Kapten Korrosioon päästab Disney kruiisilaeva

Veel samal teemal:

ავტორი

Kapten Korrosioon, passi järgi Maido Merisalu, on noor eesti materjaliteadlane, kes võitleb Tartu teadustemplis roostetamisega ning lahendab ettevõtete keerukaid tehnoloogilisi probleeme. Hiljuti vajas tema teadmisi näiteks USA suurfirma Disney kruiisilaev. Kirjutas Paavo Kangur. Kui tavainimesele on teada, et titaan, alumiinium ja roostevaba teras on üsna korrosioonikindlad, siis tegelikkuses esitab neist valmistatud detailide kaitse korrosiooni ja […]

Kui tavainimesele on teada, et titaan, alumiinium ja roostevaba teras on üsna korrosioonikindlad, siis tegelikkuses esitab neist valmistatud detailide kaitse korrosiooni ja kulumise eest tõsise väljakutse.

Tartus Ravila tänava ääres asub kolm uut eurorahadega ehitatud teadustemplit: tehnoloogiainstituudi maja, Keemikum ja Füüsikum. Just viimases tegutseb 31-aastane doktorant Maido Merisalu, keda tuntakse Kapten Korrosiooni (captaincorrosion.com) nime all YouTube ́is ja muudes internetiavarustes, kuna ta tegeleb aktiivselt populaarteaduslike õpiotstarbeliste videode valmistamisega, mis koguvad ligi 20 000 vaatajat kuus.

„Palju raha sellest ei laeku, aga Mr YouTube maksab paar lõunasööki kuus kinni küll. Põhiline eesmärk on siiski tasuta kättesaadavate visuaalsete õppematerjalide tootmine, mis on abiks nii tudengitele kui ka õppejõududele üle kogu maailma. Meil on pikaajaline kogemus korrosiooni ennetamisega, kus üheks levinumaks meetodiks võitluses rooste ehk korrosiooni vastu on õigete pinnakatete kasutamine,“ rääkis Merisalu.

Korrosioon, ehk materjalide hävimine keskkonnamõjude toimel, on nähtus, mis ohustab nii lennukeid taevas, autosid teedel, laevu ookeanil, elektroonikaseadmeid kui ka hambaimplantaate inimeste suus.

Roostevaba terast ohustab rooste

Kuna ettevõtetel on sageli vaja korrosioonialast nõustamist, siis pöörduski hiljuti üks klient Merisalu poole probleemiga, kus rooste oli läinud roostevabast terasest valmistatud detail. Tegu oli USA suurfirma Disney kruiisilaeva reelinguga, mis peaks esteetilise välimuse säilitama pikaks ajaks.

Praktika näitab, et soojas kliimas ja mereveega kokku puutudes, hakkab korrosiooni toimel kiiresti hävima isegi roostevaba teras. „Meie klient oli tooraine soetanud soodsa hinnaga ning seetõttu oli kahtlus, kas tegu oli ikka õige materjaliga.

Füüsikumis on võimalik kiiresti määrata mistahes metalli elemendiline koostis ning võrrelda erinevate materjalide vastupidavust korrosioonile. See teenus ei ole kallis ega võta kaua aega ning üsna kiiresti saab pakkuda välja sobivaimad lahendused isegi keerukamatele probleemidele,“ ütles Merisalu. Kuna soetatud materjal oli õige koostisega, siis antud olukorras oleks toiminud lahendus, kus reeling oleks olnud elektrilises kontaktis laeva kerega, millele on rakendatud katoodne kaitse.

Viimane saavutatakse sageli tsingist plaatide abil, mis on kinnitatud laeva terasest kere külge ning mille tulemusena tekib terase ja tsingi vahel elektriline pinge. Selle tulemusena saadud negatiivne elektriline potentsiaal terasel takistab tema edasist oksüdeerumist.

Enamasti on probleem selles, et Eesti ettevõte peab konkurentsivõime säilitamiseks hankima toorained soodsalt näiteks Hiinast ning seetõttu on vaja enne tootmist veenduda, et tegu oleks õige materjaliga. Selliste analüüside läbiviimiseks vajalikku tehnikat ning kogemusi aga kõigil ei ole.

Lisaks korrosioonialasele nõustamisele, elementanalüüsidele ning kiirendatud korrosioonitestidele on ettevõtetel aga sageli vaja hoopiski tootmisprotsessi optimeerida, et vähendada praagiprotsenti või parendada toote kvaliteeti. Näiteks oli Kapten Korrosioonil koostööprojekt ettevõttega Metallieksperdid OÜ, kes olid hädas anodeerimisega. „Probleemi lahendamiseks vaatasin nende tootmistehnoloogia üle laboritingimustes. Kordasin kogu tehnoloogilist tsüklit ja leidsin üles kitsakohad, mida tuleks teha teisiti. Ma ei mõelnud midagi uut välja, vaid kontrollisin nende protsessi ja leidsin üles kitsaskohad, kus nad teevad vigu. Füüsikumis läbiviidud poole aasta pikkuse uurimustöö tulemusena vähenes kliendi praagiprotsent esialgselt 30%-lt ligi 0%-ni.“

Ülal: pildil on korrodeerunud alumiiniumisulam, mida kasutatakse lennukite ja ka autodetailide valmistamisel. Tegu on punktkorrosiooniga, mille tulemusena tekivad sügavale materjali sisemusse ulatuvad „koobastikud” ja kui need on korrosiooniproduktide all peidus, siis võib materjal väga ootamatult puruneda ning viia katastroofini. Pildi autor on Maido Merisalu.

Hammastest ja titaanist ka

Lisaks pisemate ettevõtete probleemide lahendamisele tegeleb Merisalu koos teiste Tartu Ülikooli kiletehnoloogia labori teadlastega ka tõsisema teadustööga. Nii töötatakse välja uudseid üliõhukesi kaitsekatteid titaanist hambaimplantaatidele, lennukites kasutatavale alumiiniumsulamitele ning uuritakse ka grafeeni potentsiaalseid rakendusi kaitsekattena.

Tänapäeval peavad parimad titaanist hambaimplantaadid vastu 10–20 aastat ning seejärel ilmnevad tõsisemad probleemid, milleks on igemete ja lõualuu taandumine ning implantaadi korrosioon. Seetõttu uuritakse võimalusi nende implantaatide korrosioonikindluse tõstmiseks, kus ühed parimad kandidaadid on aatomkihtsadestuse meetodil valmistatud üliõhukesed (alla 100 nanomeetri paksused) keraamilised kaitsekatted. Need kaitsekatted on nii õhukesed, et on silmale praktiliselt nähtamatud ja seda ei tunneta isegi oma sõrmede all. Aatomkihtsadestus põhineb materjali pinnal toimuvatel iseküllastuvatel keemilistel reaktsioonidel, mille toimel kasvatatakse aatomkihthaaval sobiva koostise ja struktuuriga õhuke materjalikiht. Hambaimplantaatidele mõeldud uudsete katete väljatöötamisega tegeleb Elyne Aaviksoo.

Veel tuleks ära märkida Tartu Ülikooli kiletehnoloogia labori juhataja professor Jaan Aarik, materjaliteaduse osakonna juhataja professor Väino Sammelselg, doktor Harry Alles ja tema grafeeni uurimise töögrupp. Pikalt võiks rääkida veel nanotehnoloogiast, grafeenist, nanostruktuursetest katetest alumiiniumsulamitel, kuid praktiline eesmärk jääb samaks – valmistatud kate peab olema vastupidav ning tagama alusmaterjalile pikaajalise kaitse korrosiooni eest.

Materjaliteadus on rakenduste tootmisest ägedam

„Materjaliteadus oma konkreetsuse ja praktilisusega meeldib mulle rohkem kui infotehnoloogia. Alustasin Tartu Ülikoolis õppimist infotehnoloogia erialal, aga progemine ei meeldinud mulle. Ma ei viitsi päev otsa arvutis istuda ja rakendusi toota. Siis õppisin veidi keskkonnatehnoloogiat ning pärast seda töötasin ühes puidufirmas, kus sain aru, et kõrgharidus on siiski vajalik ja leidsin enda jaoks materjaliteaduse,“ seletab Maido Merisalu. „Kogu Eesti ei peaks rakendusi kirjutama. See on suhteliselt nüri tegevus, isegi progemises kasutatav aparatuur on odav ja lihtsameelsetele mõeldud. Ma saan siin Füüsikumis töötada maailmatasemel aparatuuriga, mille hind küünib miljonitesse eurodesse ning teha tippteadust, mis muudab maailma paremaks.“

გაზიარება

Kapten Korrosioon päästab Disney kruiisilaeva

Roostevaba terast ohustab rooste

Hammastest ja titaanist ka

Materjaliteadus on rakenduste tootmisest ägedam

ახალი ისტორიები პირდაპირ თქვენს ფოსტაში