TESUPAV

Drd. Ing. Cristian PUSCASU
cristian.puscasu@comoti.ro

Proiectul se incadreaza perfect in PN II la domeniul prioritar 3- Mediu, directia de cercetare 3.1. –Modalitati si mecanisme pentru reducerea poluarii mediului; tematica de cercetare 3.1.1.- Tehnologii cu grad scazut de poluare, in mod special transportul si producerea energiei.

Proiectul are ca obiectiv principal elaborarea unor tehnologii si realizarea unor materiale noi, destinate realizarii suprafetelor dure pentru componentele aeronavelor si al turbomotoarelor utilizate la producerea energiei, cu grad de poluare foarte scazut fara efecte negative asupra oamenilor.

Obiectivul specific al proiectului este elaborarea unor tehnologii specifice noi, pentru acoperirea suprafetelor ce trebuie sa prezinte duritati foarte mari, pe principiul HVOF thermal sprey, realizand in acest context materiale noi, speciale, pentru a obtine proprietatile deosebite impuse de componentele aeronavelor si a turbomotoarelor.

Scopul proiectului este inlocuirea unor tehnologii si a unor materiale puternic poluante pentru mediul inconjurator, cu efect cancerigen asupra oamenilor, cum este “hard chrome plating”, cu tehnologii si materiale nepoluante (in cazul propunerii de proiect foarte aproape de zero) cum este HVOF thermal sprey si materiale din gama WC/Co. Cromarea dura este o tehnica folosita de aproximativ 50 de ani si este un proces esential asociat atat cu realizarea suprafetelor dure ale pieselor noi cat si cu activitatile de mentenanta. Aceasta tehnologie utilizeaza cromul in starea hexavalenta care este cunoscut cancerigen si poluator al mediului inconjurator. Agentiile de protectia mediului din statele puternic dezvoltate au impus intr-o prima faza standarde pentru cromul hexavalent (MACT) si s-au stabilit perioade de expunere admise (PEL) la 100 miligrame / m 3 la locul de munca. Studii extrem de recente au aratat ca si la aceste standarde riscul de imbolnavire este foarte mare, valoarea care presupune o diminuare a lui in zona suportabila se gaseste in intervalul 0,5 ÷5 miligrame /m 3.

La aceasta data toate tarile puternic industrializate din UE si SUA studiaza diverse posibilitati de inlocuire a cromarii dure, cei mai avansati in aceasta directie fiind statele din America de Nord.

Cele mai bune rezultate au fost obtinute prin procedeul “ thermal spray coating” utilizand tehnica “ high velocity oxygen fuel” (HVOF).

Pentru piesele deosebit de importante cum sunt componentele aeronavelor si turbomotoarelor asimilarea unui nou procedeu de realizare a suprafetelor dure este foarte complexa deoarece performantele ce trebuie atinse sunt foarte ridicate si atestarea lor foarte complicata.

Propunerea romaneasca consta in inlocuirea cromarii dure, chiar si la piesele extrem de pretentioase, printr-o acoperire de suprafata de tip “thermal spray coating” conform unei tehnologii special create pentru fiecare tip de material suport utilizand tehnica HVOF si un material de aport din grupa WC/Co (in concordanta cu materialul suport).

Este pentru prima data in tara noastra cand se abordeaza un asemenea proiect si mai ales in cazul pieselor de o importanta deosebita. Consortiul a fost astfel structurat incat sa contina cei mai buni specialisti in domeniile ce vor fi abordate, institutiile care participa la realizarea proiectului dispun de toate resursele necesare derularii proiectului (atat financiare cat si de personal) echipamentele directoare sunt in stare de functionare.

Impactul generat de proiect il consideram foarte important atat din punct de vedere tehnico-stiintific – este pentru prima data cand abordam si se solutioneaza o asemenea problema, mai ales pentru componente vitale, cat si economice (lansarea unor afaceri profitabile in domeniul acoperirilor de suprafata si scaderea pretului de cost al pieselor, noul procedeu fiind mai ieftin decat cromarea dura.

Nu trebuie neglijat efectul social, crearea de locuri de munca si retinerea in tara a fortei de munca cu inalta calificare (noul procedeu absorbind aceasta categorie), dar mai ales efectul asupra mediului care este extrem de important, se elimina o importanta sursa de poluare si cu un efect devastator (puternic cancerigen) asupra oamenilor din acest sector.

Propunerea de proiect este extrem de complexa, practic este un proiect de nivel si importanta europeana.

Obiective generale

Proiectul se incadreaza perfect in obiectivele programului 4 deoarece are ca obiectiv principal cresterea competitivitatii C-D romanesti prin stimularea unui parteneriat complex si complet intre entitati de C-D (Universitate = UPB CEMS, INCD – INCDT COMOTI Bucuresti si agenti economici medii si mici = PLASMAJET, STRAERO) intr-un domeniu de maxima importanta cum este cel al Mediului si se concretizeza cu un produs – tehnologie destinat atat protectiei mediului cat si protectiei personalului uman. Proiectul a fost incadrat in domeniul 3, Directia de cercetare 3.1. „Modalitati si mecanisme pentru reducerea poluarii mediului”, Tematica de cercetare 3.1.1.”Tehnologii cu grad scazut de poluare, in mod special transportul si producerea energiei si practic se suprapune perfect pe obiectivele specifice ale lor deoarece urmareste obtinerea unor tehnologii speciale destinate protectiei mediului si a oamenilor si se adreseaza cu precadere sistemului de transporturi (aeriene) si producere a energiei (turbomotoare destinate producerii energiei).

Obiective specifice si rezultate estimate : Obiectivele specifice urmarite de propunerea de proiect sunt dezvoltarea unor tehnologii noi si a unor sisteme de materiale speciale destinate realizarii suprafetelor dure ale componentelor aeronavelor si turbomotoarelor destinate producerii energiei electrice in ciclu cogenerativ, prin aplicarea unei variante specifice a procesului HVOF.

Componenta consortiului

Consortiul care formeaza echipa proiectului cuprinde institutii de renume din toate domeniile ce vor fi abordate si isi propune solutionarea acestei probleme cu exemplificari pe piese representative. Experienta acumulata de parteneri in domeniile stiintifice si tehnice ce concura la solutionarea problemelor ce trebuie rezolvate este foarte mare si a fost acumulata de-a lungul a numeroase cercetari comune in directii stiintifice similare.

CO - www.comoti.ro - INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE DEZVOLTARE TURBOMOTOARE COMOTI BUCURESTI (CMT)

P1 – www.sim.pub.ro - Universitatea Politehnica Bcuresti prin Centrul de Cercetare si Expertizare Materiale Speciale CEMS

P2 – www.plasmajet.ro - SC PLASMA JET SRL

P3 – www.metavindprod.ro - SC MIP METAV IND PROD SRL

P4 – www.straero.ro - Institutul pentru Calculul si Experimentarea Structurilor Aero – Astronautice S.C. STRAERO S.A. Bucuresti

Etapele proiectului

Etapa I.  Ipoteze si teorii, studii si analize privind materialele si tehnologiile ce pot genera straturi dure cu caracteristici deosebite

Etapa II. Studii asupra materialelor si acoperirilor de suprafata in scopul obtinerii de straturi dure (credit de angajament )

Etapa III. Elaborarea documentatiei Modele Experimentale

Etapa IV. Realizare Modele Experimentale

Etapa V . Experimentarea Modelelor Experimentale

Rezumat etapa 1

Prima etapa a proiectului �Ipoteze si teorii, studii si analize privind materialele si tehnologiile ce pot genera straturi dure cu caracteristici deosebite� a avut ca obiectiv principal elaborarea unor ipoteze si teorii noi, concomitent cu realizarea unor studii si analize ce vizeaza materialele si tehnologiile ce pot genera straturi dure cu caracetristici deosebite.

Este o etapa importanta pentru desfasurarea ulterioara a proiectului deoarece sintetizeaza, intr-o prima faza, toate cunostintele acumulate pana la aceasta data, in acest domeniu, aprofundeaza noile realizari ale cercetarii intr-o directie speciala care preocupa intens comunitatea stiintifica internationala, aceea a straturilor dure cu caracteristici deosebite. Straturile dure pot rezolva multe din problemele tehnice si tehnologice ale momentuluui care pana la aceasta data nu au putut fi solutionate sau care, in cazul necesitatilor de forta majora, cum este problema tratata de acest proiect, au obligat cercetatorii sa adopte solutii care afecteaza clar mediul inconjurator.

Straturile dure, performante, cum sunt cele potential utilizabile in industria aeronautica, se bazeaza pe o caracteristica foarte importanta care practic dicteaza performanta lor, este vorba de adancimea de difuzie a elementelor durificatoare. De aceea prima activitate a proiectului a fost dedicata acestui domeniu axandu-se pe o caracteristica care ne va interesa foarte mult in cercetarile ulterioare, influenta configuratiilor suprafetelor asupra adancimii de difuzie a elementelor.

In continuare se aprofundeaza un domeniu de o importanta deosebita pentru realizarea unei durificari performante, posibilele alieri intre elemente cu scopul obtinerii straturilor dure. In cadrul acestei activitati au fost atacate doua aspecte, posibilitatea alierii unor elemente (cunoscute ca durificatoare) cu materialul de baza care trebuie durificat si posibilitatea alierii unor elemente cu scopul obtinerii unui material (cu proprietati durificatoare superioare) destinat ulterior realizarii unor straturi dure.

Experienta internationala in domeniu a relevat incontestabil faptul ca parametrii tehnologici utilizati la realizarea straturilor dure influenteaza foarte mult caracteristicile acestora.

Metodele de realizare a straturilor dure in corelare cu materialul posibil de utilizat au fost cercetate introducand in ecuatie parametrii tehnologici ce concura la obtinerea caracteristicilor straturilor dure.

O simbioza intre parametrii mentionati conduce la realizarea unor performante deosebite ce permit utilizarea straturilor dure obtinute in industria aeronautica. In cadrul acestei etape o atentie deosebita a fost acordata materialelor suport, caracteristicilor pe care trebuie sa le indeplineasca acestea pentru realizarea unei difuzii superioare care va conduce la obtinerea unui strat durificat performant. S-a studiat gradul de deformare a materialelor, structura si proprietatile acestora.

O alta activitate a fost dedicata elaborarii unor ipoteze privind influenta calitatii suprafetelor materialelor suport si a tratamentelor termochimice posibil de aplicat in scopul realizarii unor aderente superioare ale straturilor dure de materialul suport.

Prima etapa a proiectului si-a propus sa supuna cercetarii principalele directii, pe care le constientizam la aceasta data; ce influenteaza major generarea unor straturi dure cu caracteristici deosebite.

Rezultate intermediare etapa 1

1. Studiu privind influenta configuratiilor suprafetelor asupra adincimii de difuzie a durificarilor.
2. Studiu asupra alierilor intre elemente pentru a obtine straturi dure
3. Studiu cu privire la influenta pe care o au parametrii de pulverizare termica asupra proprietatilor straturilor
4. Analiza influentei gradului de deformare a materialului suport asupra difuziei elementelor durificatoare
5. Analiza aderentei straturilor dure in functie de calitatea si tratamentul termochimic

Articole

��Mecanismul si cinetica proceselor care contribuie la aderenta si coeziunea straturilor composite formate prin pulverizare termic� (metalizare cu arc electric)��; Ilie BUTNARIU, Nicolae CONSTANTIN, Marian IONESCU�; Revista Analele Universit�tii Valahia T�rgoviste, Section I. Technical Sciences and Technologies. Fascicol I, 2009, ISSN 1453-8202