Doktorsvörn í vélaverkfræði - Gifty Oppong

Streymi

Doktorsefni: Gifty Oppong

Heiti ritgerðar: Slit-og núningseiginleikar og tæringarhegðun húðunarefna fyrir jarðhitanýtingu. Tribological Properties and Corrosion Behavior of Coatings for Geothermal Applications

Andmælendur:
Dr. Ralph Bässler, fagstjóri við Department of Safety of Structures við Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Þýskalandi
Dr. Roy Johnsen, prófessor við Norwegian University of Science and Technology (NTNU)

Leiðbeinandi: Dr. Sigrún Nanna Karlsdóttir, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Danyil Kovalov, vísindamaður hjá Alsym Energy, Bandaríkjunum
Dr. Andri Stefansson, prófessor og deildarforseti Jarðvísindadeildar HÍ

Doktorsvörn stýrir: Dr. Rúnar Unnþórsson, prófessor og deildarforseti Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideildar HÍ

Ágrip

Aukin eftirspurn á heimsvísu eftir endurnýjanlegri orku hefur leitt til aukinnar nýtingar á jarðvarmaauðlindum, sem hefur í för með sér áskoranir um tæringu og slit efna sem notuð eru í nýtingu jarðvarmans. Markmið doktorsverkefnisins er að rannsaka núning, slit og tæringarhegðun fáanlegra og nýrra húðunarefna sem hönnuð eru til að bæta slit og tæringarþol stáls sem nú er notað í nýtingu jarðhita. Húðunarefnin sem voru rannsökuð eru wolframkarbíð (WC) keramíksamsetningar, nikkelmelmi, myndlaust járn-melmi, fjölliðusamsetningur með grafín-oxíð, nikkel-fosfór samsetningar og há-óreiðu-málmblöndur (e. High Entropy Alloys (HEA)). Niðurstöðurnar sýndu fram á að harka húðunarefnanna hafði mikil áhrif á núning og slitþol, en hrýfi yfirborðsins flækti núning og renni-hegðun. Frekari tilraunir í háhita og þrýstikút (e. autoclave) leiddi í ljós að slitþolnu húðunarefnin virkuðu sem hindrun gegn tæringu í tilraunaumhverfinu og komu í veg fyrir tæringu á undirliggjandi stáli. Hins vegar voru frávik háð örbyggingu húðunarefnanna, eðliseiginleikum og efnafræði tilrauna umhverfisins, sem stuðlaði að staðbundnum tæringaráhrifum. Í tilraunum við 120°C í vatni við 50 bar voru öll húðunarefnin verndandi með því að verja undirliggjandi stálið gegn tæringu. En í tilraunum í vökva-/gufufasa í hærri hita og auknu tærandi umhverfi (250 °C með CO2/H2S gasi) urðu meirihluti húðunarefnanna fyrir annaðhvort tæringarskemmdum í innri lögum, yfirborðsútfellingum eða tæringu á undirliggjandi stáli. Þessi rannsókn leiddi einnig í ljós gott tæringarþol nýlegra þróaðs slitþolins HEA húðunarefnis í öllum tilraunarumhverfum rannsóknarinnar og sem hvetur til mögulegrar nýtingar á húðunarefninu í CO2/H2S-innihaldandi jarðhitaumverfi. Niðurstöðurnar gefa góðan grunn sem hægt er að byggja á til þróunar og framleiðslu í framtíðinni á viðeigandi tæringar- og slitþolnum húðunarefnum fyrir notkun í jarðhitaumhverfi við nýtingu jarðhita.

Um doktorsefnið

Gifty Oppong  er fædd og uppalin í Ghana. Hún brautskráðist með BS-gráðu í efnisverkfræði frá University of Science and Technology í Ghana. Að námi loknu hlaut hún Erasmus-skólastyrk til að hefja sameiginlegt meistaranám í yfirborðsverkfræði (surface engineering) við Háskólana í Leeds, Ljubljana, Luleå og Coimbra. Gifty hóf doktorsnám sitt við HÍ árið 2018.