Kontrol af de skjulte spændinger i metalprodukter skal skabe vækst hos danske virksomheder

Teknologisk institut tilbyder nu danske virksomheder at måle og håndtere uønskede blivende spændinger i metaller som stammer fra fremstillingsprocessen.

Korrosion, revnedannelse og i værste fald ulykker – dette er nogle af de typiske konsekvenser af såkaldte restspændinger i metalliske materialer. Nu tilbyder Teknologisk Institut at hjælpe virksomhederne med at håndtere restspændinger.

Restspændinger opstår, når metalliske materialer formgives og bearbejdes. De viser sig fx ved, at materialet slår sig. Ofte er resultatet fremskyndet korrosion og revnedannelse, og restspændingerne har dermed betydning for metalkomponenters styrke og levetid.

- Hvis restspændingerne ikke håndteres, kan de blive en bekostelig affære – især inden for industrier som luftfart, vindmøller samt olie og gas, hvor levetid, driftssikkerhed og produktsikkerhed er i højsædet, siger seniorspecialist Per Sigaard Christensen, Teknologisk Institut.

Digital visualisering
Typisk forsøger man at forebygge problemet med restspændinger gennem varmebehandling. Den løsning er dog baseret på praktisk erfaring, og effekten af behandlingen bestemmes ikke.

Men ved hjælp af specielt røntgenudstyr og en digital visualisering er det muligt at lave mere præcise simuleringer til at fastslå restspændingerne, så man kan få bedre kontrol over dem. Det har Teknologisk Institut netop demonstreret ved en række Residual Stress Demo Days, hvor danske virksomheder har fået indsigt i værdien af at kende og håndtere restspændingerne. Her deltog virksomheder som Grundfos, Danfoss, Vestas Wind Systems og Ørsted.

- Hos Grundfos er vi interesserede i restspændinger i forhold til at forstå overfladespændingernes indvirkning på korrosion samt at kunne validere og videreudvikle komponentsimuleringer. Demodagen ved Teknologisk Institut har givet os en bedre forståelse for de forskellige målemetoder af restspændinger, mulige behandlingsmetoder samt et indblik i den potentielle værdiskabelse virksomheder kan opnå gennem restspændingskontrol, beretter specialist Phillip Hjelmeborn Kaae fra Grundfos.

Komplekst fænomen
- Vi har forsøgt at være meget hands-on og måle på restspændingerne i virksomhedernes egne emner, og så har vi vist dem, hvordan de gennem viden om restspændinger kan skabe produkter med længere levetid, øge produktiviteten i fremstillingsprocesser, nedbringe materialespild og skabe store besparelser. For eksempel ved at undgå overdimensionering samt reducere produktions- og vedligeholdelsesomkostninger, fortæller seniorspecialist Per Sigaard Christensen.

Restspændinger og deres indvirkning er dog et komplekst fænomen, og endnu er der ingen i Danmark, der tilbyder denne teknologiske service. Men med en vedholdende ambition om at styrke dansk erhvervsliv i mødet med teknologiske udfordringer ønsker Teknologisk Institut at industrialisere dette akademisk tunge felt.

Virksomhedsforløb skal afhjælpe problemer med restspændinger
Teknologisk Institut har i første omgang lejet udstyr til måling af restspændinger for at vurdere interessen og paratheden hos danske virksomheder. Men målet er at investere i eget udstyr for at kunne tilbyde virksomhederne et forløb, der hjælper dem med at få styr på restspændingerne i deres materialer.

- Rent økonomisk kan der være en stor gevinst i at kende og håndterer restspændingerne. Der er mange eksempler fra internationale virksomheder inden for både luftfart, automotive og energisektoren, hvor løsning af problemer relateret til restspændinger har ført til årlige besparelser på op til 100 mio. dollars, siger Per Sigaard Christensen.

Målet med tilbuddet om at kunne måle og analysere problemet med restspændinger, kaldet ’Residual Stress Management’, er at øge konkurrencedygtigheden i dansk industri ved at give virksomhederne viden og indsigt til at kunne arbejde målrettet med deres restspændingsproblemer.