Future Advanced Steel Technology for Tunneling - FAST-Tunn

De to viktigste målene i dette prosjektet er å utvikle mer effektive kutterringer for tunnelboremaskiner (TBM) som brukes i harde fjellformasjoner, med 25% økt effektivitet og dessuten forbedre mulighetene til NTNU-modellen for å kunne estimere mer nøyakt ig fremdrift og kostnad. Norsk bergmasse utgjør en del av det Fenno-skandinaviske skjold og består av hovedsakelig prekambriske gneiser, som ofte er referert til som "Hard Rock". Boring-og tunnelvirksomhet i slike bergarter er vanligvis forbundet med lav borsynk, høy verktøyslitasje og hyppige kutterskift, som i betydelig grad påvirker kostnadene for disse prosjektene. Minimere kutterslitasje og -feil, samt å forutsi disse problemene på planleggingsstadiet, er svært viktig. For å oppnå dette er er det eta blert prosjektet FAST-Tunn med felles utvikling av eksperimentelle teknikker, produksjonsprosesser og numeriske simuleringer. Nye legeringer og design for kutter stål vil bli innført, og aktuelle modeller for ytelse prediksjon og slitasje vil bli forbedre t. Dette skal oppnås ved å forbedre vår forståelse av de fysiske prosessene i rock / cutter samhandling, og gjør bruk av avanserte numeriske simuleringer og state-of-the-art eksperimentelle teknikker. Prosjektet er basert på samarbeid mellom Robbins, BASF UGC, norske Jernbaneverket, Scana Steel Stavanger, BMS Steel og SINTEF / NTNU. I 2013 ble den norske tunnelentreprenøren LNS med i prosjektet sammen med tyske Babendererde Eng. som utvikler systemer for håndtering av ytelsesdata fra TBM-tallet. FAST-Tunn vil åpne opp nye muligheter for TBM-operasjoner i Norge og gi to norske stål- industribedrifter kunnskap for å tilby verdensmarkedet neste generasjon kutterringer. For SINTEF og NTNU prosjektet vil være en arena hvor uavhengige og sterke forskningsgrupper møtes for å fremme state-of-the-art på grensesnittet stål og harde bergarter.I løpet av året 2014 Robbins har gitt en SBU (liten boreenhet) i bruddet i Støren der testing av miniatyr kuttere blir utført. Prosjektet har produsert kuttere i noen forskjellige stålkvaliteter som nå blir testet på SBU'en. Prosjektet har utviklet stålkvaliteter som er testet i laboratorium og disse har bedre ytelse enn eksisterende stålkvalitet i dagens kuttere. Utvalgte stålkvaliteter er blitt testet på et prosjekt i 'Hard rock' i India med gode resultater.

The two main objectives in this project is to develop more efficient cutters rings for Tunnel Boring Machines (TBM) used in hard rock formations, and improve the capabilities of the NTNU model for performance prediction of tunneling operations in Norway. Norwegian rock is part of the Fenno-Scandinavian Shield, and consists of mainly Precambrian gneisses, which are commonly referred to as hard rock. Boring and tunneling operations in hard rock are typically associated with low penetration rates, high too l wear and frequent cutter ring failures, which significantly influence the cost of these projects. Minimizing cutter wear and failures, as well as predicting these problems at the planning stage, are all extremely important. In order to reduce the costs of tunneling in hard rock, a joint development of experimental techniques, manufacturing processes and numerical simulations is proposed. New alloys and designs for cutter steels will be introduced, and current models for performance prediction and wear will be improved. This will be achieved by improving our understanding of the physical processes in rock/cutter interaction, making use of advanced numerical simulations and state-of-the-art experimental techniques. The project is based on collaborati on between Robbins, BASF UGC, Norwegian National Rail Administration, Scana Steel Stavanger, BMS Steel and SINTEF/NTNU. If this project succeeds with its intentions, it will open up new possibilities for TBM operations in Norway and give two Norwegian man ufacturing companies the tools and knowledge for supplying the world market with the next generation of cutter rings. For SINTEF and NTNU the project will be an arena where independent and strong research groups meet in order to advance the state of the a rt on hard rock/steel interaction.