SULFIDIEN AIHEUTTAMA KUPARIN JÄNNITYSKORROOSIO

Samankaltaiset tiedostot
Kuparikapselin korroosio

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

Kaivannaisjätedirektiivi ja pysyvän jätteen määritelmä. Margareta Wahlström, Tommi Kaartinen & Jutta Laine-Ylijoki VTT

VILJAVUUSTUTKIMUS s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro

Kenttätutkimus hiiliteräksen korroosiosta kaukolämpöverkossa

Rakennustuotteiden paloluokitus luokitellun tuotteen käyttö

VILJAVUUSTUTKIMUS s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro

Metallien biosaatavuus merkitys riskin arvioinnissa

Endomines Oy:n Pampalon kaivoksen tarkkailu toukokuu 2015

CHEM-A1410 Materiaalitieteen perusteet

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa

Rakennustuotteiden paloluokitus EN ja EN mitä huomioitava kokeissa

Kestääkö kuparikapseli

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

LIITE 4. Pintavesitarkkailutuloksia

Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset

Tulosten analysointi. Liite 1. Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma

Kuparin korroosio hapettomissa olosuhteissa

PALLASTUNTURINTIEN KOULU Hiukkasmittaukset

KaiHali & DROMINÄ hankkeiden loppuseminaari

Kuparin korroosio käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusolosuhteissa

VILJAVUUSTUTKIMUS. Oja Hannu. Tulospalvelu Käyttäjätunnus: Salasana: Oja Hannu. Valtakatu 4, PL YLIVIESKA. Viljavuustietojen yhteenveto

Teollisuusveden ja kaupungin huleveden käsittely bio- ja mineraalisorbenteilla laboratoriomittakaavan tutkimus

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa

Metallien ympäristölaatunormit ja biosaatavuus. Matti Leppänen SYKE,

Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena

Betonin pitkät käyttöiät todellisissa olosuhteissa

Robust Air. Projektin lyhyt esittely. Jouni Punkki Fahim Al-Neshawy

The relationship between leisuretime physical activity and work stress with special reference to heart rate variability analyses

Karkearakeisten happamien sulfaattimaiden erityispiirteet

KYT - Syväbiosfääritutkimukset. Malin Bomberg Teknologian tutkimuskeskus VTT

Koordinoitu projekti Kapseli

Kutistumaa vähentävät lisäaineet

Ydinjätekapselin deformaatiomekanismit Projektin johtaja: Hannu Hänninen Tutkijat: Kati Savolainen ja Tapio Saukkonen

Typen ja fosforin talteenotto rejektivesistä

1. (*) Luku 90 voidaan kirjoittaa peräkkäisen luonnollisen luvun avulla esimerkiksi

C-14 vapautuminen loppusijoituksessa (HIILI-14) C-14 vapautuminen aktivoituneesta metallijätteestä loppusijoituksessa Kaija Ollila, VTT

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli

Sysmäjärvi - Heposelän alueen yhteistarkkailu elokuu 2019

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC

SUVILAHTI: Kaasulaitoksen alueen kunnostus alkaa! Kari Koponen, FT

Vertailukoe Massa-analyysi, maksimitiheys, kappaletiheys, asfalttipäällysteen paksuus

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV 01021

Vantaan Tilakeskus, Hankepalvelut, Rakennuttaminen Mikko Krohn

Luku 5: Diffuusio kiinteissä aineissa

TUTKIMUSTODISTUS. Jyväskylän Ympäristölaboratorio. Sivu: 1(1) Päivä: Tilaaja:

* vastaanottotarkastuksen parametrit. Materiaalikestävyys: Suositeltujen lämpötila- ja pitoisuusrajojen puitteissa Trimeta NOD soveltuu käytettäväksi:

Talvivaara, johdetut ja otetut vedet sekä aiheutunut kuormitus

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S /FI Stonel tiililipintaisen ulkoverhouspaneli järjestelmän tuulenimukuormakestävyyden

Haukiveden vesistötarkkailun tulokset talvelta 2015

Kemometriasta. Matti Hotokka Fysikaalisen kemian laitos Åbo Akademi

ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP)

BRUTTO PINTA- ALA (M 2 ) KEHYKSEN MATERIAAL I. EA-HP-1500/47-18 Super heat ALUMIINI 1, , *1680*110 59

Kuva 1. Liikenteen PM10-päästöt (kg/v/m) ja keskimääräiset vuorokausiliikennemäärät vuonna 2005.

Konsentraatti Ulkonäkö: väritön/vaaleankeltainen neste *

METELI-projekti lopetuskokous

Rouhepuristetun solumuovin syttyvyyden määrittäminen menetelmän EN ISO :2002 mukaisesti

Selvitys P-lukubetonien korkeista ilmamääristä silloissa Siltatekniikan päivät

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

Säätösalaojitus happamien sulfaattimaiden vesistövaikutusten vähentäjänä

JOKIRANNANTIEN ASEMAKAAVA, ASIANTUNTIJALAUSUNTO

Tilausnro (90PYHÄRA/Verkosto), saapunut , näytteet otettu Näytteenottaja: Jyrki Nurmi

Kalium porraskokeen tuloksia Sokerijuurikkaan Tutkimuskeskus (SjT)

Luku 8. Reaktiokinetiikka

Endomines Oy:n Pampalon kaivoksen tarkkailu helmikuu 2015

Heinäseminaari, Jyväskylä Päivi Näkki Viljavuuspalvelu Oy

Viranomaisnäkökulma KYT2010- tutkimusohjelman kuparitutkimuksiin

Online DGA mittausteknologiat. Vaisala

Kosteikkojen puhdistustehokkuuden parantaminen sorptiomateriaaleilla

KaiHali & DROMINÄ hankkeiden loppuseminaari

Kaivosvesien puhdistukseen ratkaisuja metsäteollisuudesta

Tutkimustodistus Projekti: /10

Toimintamallit happamuuden ennakoimiseksi ja riskien hallitsemiseksi turvetuotantoalueilla (Sulfa II)

Lähetämme oheisena Endomines Oy:n Pampalon kaivoksen tarkkailutuloksia

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Í%SC{ÂÂ!5eCÎ. Korvaa* Kevitsan vesistötarkkailu, PERUS, marraskuu 2018

Kutistumaa vähentävät lisäaineet Betonin tutkimusseminaari Tapio Vehmas

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Raija Suomela MTT Ruukki

Muovipäällysteisten lattioiden vaurioituminen kosteuden vaikutuksesta

2 1. Johdanto Tama Geologian tutkimuskeskuksen Kuopion yksikon tekema mineraalivarantoarvio koskee Niinikosken esiintymaa Kotalahden nikkelivyohykkeel

TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S Omakotitalojen suodattimien mittaus

Bentoniittipuskurin jääkauden jälkeinen eroosio

Järvenpää Järvenpää Satukallio Järvenpää Haarajoki Uimahalli

Mikrokalorimetri - uusi materiaalien palamisominaisuuksien tutkimuslaite hankittu VTT:lle

5 Yksityiskohtaiset laskentatulokset Aurajoelle

LIEKSAN TEOLLISUUSKYLÄ OY:N, PUUN KÄYTÖN LAAJA- ALAISTAMINEN -HANKKEEN TUOTTEIDEN PALOKÄYT- TÄYTYMISEN TESTAUS

P3-ultrasil 112. Kuvaus. Ominaisuudet

Sokerijuurikas ja ravinteet Susanna Muurinen

Rakennustyöpaikan pölyn leviämisen hallinta vesisumutusmenetelmällä

Johanna Tikkanen, TkT

TESTAUSSELOSTE *Talousvesi

EPMAn tarjoamat analyysimahdollisuudet

Aktiiviklooria sisältävä nestemäinen, emäksinen vaahtopesu- ja desinfiointiaine elintarviketeollisuudelle

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus

Näytenumero Näytetunnus Tunnus Ottopvm. Näytteenottaja Saapunut pvm. Tutkimus alkoi Tutkimus valmis

Mittaaminen kaivosvesien hallinnan perustana. Esko Juuso Säätötekniikan laboratorio Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto

ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA,

Trimeta BBT. Ominaisuudet. Kuvaus: Fosfaatiton, hapan, ei-hapettava desinfiointiaine juoma- ja elintarviketeollisuudelle

Transkriptio:

SULFIDIEN AIHEUTTAMA KUPARIN JÄNNITYSKORROOSIO Timo Saario VTT Temaattinen KYT-seminaari 29.04.2010 1

TAUSTAA - 1 Japanilainen tutkimusryhmä raportoi vuonna 2007 että CuOFP on altis sulfidien aiheuttamalle jännityskorroosiolle synteettisessä merivedessä lämpötilassa T = 80 o C. Säröjä havaittiin koesauvojen pinnoilla (SEM) pitoisuuksilla 320 mg/l ja 160 mg/l, mutta ei enää pitoisuudella 32 mg/l. Base metal 2

TAUSTAA - 2 Vuonna 2009 käynnistettiin VTT:llä osanakyt2010 tutkimusohjelmaa projekti, jonka tavoitteet ovat: Arvioida kirjallisuuden perusteella maksimi sulfidipitoisuus, joka voi syntyä bakteeritoiminnan (SRB) tuloksena bentoniitti/kallio rajapinnassa. Kehittää diffuusiomalli ja sen avulla arvioida kuparikanisterin pintaan maksimissaan saapuva sulfidivuo kolmessa eri skenaariossa. Kehittää kokeellinen järjestelmä kuparin jännityskorroosiokokeita varten sulfidipitoisessa pohjavedessä. Määrittää kokeellisesti pohjaveden sulfidin minimipitoisuus, joka voi aiheuttaa jännityskorroosiota kuparissa (CuOFP). 3

TAUSTAA - 3 Sulfidit voivat tulla kosketuksiin kuparikanisterin pinnan kanssa kolmea eri kautta: 1) bentoniitissa olevien bakteerien tuottamana (alhainen [S 2- ] pitoisuus) 2) pohjaveden mukana (tyypillisesti [S 2- ] max = 1-3 mg/l) 3) bentoniitti/kallio rajapinnassa olevien bakteerien tuottamana (korkea [S 2- ] pitoisuus). Kaikissa tapauksissa sulfidin tulee kulkea bentoniitin läpi diffuusionopeuden riippuessa bentoniitin tiheydestä. 4

BAKTEERIEN TUOTTAMA MAKSIMIPITOISUUS Kirjallisuusselvitys VTT-R-09242-09 Sulphide induced stress corrosion cracking of copper the effect of SRB activity. Päätulos: SRB voi tuottaa [S 2- ] = 400 500 mg/l (6.2<pH<7.7). Korkeammilla ph-arvoilla [S 2- ] voi olla paljon korkeampi. SRB populaation koko riippuu ravinnon saannista ja muista elinolosuhteista. 5

DIFFUUSIOMALLINNUKSEN TULOKSIA 0.5, 0.1, 0.01 ja 0.001 mg/l Vuo 3 mg/m 2 a ( 0.1 mm/10 5 y) Tiheys 420 kg/m 3 Lähde bentoniitti/kallio rajapinnassa, 1 mg/l 6

DIFFUUSIOMALLINNUKSEN TULOKSIA Lähde bentoniitti/kallio rajapinnassa, 1 mg/l 7

DIFFUUSIOMALLINNUKSEN TULOKSIA Vuo 25000 mg/m 2 a Tiheys 420 kg/m 3 Lähde bentoniitti/kallio rajapinnassa, 450 mg/l advektiotapaus 8

DIFFUUSIOMALLINNUKSEN TULOKSIA Raportti VTT- R- 00662-10 Diffusion model for sulphide in compacted bentonite. Malli toimii kaikissa tapauksissa, advektiotapaus vaatii vielä jonkin verran tarkennusta. Advektiotapaus tuottaa alustavien tulosten mukaan selkeästi suurimmat sulfidipitoisuudet kanisterin pintaan. Mallissa oletettu, että reaktionopeus kanisterin pinnalla on ääretön. Tästä syystä saadaan vuo pinnalle, ei pintakonsentraatiota. Vuonna 2010 pyritään mittaamaan reaktionopeusvakio (2Cu + S = Cu 2 S) jonka jälkeen voidaan arvioida myös eri skenaarioissa syntyvät pintakonsentraatiot. 9

MINIMI [S 2- ] KONSENTRAATION KOKEELLINEN MÄÄRITYS Kokeellinen järjestely on kehitetty. Koekappaleina on käytetty 25 mm paksuja standardi Compact Tension (CT) -koesauvoja, joilla voidaan tuottaa samankaltainen jännitys/venymätila kuin kanisterin seinämässä (so. tasomuodonmuutostila). Koekappaleissa on ilmassa väsyttämällä tuotetut esisäröt, joilla simuloidaan kanisterin seinämässä mahdollisesti olevia vikoja. Tähän mennessä on tehty kolme koetta pohjavedessä, johon on lisätty pitoisuus [S 2- ] = 100 mg/l, yksi pitoisuudella [S 2- ] = 10 mg/l ja yksi vastaava koe ilmassa/typpikaasussa. 10

1 = paineastia, 2 = johtoläpivienti, 3 = hydraulisylinteri, 4 = N 2 -pullo, 5 = pohjavesi, 6 = Atmosbag suojakaasutyötila. 11

Särö 12

0.1 Test run 1 / 100 mg/l S 2-0 -0.1 Cu vs SHE Pt vs SHE Potential / V vs SHE -0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8 2.9.2009 7.9.2009 12.9.2009 17.9.2009 22.9.2009 27.9.2009 2.10.2009 Date 13

Test run 1 / 100 mg/l S 2-120 11.4 100 11.2 S 2- / mg/l 80 60 11 10.8 10.6 ph 40 20 Sulphide ph = Addition of S 2-10.4 10.2 0 2.9.2009 7.9.2009 12.9.2009 17.9.2009 22.9.2009 27.9.2009 2.10.2009 Date 10 14

V SHE ph 15

Test run 1 / 100 mg/l S 2-0.70 4.00 0.65 3.50 Displacement / mm 0.60 0.55 0.50 Displacement Load 3.00 2.50 2.00 1.50 Load / kn 1.00 0.45 0.50 0.40 0.00 2.9.2009 7.9.2009 12.9.2009 17.9.2009 22.9.2009 27.9.2009 2.10.2009 7.10.2009 Date 16

35.4E-06 35.2E-06 35.0E-06 Potential change, V 34.8E-06 34.6E-06 34.4E-06 34.2E-06 34.0E-06 Loading Load increase ρ l I U = R I = = A const A 33.8E-06 7.9.2009 14.9.2009 21.9.2009 28.9.2009 5.10.2009 Date 17

18

Prefatigue Loading Additional loading 19

Element Weight % Weight % Error Atom % Atom % Error O 4.79 +/- 0.17 14.62 +/- 0.53 Mg 0.71 +/- 0.09 1.43 +/- 0.18 Al 0.18 +/- 0.04 0.32 +/- 0.07 S 14.36 +/- 0.11 21.88 +/- 0.16 Ca 0.66 +/- 0.03 0.80 +/- 0.04 Cu 79.31 +/- 0.62 60.96 +/- 0.48 Total 100.00 100.00 20

KOE ILMASSA/N 2 Esiväsytyksen loppu Esiväsytyksen alku 21

KOE ILMASSA/N 2 Väsytys kokeen jälkeen 22

KOE ILMASSA/N2 Quantitative Results for: Timo 6, oxide at the prefatigue crack tip Element Weight % Weight % Error Atom % Atom % Error O 5.42 +/- 0.15 18.48 +/- 0.49 Al 0.32 +/- 0.06 0.64 +/- 0.11 Cu 94.26 +/- 0.66 80.88 +/- 0.56 Total 100.00 100.00 23

1.E-05 1.E-06 100 mg/l - 3 100 mg/l - 2 Air 100 mg/l - 1 Strain rate, mm/s 1.E-07 1.E-08 1.E-09 0.E+00 1.E+05 2.E+05 3.E+05 4.E+05 5.E+05 6.E+05 7.E+05 Time, seconds Koesauvojen venymänopeus 24

YHTEENVETO KOKEELLISTA TULOKSISTA Koesauvojen sähkövastukseen perustuva särönkasvun on-line seuranta ei varmuudella indikoi särönkasvua Koesauvojen murtopintatutkimus ei varmuudella indikoi särönkasvua Koesauvojen venymänopeus ei varmuudella indikoi särönkasvua => Work in progress. 25

VTT creates business from technology 26