionsmaskiner och maskinsortiment består av konventionella...
Energioptimering genom smart finansiering kan spara tillverkningsindustrin miljarder
Tillverkningsföretag har tryck på sig från regelverk och aktieägare att minska koldioxidutsläppen och optimera sin energianvändning. En ny studie från Siemens Financial...
Världspremiär för Euromaskins EDS 900 gradmaskin
Under Elmia Verktygsmaskiner lanserar Euromaskin sin nya egenframtagna gradmaskin. EDS 900 erbjuder högflexibel gradning för alla typer av material och applikationer...
Digitala kunskapssessioner för optimerad funktion och produktivitet
Sandvik Coromant, har lanserat ett antal digitala kunskapssessioner för att hjälpa kunderna med applikationer där solida verktyg används. De tolv sessionerna tar upp...
Rivstart med tre maskiner på ett år
På mindre än ett år har Andreas Borg investerat i tre Hyundai WIA SE 2200 LSY, och tillhörande automationsutrusning. Borgs Bearbetning i Mariestad kan med råge...
Tänk utanför boxen – spara flera sekunder per detalj
Produktionen optimerades när cykeltiden kortades med flera sekunder. Den specialanpassade längdsvarven med tillhörande automationslösning blev så bra att kunden...
VT1000EX, Okumas nyutvecklade svarv för tuff bearbetning
Okuma introducerar nya VT1000EX på marknaden, en vertikal CNC-svarv som uppfyller noggranna kundkrav tack vare sin riktigt imponerande prestanda. Maskinmodellen...
Hållbar produktivitet med automatiserad skärvätskehantering
Wallenius Water Innovation lanserar FluidWorker 150 som erbjuder automatiserad mätning och justering av skärvätskans koncentration samt en kemikaliefri reduktion av...
Nya ägare satsar för framtiden
Strax före årsskiftet blev det klart att nya ägare kommer leda Mekanotjänst in i framtiden. Under 2022 väntar investeringar och rekrytering av fler medarbetare.  – Vi...
Power Skiving mjukvara med kraftfull teknologimodul
Den nya mjukvarulösningen möjliggör en tillverkningsorienterad verktygskonstruktion och processoptmering i produktionsmiljö Verktyg för Power Skiving, ögonblicksbild...
Effektiv produktion när misslyckande inte är ett alternativ
Originaldelstillverkare inom flygindustrin (OEM) måste arbeta för att tillverka flygplan som kan färdas hållbart även långa sträckor och klara nollutsläppsmål. De måste...

Maskinbetjäning

Robotar

Tillbehör