Detail předmětu

Degradace materiálů a predikace jejich životnosti

FSI-WDMAk. rok: 2023/2024

Kurz "Degradační procesy a predikce životnosti" by měl seznámit studenty se základními mechanismy výrobní a provozní degradace materiálů používaných ve strojírenství, zejména ocelí a jiných kovových materiálů. Získané znalosti umožní studentům přesněji určit mezní stavy, efektivněji využívat materiály, kvalifikovaně stanovit příčiny porušení a zbytkovou životnost součástí.
Výrobní degradace (metalurgie, mikročistota, chemická a strukturní heterogenita, svařování jako příklad vlivu technologického procesu). Provozní degradace (koroze, vodíková křehkost, opotřebení, radiační zkřehnutí, strukturní nestabilita). Vždy objasněna podstata degradačního procesu, způsoby jeho hodnocení a vliv na vlastnosti materiálů.
Seznámení s vybranými metodami predikce životnosti strojních částí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Vstupní znalosti

Všeobecné znalosti z oboru materiálového inženýrství a souvisejících výrobních technologií (metalurgie, slévárenství, tváření, svařování, prášková metalurgie). Detailní znalost mezních stavů a pevnostních výpočtů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky pro udělení zápočtu : Účast na cvičeních, prokázání základních znalostí probírané tematiky v průběhu cvičení při řešení příkladů, či modelových problémů.
Zkouška : Zkouškou jsou prověřovány znalosti pojmů a podstaty probírané tematiky. Důraz je kladen na ověření schponosti aplikovat získané znalosti. Zkouška je ústní, v případě třetího termínu i písemná.
Kontrolovanou výukou je účast na cvičení, presenci vede cvičící V případě zjištění základních neznalostí a v případě neomluvené absence cvičící zadá téma samostatné písemné práce.

Učební cíle

Cílem uvedeného kurzu je seznámit studenty s problematikou výrobních a provozních degradací na takové úrovni, aby byli schopni posoudit vliv použitých technologií a podmínek exploatace na vlastnosti materiálů součástí a konstrukcí, a to včetně následného kvalifikovaného odhadu jejich zbytkové životnosti.
Daný kurz umožní studentům získat základní informace o provozních a výrobních degradacích strojírenských materiálů. Studenti se naučí pohlížet na kovové součásti jako na chemicky a strukturně heterogenní tělesa, jejichž stavy mohou být výrazně ovlivněny podmínkami exploatace. Studenti se seznámí se základními metodami odhadů zbytkové životnosti.

Základní literatura

Edit. Khelefa A. Esaklul. Handbook of Case Histories in Failure Analysis. Vol. 1. 2 Materials Park OH: ASM International, 1996. ISBN 0-87170-495-1 (EN)
Remanent Life Prediction, IMechE seminar Pub., 1998, ISBN 186-05-815-44
STRNADEL Bohumil. NAUKA O MATERIÁLU II. Degradační procesy a design konstrukčních materiálů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. ISBN978-80-248-1842-9. (CS)

Doporučená literatura

KUTZ, M. Handbook of Environmental Dagradation of Materials: Second Edition. Elsevier, 2012. DOI: 10.1016/C2010-0-66227-4. ISBN 9781437734560
Strnadel, B.: Nauka o materiálu II Konstrukční materiály a jejich degradační procesy. (Učební texty), FMMI VŠB-TU Ostrava,1993, 187 s. (CS)
Strnadel, Bohumír Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostravské tiskárny a.s., Ostrava 1998, 332 s. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-MTI-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Foret, CSc.

Osnova

1. Vliv metalurgie na vlastnosti ocelí.
2. Mikročistota a její vliv na vlastnosti kovových materiálů.
3. Chemická a související strukturní heterogenita I.
4. Chemická a související strukturní heterogenita II.
5. Výrobní a provozní degradace svarových spojů.
6. Strukturní stabilita žáropevných ocelí.
7. Vodíková křehkost.
8. Radiační zkřehnutí.
9-10. Opotřebení kovových materiálů.
11. Metody odhadů zbytkové životnosti.
12. Predikce zbytkové životnosti tlakové nádoby jaderného reaktoru.
13. Predikce zbytkové životnosti součástí energetických zařízení.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Foret, CSc.

Osnova

1.Optimalizace obsahu dezoxidačního hliníku v ocelích z hlediska dosahovaných mechanických vlastností.
2-3. Příklady chemické a související strukturní heterogenity ve vazbě na analýzy poruch strojních částí.
4. Příklady degradace vlastností svarových spojů.
5. Korozní praskání,výpočty.
6. Vodíková křehkost, výpočty.
7. Adheze, abraze, kavitace - výpočty.
8. Kontaktní únava - příklady, výpočty životnosti ložisek.
9. Hodnocení radiačního zkřehnutí, svědečné vzorky.
10-11. Ukázky metodik odhadů zbytkové životnosti.
12. Ukázky komerčních programů používaných k výpočtům zbytkové životnosti.
13. Zápočet.