select language:  lietuvių  |    english
Naujienos
Renginiai
Apie LEI
Mokslo padaliniai
Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija (12)
Degimo procesų laboratorija (13)
Branduolinės inžinerijos problemų laboratorija (14)
Plazminių technologijų laboratorija (15)
Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)
Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)
Vandenilio energetikos technologijų centras (18)
Atsinaujinančių išteklių ir efektyvios energetikos laboratorija (20)
Sistemų valdymo ir automatizavimo laboratorija (21)
Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija (31)
Hidrologijos laboratorija (33)
Informacija
Tarptautiniai projektai
Doktorantūra
Karjera
JMS
   spausdinti

Mokslo padaliniai / Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)

Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)



Laboratorijos vadovė

dr. Stasė-Irena Lukošiūtė


Breslaujos g. 3, LT-44403 Kaunas

Tel.: 8-37-401908
Faks.: 8-37-351271
Stase.Irena.Lukosiute



PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:.
  • energetinių objektų įrenginių patikimumas: metalų senėjimo procesų ir savybių degradacijos dėl eksploatacijos veiksnių poveikio tyrimai;
  • daugiafunkcinių medžiagų ir kompozitų kūrimas ir tyrimai;
  • medžiagų bandymai, kokybės rodiklių įvertinimas ir analizė.

ENERGETINIŲ OBJEKTŲ ĮRENGINIŲ PATIKIMUMAS: METALŲ SENĖJIMO PROCESŲ IR SAVYBIŲ DEGRADACIJOS DĖL EKSPLOATACIJOS VEIKSNIŲ TYRIMAI

Laboratorijoje atliekami tyrimai, skirti plienų ir specialių lydinių, taikomų energetinių įrenginių konstrukciniuose elementuose, senėjimo procesų dėsningumams pažinti, šių procesų valdymo bei ilgaamžiškumo klausimams spręsti. Taikant mechaninius bandymus, rentgeno spinduliuotės difrakcinę (XRD), sudėties elementinę analizes, optinę ir skenuojančią elektroninę mikroskopiją, tiriami eksploatuotų plienų bei spalvotų metalų lydinių savybių ir struktūros pokyčiai. Taikant eksperimentinius ir skaitinius metodus, prognozuojamas eksploatacinis patikimumas, atsižvelgiant į eksploatacijos metu veikiančius veiksnius bei medžiagų senėjimo procesus. Vykdant darbus, daug dėmesio skiriama fundamentiniams fizikinių ir cheminių reiškinių įtakos metalų struktūrai ir savybėms tyrimams. Šioje tyrimų kryptyje laboratorijos darbuotojai dalyvavo ilgalaikėse mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programose: „Branduoliniuose ir termobranduoliniuose įrenginiuose vykstančių saugai svarbių procesų moksliniai tyrimai“ (9 uždavinys) ir „Atominių elektrinių eksploatavimo nutraukimo ir radioaktyviųjų atliekų bei atidirbusio kuro tvarkymo procesų tyrimas ir radiacinio poveikio analizė“ (5 uždavinys).
 
 
2016 m. baigtas Lietuvos mokslo tarybos finansuojamas projektas „Naujos kartos plieno ilgaamžiškumo įvertinimo modelis“. Šio darbo metu nustatyti aukštose temperatūrose martensitiniame feritiniame pliene vykstantys struktūrinių pokyčių dėsningumai ir ištirta jų įtaka plieno mechaninėms charakteristikoms bei irimo parametrams.

Taikant rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės (XRD), skenuojančios elektroninės mikroskopijos (SEM) ir energinės dispersijos rentgeno spektrometrijos (EDX) metodus ištirti plieno struktūros faziniai virsmai, vykstantys 600-700 °C temperatūrose, dėl cheminių elementų difuzijos plieno senėjimo metu, įvertinta karbidų evoliucija, elementinė sudėtis ir jų kristalinių gardelių parametrų kitimas. Atlikta pradinio ir sendinto aukštoje temperatūroje plieno M23C6 karbido gardelės struktūrinių parametrų analizė XRD ir Rietveld metodais rodo, kad minėti būdai yra perspektyvūs, norint įvertinti plieno struktūros degradacijos laipsnį, todėl gali būti rekomenduojami vietoj imlių darbui TEM ar kitų struktūros tyrimo metodų.

Taikant Johnson–Mehl–Avrami kinetinę lygtį, sudarytas karbido kristalografinių parametrų kitimo aukštose temperatūrose kinetinis modelis, pagal kurį išvestas temperatūros-laiko analogijos priklausomumas plieno savybių pokyčiams prognozuoti. Nustatyta, kad prognozuojami duomenys gerai koreliuoja su termiškai sendintų bandinių tempimo, irimo tąsumo ir valkšnumo eksperimentiniais duomenimis. Gauti tyrimų rezultatai parodė, kad sukurtas metodas pakankamai gerai aprašo tirto plieno mechaninių savybių pokyčius vykstant terminiam senėjimui, ir gali būti aktualus įvertinant energetinių įrenginių senėjimo sukeltus pokyčius bei panaudotas prognozuojant jų darbo resursą.


1 pav. Martensitinio feritinio plieno senėjimo procesų tyrimas: karbidų sudėties pokyčių nustatymas

 
Laboratorija toliau tęsė 1998 m. pradėtus tyrimus, susijusius su vandenilio ir hidridų degradaciniu poveikiu cirkonio lydiniams. 2016 m. baigtas Tarptautinės atominės energetikos agentūros (TATENA) koordinuojamas tyrimų projektas „Cirkonio lydinių vandenilio sukeliamos degradacijos sąlygų įvertinimas branduolinio kuro eksploatacijos ir ilgalaikio saugojimo metu“. Šio darbo metu sukurtos eksperimentines procedūros, siekiant įvertinti hidridinio pleišėjimo sąlygas cirkonio lydinio kuro apvalkaluose bei nustatyti įtempių koncentracijos koeficientų reikšmes ir temperatūros ribas, kuriose gali įvykti kuro apvalkalų suirimas. Taikant kontroliuojamą įvandenilinimą, iš cirkonio lydinio kuro apvalkalo pagaminti specialios konstrukcijos bandiniai, kuriuose keičiant įtempių lygį buvo tiriamas hidridinio pleišėjimo procesas užduotomis temperatūros sąlygomis. Darbas aktualus sprendžiant atominių elektrinių saugaus darbo užtikrinimo problemas bei įvertinant kuro apvalkalo atsparumą hidridinam pleišėjimui panaudoto branduolinio kuro ilgalaikio saugojimo metu.



2016 m. laboratorijos darbuotojai, kartu su 17 laboratorijos kolektyvu, tęsė EK finansuojamos programos „Horizontas 2020“ projektą „AE saugos didinimas užpildant duomenų spragas aplinkos įtakojamo nuovargio įvertinime“ (INCEFA-PLUS, INcreasing Safety in NPPs by Covering gaps in Environmental Fatigue Assessment).
Projekto INCEFA-PLUS tikslas – gauti naujus eksperimentinius duomenis ir pateikti rekomendacijas įvertinant nuovarginį irimą atominių reaktorių eksploatacijos sąlygomis. Bus tiriama deformacijų ir įtempių režimo, išlaikymo laikotarpio bei paviršiaus šiurkštumo įtaka austenitinių plienų nuovargio patvarumui. Informacija apie galimus nuovarginio irimo mechanizmus bus gaunama atlikus bandinių mikrostruktūros bei fraktografinius tyrimus. Gauti eksperimentų tyrimų duomenys bus standartizuoti ir pateikti nuovargio duomenų bazėje internete. Tyrimais siekiama užpildyti esamas duomenų spragas: sudaryti nuovargio įvertinimo procedūras, kurios kiek įmanoma labiau atitiktų realias AE eksploatacijos sąlygas. Projekto metu bus sukurta modifikuota procedūra aplinkos įtakojamo nuovargio sukeltam irimui įvertinti, kuri leis tiksliau nustatyti vidutinės deformacijos, išlaikymo laikotarpio ir paviršiaus šiurkštumo įtaką. Tai sudarytų sąlygas geresnei branduolinių įrenginių komponentų priežiūrai, užtikrinant ilgalaikę saugią AE eksploataciją.


Pagal sutartį su UAB „Kauno arena“ „Cinkuotų plieninių vamzdžių, naudojamų karšto vandens tiekimo sistemoje bei etilenglikolio tiekimo vamzdžių, naudojamų kondicionavimo sistemoje, korozijos priežasčių analizė“ buvo ištirti plieninių cinkuotų vamzdžių pavyzdžiai, naudoti karšto vandens vandentiekio sistemoje. Atlikta korozijos priežasčių analizė bei nustatyti ją sukeliantys faktoriai ir pateiktos rekomendacijos. Taip pat ištirti etilenglikolio tiekimo vamzdžių pavyzdžiai, naudoti kondicionavimo sistemoje bei nustatytos jo pratekėjimo priežastys.



DAUGIAFUNKCIŲ MEDŽIAGŲ IR KOMPOZITŲ KŪRIMAS BEI TYRIMAI


2016 m. baigtas biudžeto subsidijomis finansuojamas mokslinis darbas „Nanometrinio dydžio modifikuotų priedų įtakos kompozicinių medžiagų struktūrai tyrimai“. Darbas skirtas gamtinių ir sintetinių sluoksninių nanosilikatų struktūros tyrimams ir modifikavimo metodikai optimizuoti, taip pat modifikuotų silikatų ir kompleksinių nanometrinio dydžio priedų įtakos cementinių kompozicinių medžiagų morfologijai tyrimams.
Nustatyta modifikavimo sąlygų įtaka nanometrinio dydžio priedų (gamtinio ir sintetinio nanosilikatų) struktūros pokyčiams, t. y. atstumui tarp tetraedrinių sluoksnių, modifikatoriaus ir nanosilikato sąveikos pobūdžiui. Optimizuota nanosilikato, kaip nanoužpildo konstrukcinės paskirties medžiagoms, modifikavimo metodika, kuri galėtų būti taikoma vykdant kitus analogiškus tyrimus bei tęsiant darbus naujų kompozitų su užduotomis savybėmis kūrimo srityje.
Įvertintas cementinės kompozicijos su nanopriedu – organiškai modifikuotu sluoksniniu nanosilikatu – struktūros pokyčių priklausomumas nuo keleto veiksnių: nanosilikato paruošimo technologijos, jo bei naudojamo organinio modifikatoriaus koncentracijų. Taip pat ištirtas cementinių kompozicijų morfologijos pokyčių bei mechaninių ir sorbcinių savybių priklausomumas nuo papildomai įvedamo nanopriedo – nanometrinio dydžio silicio oksido dalelių koncentracijos. Silicio oksido dalelės skatina tankesnės struktūros bei geresnių mechaninių savybių cementinės kompozicijos formavimąsi. Gauti rezultatai parodė, kad kompleksinis nanometrinio dydžio priedų – modifikuoto silikato ir silicio oksido – panaudojimas cementinėje kompozicijoje leidžia sukurti mechaniškai stiprią ir ypač atsparią vandens įgėriui cementinę matricą, kuri gali būti naudojama kaip rišiklis, kuriant konstrukcines medžiagas, eksploatuojamas padidintos drėgmės sąlygomis.


2 pav. Modifikuoto sluoksninio silikato struktūros modelis ir SEM nuotrauka

Gauti rezultatai turi praktinės reikšmės kuriant cementinę kompozicinę medžiagą, kurioje dalis portlandcemenčio būtų pakeičiama alternatyviomis ir aplinką tausojančiomis medžiagomis, tačiau pačios konstrukcinės medžiagos savybės išliktų nepakitusios arba būtų geresnės.


    PLASTIKŲ IDENTIFIKAVIMAS

Europos Komisija (EK) kelia tikslą iki 2025 m. mažinti su plastikų pramone susijusią taršą ir didinti plastiko atliekų perdirbimą ir antrinį panaudojimą ES šalyse narėse. Problema aktuali ir Lietuvoje, nes kol kas perdirbėjams trūksta tinkamai išrūšiuotų atliekų, o gamintojams –geros kokybės perdirbtos žaliavos. Plastikų atliekų rūšiavimo kokybė susijusi su tinkamu jų identifikavimu.
2016 m. laboratorijos darbuotojai, pritaikydami integruoto mokslo, studijų ir verslo centro „Santaka“ įrangą, patikslino plastikų nustatymo metodiką, kurią panaudojo polimerinėms atliekoms identifikuoti. Išrūšiuotos plastikų atliekos naudojamos kaip antrinė žaliava daugybei gaminių. Tai ne tik apsaugo gamtą, sutaupomi pirminiai gamtos ištekliai, bet ir leidžia taupyti.


MEDŽIAGŲ BANDYMAI, KOKYBĖS RODIKLIŲ ĮVERTINIMAS IR ANALIZĖ

Laboratorijos darbuotojai teikia akredituotos laboratorijos paslaugas ir atlieka medžiagų bandymus ir jų kokybės rodiklių įvertinimą. 2015 m. laboratorija akredituota naujai LST EN ISO/IEC 17025 standarto atitikčiai. Bendradarbiaujant su ūkio subjektais, laboratorija vykdo tiriamuosius darbus bei konsultuoja gamybos produktų kokybės klausimais.
Laboratorija akredituota atlikti:
  • plastikinių vamzdžių,
  • izoliuotų vamzdžių,
  • statybinių skiedinių,
  • ugniai atsparių medžiagų bei gaminių bandymus.
Laboratorijos darbuotojai nuolat analizuoja kliento poreikius ir plečia teikiamų paslaugų sritį tiek akredituotoje, tiek neakredituotoje srityje. 2016 m. sėkmingai dalyvauta tarptautiniuose palyginamuosiuose bandymuose Vokietijoje (Kunststoff-Institut Lüdenscheid and DRRR), patvirtintas aukštas kompetencijos lygis plastikų bandymų srityje – gauti sertifikatai. Bendradarbiaujant su verslo atstovais įsisavintas elektra virinamų plastikinių jungčių dekohezijos bandymas.



3 pav. Termoplastinių medžiagų masės ir tūrinio takumo rodiklių nustatymas


4 pav. Elektra virinamų plastikinių jungčių dekohezijos bandymas


2016 m. laboratorijos darbuotojų atliktų tyrimų rezultatai buvo skelbti 5 „Clarivate Analytics“ duomenų bazėje „Web of Science Core Collection“ referuojamuose leidiniuose. Dalyvauta 3 tarptautinėse konferencijose.





 
Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorijai suteiktos akreditacijos ir sertifikatai
Nuoroda
Dokumento pavadinimas Veiklos sritis Dokumentą išdavusi institucija
Akreditavimo pažymėjimas Nr. LA.01.006
Priedas:
Akreditavimo sritis (akredituotų bandymų sąrašas)
Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija atitinka LST EN ISO/IEC 17025:2006 reikalavimus ir akredituota atlikti statybinių skiedinių, plastikinių vamzdžių, izoliuotų vamzdžių ir ugniai atsparių gaminių bandymus. Lietuvos nacionalinis akreditacijos biuras

© Lietuvos energetikos institutas, 2005-2017. Visos teisės saugomos.
Valstybės biudžetinė įstaiga. Duomenys kaupiami ir saugomi Juridinių asmenų registre, kodas 111955219 | PVM kodas LT119552113