Využitie ŠF pre podporu špičkového výskumu v oblasti nových materiálov

1. Využitie ŠF pre podporušpičkovéhovýskumu v oblastinovýchmateriálov 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

2. Obsah prezentácie • Úvodné poznámky • Motivácie • 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. • Vyvolané projekty EU 4.1 7RP NEXTGENPOWER 4.2 7RP MACPLUS 4.3 RFCS GRAMAT

3. ČO JE VÚZ – PI SR? 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 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 48výskumno-vývojových zamestnancov • z toho 33zamestnancov s titulom PhD. • Cca. 50 publikácií ročne • Aktivita vo VaV platformách

4. 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

5. 1. TECHNOLÓGIE & VEDOMOSTI  Celkové investície do inovatívnych technológií v priebehu rokov 2010-2014 boli uskutočnené v hodnote celkovo viac ako1,46 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.

6. 1. TECHNOLÓGIE & VEDOMOSTI  Celkové investície do inovatívnych technológií v priebehu rokov 2010-2014 boli uskutočnené v hodnote celkovo viac ako1,46 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).

7. 2. PROGRES  Celková hodnota realizovaných projektov na VÚZ – PI SR v roku 2013 je viac ako8,5 mil. Euro • 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). 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 Konkurencieschpnosťa hospodársky rast • 2 projekty Siedmeho rámcového programu (nextgenpower.eu, macplusproject.eu) • 1 projekt RFCS (GRAMAT)

8. 2. PROGRES

9. 2. PROGRES

10. 2. PROGRES

11. 3. SPOLUPRÁCA  Celková hodnota výskumných aktivít VÚZ – PI SR v spolupráci so strategickými priemyselnými partnermi predstavuje viac ako2,6 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)

12. 3. SPOLUPRÁCA

13. 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

14. 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 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 • Štatistika • 10mladých vedeckých pracovníkov, ktorí majú titul PhD. • XXabsolvovaných stáží a krátkodobých pobytov v zahraničí • 6prijatých zahraničných študentov na stáž krajiny, s ktorými VÚZ – PI SR spolupracuje v rozvoji mladých vedcov: E, IR, A, B, D, Srbsko, 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

15. 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) • 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 – „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 • 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 zdieľanieknow-how, kritického v danej oblasti

16. Výskum inovatívnych materiálov pre prehrievačové systémy zariadení vyrábajúcich energiu spaľovaním alternatívnych palív Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ 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.

17. Výroba polotovaru, tvárnenie, prevádzkové skúšky GLEEBLE 3800, inštalovaný vo VÚZ – PI SR

19. 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 ktoréhobol 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).

20. 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

21. 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 Wolfrámové kotlové ocele

22. Názov: Component Performance-driven Solutionsfor Long-Term Efficiency Increase inUltra Supercritical Power Plants – MACPLUSwww.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.

23. Výzvy VÚZ – PI SR: zvariteľnosť 9CrW ocelí - národný projekt

24. 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. 2010 - 2014

25. 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

26. 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

27. Výskum aplikácie trecieho zvárania spremiešaním (TZsP) ako alternatívy zatavné postupy zvárania Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ 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.

28. Pilotné laboratórium TZsP vo VÚZ – PI SR Oficiálne prevzatie zv. zariadenia

29. 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“

30. 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.“

31. 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

32. Ďakujem za vašu pozornosť www.vuz.sk