Transcript 60. výročie založenia Výskumného ústavu zváračského Priemyselného

Využitie ŠF pre podporu špičkového výskumu v
oblasti nových materiálov
a technológií pre energetiku a strojárstvo
Peter Brziak, Peter Klamo
ŠTRUKTURÁLNA POMOC EÚ
PRE VÝSKUM A INOVÁCIE - EFEKTY,
PRÍLEŽITOSTI A RIZIKÁ
Miesto konania: Grand hotel Bellevue, Vysoké Tatry
Dátum konania: 9.-11. apríla 2014
Obsah prezentácie
1. Úvodné poznámky
2. Motivácie
3. Projekty ŠF
3.1 Gradientné rúry
3.2 „Wolfrámové“ ocele
3.3 Trecie zváranie s premiešaním
3.4 Centrum pre Výskum a Vývoj SE a.s.
4. Vyvolané projekty EU
4.1 7RP NEXTGENPOWER
4.2 7RP MACPLUS
4.3 RFCS GRAMAT
ČO JE VÚZ – PI SR?
Fakty, ktoré (možno) neviete
- VÚZ – PI SR je súkromná nezisková
organizácia
- VÚZ – PI SR má viac ako 65 - ročnú históriu
- VÚZ – PI SR je jedným z mála bývalých
rezortných ústavov, ktoré sú stále aktívne
vo výskume
Štatistika
239 zamestnancov
z toho 129 zamestnancov s
vysokoškolským vzdelaním
z toho 48 výskumno-vývojových
zamestnancov
z toho 33 zamestnancov s titulom PhD.
Cca. 50 publikácií ročne
Aktivita vo VaV platformách
Členovia
- Slovenský živnostenský zväz
- Zväz pre podporu výskumu a podnikateľského
prostredia Slovenska
- Slovenská obchodná a priemyselná komora
- Slovenská technická univerzita v Bratislave
- Technická univerzita v Košiciach
- Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka
- Žilinská univerzita
Vízia
Byť excelentnou výskumnou, vzdelávacou
a certifikačnou inštitúciou a vplyvnou autoritou v oblasti
spájania a príbuzných procesov
Misia
Poskytovať služby svetovej kvality v oblasti
materiálov, inžinieringu a technológií spájania a príbuzných procesov,
a tak napĺňať potreby rozvoja slovenského a svetového priemyslu
a podieľať sa na stimulácii a rozvoji dlhodobých ekonomických hodnôt.
Hodnoty
Technológie & Vedomosti
Progres
Spolupráca
Myšlienky & Ľudia
1. TECHNOLÓGIE & VEDOMOSTI
 Celkové investície do inovatívnych technológií v priebehu rokov 2010-2014 boli uskutočnené v hodnote celkovo
viac ako 1,46 mil. Euro
Laboratórium trecieho zvárania
s premiešaním (TZsP)
- cieľom je aplikácia TZsP ako ekologickej a pritom
ekonomicky výhodnej progresívnej technológie
zvárania a povrchovej úpravy materiálov.
- zariadenie dimenzované na zváranie ako ľahkých
kovov, tak aj ocelí.
- výhody TZsP: zváranie bez prídavných
materiálov, zvarového kúpeľa a rozstreku, žiadne
toxické plyny, možnosť zvárať v polohách,
mechanické vlastnosti varového spoja sú
porovnateľné so základným materiálom, veľmi
ľahká automatizácia, minimálne prevýšenie/
prepadnutie zvaru bez nárokov na prácne trieskové
opracovávanie
Pilotné pracovisko robotického zvárania
- určené na vývoj komplexných riešení zvárania hlavne
pre potreby priemyselnej výroby (napr. automobilový
priemysel)
a na overenie a odladenie výrobných
procesov.
- základom pracoviska je YAG laser Rofin s výkonom cca 5
kW s možnosťou použitia klasickej alebo hybridnej hlavy.
- tento zdroj slúži pre tri robotické sektory vybavené
špeciálnymi plne programovateľnými polohovadlami.
- robotické ramená sú použiteľné aj na aplikáciu
klasických zváracích procesov, ako je napríklad
TIG/MIG/MAG a odporové bodové zváranie.
1. TECHNOLÓGIE & VEDOMOSTI
 Celkové investície do inovatívnych technológií v priebehu rokov 2010-2014 boli uskutočnené v hodnote celkovo
viac ako 1,46 mil. Euro
Laboratórium fyzikálnej simulácie
- poskytuje široké možnosti overenia vhodnosti
technologických procesov pre daný účel pred ich
zavedením do výroby.
- základom laboratória je fyzikálny simulátor
Gleeble 3800, pomocou ktorého je možné
simulovať a identifikovať technologické limity
procesov (zváranie, tvárnenie, zlievanie, spekanie,
tepelné spracovanie) zároveň stanovovať vlastnosti
predmetných materiálov a ich zvarových spojov
(prevádzková degradácia, mechanické vlastnosti
za vysokých teplôt, náchylnosť na vznik rôznych
typov trhlín spôsobených zváraním a zlievaním,
relaxačné vlastnosti a iné).
2. PROGRES
 Celková hodnota realizovaných projektov na VÚZ – PI SR v roku 2013 je viac ako 8,5 mil. Euro
Prostriedky
- Rozvoj strategických výskumných oblastí,
zadefinovaných ako prioritné
- Účasť na domácich a zahraničných programoch
výskumu v strategických oblastiach
- Príprava a riadenie projektov Siedmeho
rámcového programu s VÚZ – PI SR ako lídrom
medzinárodného konzorcia
Štatistika
7 projektov operačného programu Výskum a
vývoj a Konkurencieschpnosť a hospodársky rast
2 projekty Siedmeho rámcového programu
(nextgenpower.eu, macplusproject.eu)
1 projekt RFCS (GRAMAT)
Projekt GRAMAT
Research on innovative corrosion resistant gradient
tubes for biomass power generation installations
- v Slovenskom výskumnom prostredí prelomový projekt.
- RFCS (Research Fund for Coal and Steel) je najstarší
ekonomický nástroj EU na podporu projektov aplikovaného
výskumu z oblasti ťažobného priemyslu a výroby ocele; je
určený len pre členské štáty EU.
- historicky vychádza z ECSC (pakt o uhlí a oceli z roku 1951,
ktorý je považovaný za základ terajšej EÚ).
- nosnou časťou konzorcií musí byť priemyselná sféra, ktorá
garantuje aplikáciu výsledkov výskumu do praxe.
- v rámci projektu GRAMAT VÚZ – PI SR vytvoril konzorcium
výrobných firiem zo Slovenska a zo Západnej Európy:
-výrobcovia rúr Železiarne Podbrezová a.s. a Benteler (najväčší európsky
výrobca rúr z Nemecka),
-český výrobca oceľových odliatkov Žďas (patrí do koncernu Železiarní
Podbrezová a.s),
-fínski Foster Wheeler (najväčší výrobca kotlov na spaľovanie biomasy na
svete) a VTT (výskumná organizácia s viac ako 2500 zamestnancami),
-COMTES (česká renomovaná organizácia pôsobiaca okrem iného v oblasti
numerickej simulácie valcovania)
-a MECAS ESI (česká pobočka najväčšej svetovej firmy zaoberajúcej sa
numerickou simuláciou okrem iného technologických procesov zlievania).
2. PROGRES
2. PROGRES
1. Účasť – sme radi, že sme tam!
2.Účasť na tvorbe WP – riadime WP
3. Tvoríme projekt!
2. PROGRES
1. Účasť – sme radi, že sme tam!
2.Účasť na tvorbe WP – riadime WP
3. Tvoríme projekt!
3. SPOLUPRÁCA
 Celková hodnota výskumných aktivít VÚZ – PI SR v spolupráci so strategickými priemyselnými partnermi
predstavuje viac ako 2,6 mil. Euro
Prostriedky
- Podpis strategických zmlúv so strategickými
akademickými partnermi
- Príprava spoločných výskumných projektov so
strategickými priemyselnými partnermi
Príprava
Joint
Activity
Program
s
medzinárodnými partnermi
Štatistiky spolupráce
TATRAVAGÓNKA a.s.
Slovenské elektrárne, a.s.
Železiarne Podbrezová a.s.
Knauf Insulation, s.r.o.
SLOVNAFT, a.s.
EUSTREAM, a.s.
SIEMENS, a.s. (ČR)
Účasť
priemyslu
Konkrétna
aplikácia
Úspešný
projekt
3. SPOLUPRÁCA
Výskum a Vývoj za posledných 10 rokov
Štatistiky spolupráce
Cca. 35 medzinárodných projektov
Projekty 5, 6 a 7 rámcového programu
Do zahraničných projektov priemyselného
charakteru sa vždy snažíme zapojiť domácu firmu
– SES Tlmače a.s., Železiarne Podbrezová a.s,
Tatravagónka Poprad a.s., Slovnaft a.s.,
Duslo
Šala a.s,
Aktívne vyhľadávane partnerov – IIW, EWF,
platformy
účasť na oficiálnych akciách EU formou aktívnej
prezentácie a stánkov (2010 Brusel, 2011 Varšava,
Benátky, 2012 Aarhus)
Typy projektov
CORE RESEARCH
- Rada pre stratégiu rozhoduje v ktorej oblasti je
nutné zlepšiť poznanie, urýchliť komercializáciu
nápadu
. PARTNER RESEARCH:
- VaV na objednávku partnerov (len veľkí hráči:
SIEMENS, Slovnaft, EUSTREAM, Knauff, Arcellor
Mittal .......)
GRANTOVÉ SCHÉMY
- SVK, EÚ
4. MYŠLIENKY A ĽUDIA
 Celková hodnota do inovácie procesu vzdelávania resp. certifikácie predstavuje hodnotu viac ako 480.000 Euro
Prostriedky
- Rozvoj využívania inštitútov duševného
vlastníctva a spin-offov
- Rozvoj odborného vzdelávania a certifikácie
- Podpora mladých výskumníkov
Štatistika
10 mladých vedeckých pracovníkov, ktorí majú
titul PhD.
XX absolvovaných stáží a krátkodobých pobytov
v zahraničí
6 prijatých zahraničných študentov na stáž
krajiny, s ktorými VÚZ – PI SR spolupracuje v
rozvoji mladých vedcov: E, IR, A, B, D, Srbsko,
Spolupráca s vysokými školami v oblasti výchovy
doktorandov
- dlhodobá spolupráca s akademickými partnermi
- doktorandi vykonávajú experimentálne práce v
laboratóriách VÚZ - PI SR
- vďaka účasti na jednotlivých výskumných
činnostiach a projektoch sa môžu začať profilovať
smerom ku konkrétnym oblastiam expertízy
Profesionálny rozvoj
- pravidlom pre každého výskumného pracovníka
je absolvovanie minimálne doktorandského
štúdia
- všetci absolventi doktorandského štúdia
automaticky absolvujú prax na renomovanom
zahraničnom pracovisku, kde spravidla vedú svoje
vlastné projekty
- pridelenie dlhodobého projektu, korí absolventi
buď vedú alebo do neho vstupujú ako vedúci
riešitelia už vo fáze prípravy
Ako sa vo VÚZ – PI SR rodí projekt
Základné predpoklady

 Tradícia a kontinuita výskumu – je sa od koho učiť čo
robiť a ako
 Stabilita výskumu
 Dobré meno doma a vo svete

 Investície do laboratórnej techniky (laboratória a
prístroje)
Leitmotív – „podnety z priemyslu“
Podnety na výskum plynú z dokonalého poznania
priemyselného prostredia a potrieb firiem – výskum
musí priniesť profit všetkým stranám
Len DIV VaV ročne vyrieši stovky zákaziek pre všetky
oblasti priemyslu (7.4. 90 Ext )– námetov je VEĽA
Nie projekty pre projekty
Priemyselné odvetvia majú svojich odborných
garantov, ktorí sú povinní vyhľadávať obchodné a
výskumné príležitosti
Snaha o to, aby profitoval slovenský Priemysel
Smerovanie k vlastným technologickým nápadom,
ktoré môžu byť využiteľné na národnej úrovni
Investície do ľudských zdrojov (podpora študentov
PhD – každý má pridelený priemyselný projekt,
výučba AJ, vysielanie študentov a pracovníkov na
stáže)
Zapojenie do IAST (študenti zo Srbska, Belgicka,
Škótska a Španielska)
Leitmotív – „medzinárodná spolupráca“
 Účasť na konzorciu s „tými najlepšími“ ako doma
tak aj v zahraničí
 Povinnosť vedúcich výskumných pracovníkov byť
na medzinárodnej špičke poznania v danom odbore
 Publikovanie v odborných časopisoch (cca. 20)
 Aktívna účasť na najvýznamnejších odborných
akciách doma aj v zahraničí
 Získanie a zdieľanie know-how, kritického v danej
oblasti
Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku
Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Výskum inovatívnych materiálov pre prehrievačové systémy zariadení
vyrábajúcich energiu spaľovaním alternatívnych palív
Typické prevádzkové parametre:4
Mpa/400°C
Zdroj: SES Tlmače
Výsledkom
bude ekonomicky výhodne
vyrobená prehrievačová rúka ktorej povrch
bude odolný voči vysokokteplotným formám
korózie, a vnútorné časti budú odolné voči
creepovému zaťaženiu.
Výroba polotovaru, tvárnenie, prevádzkové skúšky
GLEEBLE 3800, inštalovaný vo VÚZ – PI SR
GRAMAT (Research on innovative corrosion resistant gradient tubes for
biomass power generation installations - RFSR-CT-2013-00005) v rámci
Európskeho fondu pre uhlie a oceľ (RFCS: Research Fund for Coal and
Steel).
Projekt je spin-offom projektu, realizovaného z OP VaV s názvom Výskum
inovatívnych materiálov pre prehrievačové systémy zariadení vyrábajúcich
energiu spaľovaním alternatívnych palív, v rámci ktorého bol podaný
medzinárodný projekt v rámci RFCS, v ktorom VÚZ – PI SR okrem Železiarní
Podbrezová pripojil do konzorcia ich najväčšieho európskeho konkurenta –
nemeckú spoločnosť BENTELER, end-usera (výrobcu) prehrievačových
systémov FOSTER WHEELER (najväčší výrobca kotlov na biomasu na svete)
a ďalších významných európskych priemyselných hráčov (ŽĎAS) a
výskumných hráčov (najvýznamnejšia fínska výskumná inštitúcia VTT a
česká inovatívna malá spoločnosť COMTES).
Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku
Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Názov projektu:
Výskum vlastností žiarupevných ocelí novej generácie pre aplikáciu v
prehrievačových systémoch s ultrasuperkritickými parametrami
Akronym : Wolfrámové kotlové ocele
ITMS kód Projektu: 26220220149
Miesto realizácie projektu: ŽP a.s
Číslo Výzvy : OPVaV-2009/2.2/05-SORO
Hlavný partner-nositeľ : Železiarne Podbrezová a.s.
Partner – výskumná organizácia – VÚZ – PI SR
Wolfrámové kotlové ocele
-
Strategický cieľ projektu :
Aplikácia technológií a poznatkov v oblasti žiarupevných ocelí novej
generácie do praxe prostred. dlhodobej spolupráce medzi podnikom a
výskum. organizáciou
Získanie zásadných poznatkov potrebných pre zvládnutie sofistikovanej
výroby zo žiarupevných ocelí na báze 3 až 13 % Cr+W (Mo), Ti, Nb, B, N, Cu,
Co ocelí, modelovanie vývoja mikroštruktúry, výroba tavieb, prevádzkvé
skúšky
- Špecifický cieľ projektu :
Posilnenie dlhodobej spolupráce v oblasti výskumu a vývoja
Podpora špičkového aplikovaného výskumu v oblasti žiarupevných ocelí
novej generácie
parametre prehrievačov teploty 650 °C, pretlak 30 MPa
• Názov: Component Performance-driven Solutions for Long-
Term Efficiency Increase in Ultra Supercritical Power Plants –
MACPLUS www.macplusproject.eu
• Hlavné ciele:
Vyvinúť a demonštrovať nové materiály a povrchové vrstvy pre USC
tepelné elektrárne (uhlie, uhlie + biomasa) s cieľovými parametrami
35MPa/750°C, s osobitným dôrazom na vývoj pecnej keramiky, vývoj
martenzitických ocelí s minimálnym poklesom vlastností zvarových
spojov a demonštráciu vybraných typov niklových superzliatín
24 partnerov EU
• Funding scheme:
Collaborative Project, Large-scale integrating project
• Work Programme topics addressed:
Topic ENERGY.2009.6.1.1: Efficiency increases in existing and new build
pulverised coal power plants with a view to CCS.
Výzvy VÚZ – PI SR: zvariteľnosť 9CrW ocelí - národný projekt
2010 - 2014
• Názov:
NEXTGENPOWER, www.nextgenpower.eu
Meeting the Materials and Manufacturing Challenge for Ultra High
Efficiency PF Power Plants with CCS
• Hlavné ciele:
Vyvinúť a demonštrovať nové materiály a povrchové vrstvy pre USC
tepelné elektrárne (uhlie, uhlie + biomasa) s cieľovými parametrami
35MPa/750°C
12 partnerov z EU
• Funding scheme:
Collaborative Project, Large-scale integrating project
• Work Programme topics addressed:
Topic ENERGY.2009.6.1.1: Efficiency increases in existing and new build
pulverised coal power plants with a view to CCS.
Koncept: Aktivity, ktoré prispejú k cieľom EU zvýšiť výrazným spôsobom
účinnosť nových uhoľných elektrární (redukcia CO2 o cca. 20 % do roku
2020)
Na dosiahnutie účinnosti 45 % je nutné použiť paru s teplotou 750°C
Implementácia CCS do nových „pulverised“ uholných elektrární spôsobí
pokles účinnosti
Emisie Zemný plyn
CO2
43 (-89%)
NOX
0.11 (+22%)
SOX
NH3
0.002
Cena energie
Geologický CCS (%)
+ 30 až + 60%
Spotreba zdrojov
Geologický CCS (%) + 15%
Práškové uhlie
107 (−87%)
0.77 (+31%)
0.001 (−99.7%)
0.23 (+2200%)
+ 30 až + 60%
+25%
State-of-the-art – výkovok rotora.
• Súčasný state of art výkovkov rotorov založený na 9 – 12 % Cr
martenzitických oceliach, ktoré obsahujú do +.5 % Mo alebo cca . 1 %
W. V´
• Pre teplotu 750°C bude nutné demonštrovať zvariteľnosť do úzkeho
úkosu niklových superzliatín a heterogénnych zvarových spojov, v
súčasnosti úzky úkos D 1 000 mm – VÚZ – PI SR
Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku
Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Výskum aplikácie trecieho zvárania s
premiešaním (TZsP) ako alternatívy za
tavné postupy zvárania
kód výzvy: OPVaV-2009/4.2/03-SORO
Základným cieľom projektu je aplikácia TZsP na vybrané
technologické postupy zvárania na zváranie plochých
a zakrivených (valcových) kovových materiálov
rozdielnych tepelno-fyzikálnych vlastností. Metodika
výskumu sa zameriava na experimentálny výskum ako
i na numerickú simuláciu procesu zvárania.
Pilotné laboratórium TZsP vo VÚZ – PI SR
Oficiálne prevzatie zv. zariadenia
Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku
Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Výskum aplikácie progresívnych zváracích a NDT technológií na zvýšenie kvality výrobného
procesu koľajových vozidiel
Termín riešenia: 01/2011 – 12/2014
Rozpočet projektu: 4 073 029,47 Euro
Hlavný partner projektu: TATRAVAGÓNKA a.s.
Cieľom projektu je výskum hlavne v oblasti: a) aplikácie laser hybridného zvárania
hrubostenných komponentov, b) aplikácií nových metód zvárania vo výrobe podvozkov,
c) aplikácie nových vysokopevných ocelí vo výrobe podvozkov, d) aplikácie state of the art
NDT pri stanovovaní kvality zváraných konštrukcií, e) aplikácie indukčného predhrevu pri
zváraní dlhých profilov.
Súčasťou projektu je vytvorenie Spoločného programu výskumu za účelom dlhodobej
strategickej výskumnej spolupráce a vytvorenie spoločného výskumného pracoviska pre
vzdelávanie, výskum a vývoj progresívnych technológií zvárania podporujúcich
interoperabilitu, environmentalistiku, bezpečnosť a spoľahlivosť koľajových vozidiel
"COWWER – Centre of Wagons Welding Research“
Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku
Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Centrum priemyselného výskumu prevádzkovej životnosti vybraných komponentov
energetických zariadení (OPVaV)
Termín riešenia: 05/2012 – 10/2014
Rozpočet projektu: 4 121 417,28 Euro
Hlavný partner projektu: Centrum pre vedu a výskum, s.r.o.
Partneri projektu: VÚZ – PI SR, Slovenská technická univerzita, Ústav materiálov
a mechaniky strojov SAV
V rámci projektu sú hľadané riešenia pre problémy životnosti jednotlivých komponentov
elektrární Slovenských Elektrární na Slovensku a zároveň bude vybudované spoločné
špičkové výskumné pracovisko pre jadrovú energetiku. Projekt predstavuje inštitucionálnu
platformu pre dlhodobú výskumnú spoluprácu, a to aj s ďalšími členmi riešiteľského
konzorcia: Slovenskou akadémiou vied a Slovenskou technickou univerzitou.“
Výzvy
Efektívne využitie zostávajúcich výziev OP VaV
Príprava projektov európskych programov (HORIZONT 2020, RFCS, atď.)
Školiace pracovisko 3. stupňa
Komercializácia výsledkov výskumu
Poskytnutie odborných kompetencií pri príprave projektov VaV
Prienik na ďalšie trhy s aplikáciami výskumných činností
Ďakujem za vašu pozornosť
www.vuz.sk