Nazwa modułu: Niezawodność materiałów i recykling Rok akademicki: 2015/2016 Kod: MIM-2-302-IJ-s Punkty ECTS: 5 Wydział: Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Kierunek: Inżynieria Materiałowa Specjalność: Inżynieria jakości Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Zielińska-Lipiec Anna (alipiec@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Zielińska-Lipiec Anna (alipiec@agh.edu.pl) dr inż. Pieczonka Tadeusz (pieczonk@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę dotycząca jakości i niezawodności materiałów i umie ją ocenić na podstawie danych. IM2A_W05, IM2A_W06, IM2A_W15 M_W002 Student zna technologie podnoszące jakość i niezawodność materiałów i umie ją ocenić. IM2A_W05, IM2A_W06, IM2A_W15 M_W003 Posiada wiedzę na temat możliwości wtórnego przetwarzania materiałów. IM2A_W17 Umiejętności M_U001 Student umie dobrać materiał dla określonych zastosowań zapewniających niezawodność. IM2A_U10, IM2A_U11 M_U002 Student umie zaprojektować proces technologiczny umożliwiający uzyskanie poprawy jakości i niezawodności materiałów. IM2A_U05, IM2A_U12, IM2A_U15 M_U003 Student umie wykorzystać modele matematyczne do projektowania niezawodności. IM2A_U08 1 / 5
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 Umiejętności M_U001 Student ma uporządkowaną wiedzę dotycząca jakości i niezawodności materiałów i umie ją ocenić na podstawie danych. Student zna technologie podnoszące jakość i niezawodność materiałów i umie ją ocenić. Posiada wiedzę na temat możliwości wtórnego przetwarzania materiałów. Student umie dobrać materiał dla określonych zastosowań zapewniających niezawodność. M_U002 M_U003 Student umie zaprojektować proces technologiczny umożliwiający uzyskanie poprawy jakości i niezawodności materiałów. Student umie wykorzystać modele matematyczne do projektowania niezawodności. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Charakterystyka niezawodności. Podstawowe definicje i określenia niezawodności- pojęcia związane z obiektem, jakością. Uszkodzenia. Wskaźniki niezawodności. Modele probabilistyczne czasu zdatności obiektów. Procesy starzenia materiałów. Niezawodności materiałów konstrukcyjnych Tribologiczne procesy starzenia- zużycie ścierne, adhezyjne, przez utlenianie, typu scuffing, zmęczeniowe. Korozyjne procesy starzenia. Erozyjne procesy starzenia. Zmęczeniowe procesy starzenia. Inżynieria materiałowa w problemów kształtowania niezawodności. Wadliwy dobór materiału. Przyczyny awarii konstrukcji. Typowe wady materiału w 2 / 5
częściach maszyn i urządzeń, Obróbka cieplna a wady materiałów. Materiałowe przyczyny awarii konstrukcji. Rola warstwy wierzchniej w kształtowaniu niezawodności. Niezawodność systemów. Struktura niezawodnościowa systemu. Struktura szeregowa systemu. Struktury z nadmiarem. Systemy o strukturach dynamicznych. Niezawodność biologiczna. Niezawodność operacyjna. Modele niezawodności obiektów biotechnicznych. Badania niezawodności materiałów. Metody parametryczne i nieparametryczne. Metody badań przyspieszonych. Kształtowanie niezawodności. Oddziaływanie na niezawodność. Zasada najsłabszego ogniwa. Zasada maksymalnej. Zasada maksymalnej wrażliwości. Kształtowanie niezawodności w fazie wytwarzania. Ocena niezawodności w fazie eksploatacji. Metody eksperckie. Monitorowanie niezawodności. System doradczy. Pojęcia podstawowe z zakresu recyklingu. Obieg materiałów na Ziemi. Podstawy racjonalnej gospodarki odpadami. Wykład dostarcza ogólnych informacji o odpadach przemysłowych i komunalnych, surowcach wtórnych, formach recyklingu, wyczerpywaniu się zasobów niektórych surowców pierwotnych oraz obiegu materiałów sterowanego przez człowieka. Klasyfikacja odpadów i surowców wtórnych. Wykład obejmuje zagadnienia związane z zasadami bilansowania różnych rodzajów odpadów pojawiających się na określonym terenie oraz kontrolowanym ich ruchem. Podane zostaną także informacje o sposobach klasyfikacji odpadów i surowców wtórnych. Aspekty ochrony środowiska, cywilizacyjno społeczne, prawne i ekonomiczne zagospodarowania odpadów. Przedstawione zostaną obowiązujące akty prawne traktujące o ochronie środowiska i odpadach, jak również uwarunkowania społeczne i ekonomiczne związane z wtórnym wykorzystaniem odpadów. Podane zostaną również ogólne zasady bezpieczne składowania odpadów. Organizacja pozyskiwania, selekcji i utylizacji surowców wtórnych. Odpady niebezpieczne. Problemy gromadzenia i selekcji odpadów, przy uwzględnieniu stymulacji ekonomicznych. Szczególna uwaga zostanie zwrócona na kontrolę gromadzenia, ruchu i unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych. Handel odpadami i surowcami wtórnymi. Ważnym problemem na świecie jest międzynarodowy handel odpadami i surowcami wtórnymi. Wykład informuje o umowach międzynarodowych w tym zakresie oraz podaje przykłady tworzenia się śmietnisk, np. sprzętu elektronicznego, w krajach ubogich. Podane zostaną także informacje o notowaniach na giełdach surowców wtórnych. Recykling metali, szkła, makulatury, tworzyw sztucznych. Pokazane zostaną przykłady wtórnego wykorzystania najbardziej popularnych materiałów odpadowych, a więc metali technicznych, szkła, makulatury i tworzyw sztucznych. Recykling samochodów i sprzętu elektronicznego. Wykład przestawia sposoby postępowania z relatywnie dużymi, o złożonym składzie materiałowym i masowo pojawiającymi się odpadami, jakimi są zużyte samochody. Podane zostaną również informacje o możliwościach wykorzystania materiałów zawartych w innych masowo występujących odpadach, czyli sprzęcie komputerowym, 3 / 5
telefonach komórkowych i innym sprzęcie elektronicznym. Odzysk energii z odpadów. Podane zostaną przykłady recyklingu energetycznego i zasady bezpiecznego spalania zużytych opon, odpadów tworzyw sztucznych i odpadów komunalnych dla odzysku energii. laboratoryjne Ocena niezawodności za pomocą modeli probabilistycznych. Pojęcia podstawowe. Ocena niezawodności za pomocą wybranych modeli. Wskaźniki bezpieczeństwa. Klasy rozkładów czasu życia i ich związki z porządkami stochastycznymi. Ocenianie czasu użytkowania za pomocą wybranych rozkładów zmiennej losowej czasu zdatności materiałów. Analiza niezawodności materiałów konstrukcyjnych. Uszkodzenia fizyczne materiałów. Rodzaje wad materiałów. Mikroskopowa i makroskopowa ocena wad. Fraktograficzna ocena mechanizmów zniszczenia materiałów. Analiza procesów starzenia obiektów. Starzenie tribologiczne, korozyjne. Znaczenie obecności wad w materiale na własności konstrukcji. Projektowanie i dobór materiałów z uwzględnieniem niezawodności (cz. I) Zdefiniowanie problemu ustalenie wymagań. Wybór materiału i technologii. Badania ilościowe i jakościowe. Przykłady badań. Projektowanie i dobór materiałów z uwzględnieniem niezawodności (cz II) Przeprowadzenie analizy doboru materiału na przykładzie wkładów rurowych wymienników cieplnych. Analiza czasu poprawnej pracy do uszkodzenia. Analiza na wybranych przykładach czasu pracy do uszkodzenia. Problematyka trwałości resztkowej w ujęciu materiałoznawczym. Niezawodność elementów odnawialnych i nieodnawialnych. Recykling odpadów cz.1 Laboratorium odbywa się w Zakładzie Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych w Kłaju oraz w Zakładzie przerobu złomu Złomex przy Hucie Mittal Steel w Krakowie. Recykling odpadów cz. 2 Laboratorium odbywa się w zakładzie przerobu zużytych samochodów w Herbach k. Częstochowy. Sposób obliczania oceny końcowej Średnia ważona: 0.4 ocena z ćwiczeń laboratoryjnych + 0.6 ocena z egzaminu Wymagania wstępne i dodatkowe Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów 4 / 5
niekończących się egzaminem). Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Jan Bucior: Podstawy teorii i inżynierii niezawodności. Oficyna wydawnicza Pol. Rzeszowskiej, 2004 2. Mieczysława Prażewska: Podstawy niezawodności, Skrypt Politechniki Świętokrzyskiej, 1989 3.Blicharski M., Odkształcenie i pękanie. UWM-D, Kraków 2002 4.Ashby M.F., Jones D.R.H., Materiały inżynierskie. WNT, Warszawa 1995 (cz. I) 1996 (cz. II) 5.Wnuk M.P., Podstawy mechaniki pękania. Wyd. AGH, 1981 6.Kocańda S., Zmęczeniowe pękanie metali. WNT Warszawa 1985 7.Frank Beichelt: Problemy niezawodności odnowy urządzeń technicznych. WNT, Warszawa 1974 8.Franciszek Jurasz: Kompleksowa Gospodarka Odpadami w Gminie, ARP Poligrafia, Warszawa 1998 9.Czesława Rosik-Dulewska: Podstawy Gospodarki Odpadami, PWN, Warszawa 2000 10.Bernd Bilitewski, Georg Härdtle, Klaus Marek: Podręcznik Gospodarki Odpadami, Wyd. Seidel- Przywecki, Warszawa 2003. 11.Recykling Materiałów Polimerowych, Ed. A.K. Błędzki, WNT, Warszawa 1997. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Ciaś A. CzarskiA, Zastosowanie statystyki Weibulla do ilościowego opisu zmienności własności strukturalnie niejednorodnej stali Fe-3Mo-0.8 C wytworzonej techniką sinter-hardening. Archives of Metallurgy and Materials, 58 (2013) 1045-1052 L. Tuz, K. Pańcikiewicz, E. Tasak, J. Adamiec, T, Góral, Badania skłonności do pęknięć gorących wybranych stali austenitycznych, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach ; (2014) 31 35. Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 28 godz 2 godz 20 godz 30 godz 20 godz 10 godz 138 godz 5 ECTS 5 / 5