In this master thesis, performed at Sandvik Coromant Västberga (Stockholm), a comprehensive study has been made to investigate the wear on textured alumina (Inveio™) coated cutting tools when turning low-alloy steels. Specifically, wear studies have been made on tools’ rake faces when turning two separate batches of SS2541, after an initial turning time of 4 min. A particular focus has been given to elucidate what particular role the inclusions might have for the wear of the alumina coating onthe tools. Evaluation of tool wear has been made by employing several different analytical techniques, such as LOM, SEM, Wyko, Auger-spectrometry (AES), EPMA and XRD. The results shows that the arisen wear marks on both tested tool types may be divided into three separate and highly distinguishable wear zones, denoted here in thiswork as “wear bands”. Largest amount of wear tended to occur initially at the topmost part of the 3rd wear band. This was true for both tested tool types. This area demonstrated a characteristic 'lamellar' wear pattern, composed of narrow andstructured ridges. All the tools tested demonstrated the adhesion of workpiece materials of various composition that formed into smeared layers in these formed ridges. Depth-profiling Auger-spectrometry revealed that a significant amount of calcium was present in the machined alumina coating layers. This suggests that a reaction between the calcium-containing inclusions found in the steel and the aluminacoating layer had occurred during the performed turning tests.These results arecontradictory to the general belief that alumina is chemical inert during machiningand has previously, to the authors knowledge, not yet been published. Based on the results from this thesis and from a literature review concerning thebehavior of α-alumina during deformation, a new theoretical wear model has been developed. In this model, it is emphasised that the sliding of hard inclusions from the steel may activate pyramidal slip systems in the textured alumina coating. This causes a nano-crystallisation and/or amorphisation in the topmost part of the coating, which facilitates the further wear of these coated tools. / I detta examensarbete, som har utförts vid Sandvik Coromant i Västberga (Stockholm), har en omfattande studie gjorts i syfte att undersöka slitaget på texturerad aluminiumoxid-belagda skärverktyg (Inveio™) vid svarvningen av låglegerade stålsorter. Förslitningsstudier har framförallt gjorts på verktygens spånsidor vid svarvningen av två separata batcher av stålsorten SS2541 efter en inledande ingreppstid på 4 min. Ett särskilt fokus har även ägnats åt att belysa vilken roll stålets inneslutningar kan ha för slitaget av aluminiumoxidbeläggningen. Utvärderingen av verktygsslitaget har gjorts med hjälp av flera olika analytiska tekniker, däribland LOM, SEM, Wyko, Auger-spektrometri (AES), EPMA samt XRD. Resultaten från detta examensarbete visar på att det uppkomna slitaget på de verktyg som har testats kan uppdelas till tre separata och mycket distinkta ”slitagezoner”. Dessa zoner har för detta arbete benämnts som ”nötningsband”. Störst förslitning framträdde initialt i den översta delen av det 3:e nötningsbandet på de testade skärverktygen. Detta område uppvisade ett karaktäristiskt ”lamell”-liknande utseende, bestående av smala och strukturerade åsar och skåror. Vidare uppvisade samtliga undersökta verktyg på förekomsten av påsmetat arbetsmaterial av varierande sammansättning i dessa bildade åsar. När de slitna verktygen undersöktes med djuprofilerande Auger-spektrometri påvisades det att en signifikant mängd kalcium fanns inuti aluminiumoxidbeläggningen. Detta tyder på att en reaktion mellan de kalciuminnehållande inneslutningarna (som finns inuti stålet) och aluminiumoxidbeläggningen har reagerat med varandra under bearbetningsförloppet. Dessa resultat är motsägande till den allmänna uppfattningen om att aluminiumoxid är kemiskt inert vid bearbetningen av stål. Därutöver har dessa resultat även, till författarens kännedom, aldrig tidigare publicerats. Baserat på de resultat som har erhållits från detta examensarbete, och från en omfattande litteraturstudie gällande deformationen av α-aluminiumoxid, har en ny teoretisk förslitningsmodell utarbetats. I denna modell betonas det särskilt att glidningen av hårda inneslutningar från stålet kan aktivera s.k. pyramidala glidsystem i den texturerade aluminiumoxidbeläggningen. Detta orsaker en nano-kristallisering och/eller amorfisering av den översta delen av aluminiumoxidbeläggningen.  Denna omvandling tros kunna underlätta den fortsatta förslitningen av dessa belagda skärverktyg.

<p>Detta projekt gick ut på studera huruvida Outokumpu, Degerfors, kunde använda sig av modeller som representerar strategier från Lean production med tillhörande flödesverktyg och hur dessa kunde appliceras i företaget. Outokumpu, Degerfors, är specialister inom rostfritt stål och levererar produkter till slutanvändare världen över. Uppgiftens utgångspunkt är att försöka få en bättre och smidigare hantering av materialet och samtidigt sänka kostnaderna för produkter i arbete.</p><p> </p><p>Modellen som användes kallas ”lära sig att se” och baseras på att kartlägga flöden inom produktionen. Syftet med detta var dels att skapa sig en bild av ett nuvarande produktionsflöde men också fastställa eventuella slöserier i värdekedjan. Detta kartläggningsarbete var tyngdpunkten i projektet, eftersom det fortsatta arbetet med att konstruera ett framtida flöde innehållande en utjämningsbuffert krävde en djup förståelse kring det nuvarande styrsättet i produktionen. Arbetet med flödeskartläggningar samt förståelse kring produktionen benämndes internt av projektmedlemmarna som en förstudie, vilket var nödvändigt för att förstå och börja bearbeta projektuppgiften, som bestod av att skapa ett ”rakare” flöde nedströms emot kunden.</p><p> </p><p>Genom att skapa ett ”nytt” framtida flöde i produktionen med hänsyn till JIT-filosofin, rätt mängd material vid rätt tidpunkt, krävdes det ett nytt framtagande av regelverk mellan de olika operationerna i produktionen. Detta på grund av att rätt mängd material vid rätt tidpunkt skulle dras framåt i värdekedjan för att skapa ett jämnare flöde. Tidigare trycktes materialet framåt i kedjan oberoende av när materialet skulle levereras till kund. Regelverket bygger på sortering av olika slags material så det krävdes en utredning om hur mycket material det rörde sig om vid olika veckor för att kunna fastställa hur mycket som skulle lagras i en buffert. Dessa beräkningar baserades på faktiska veckor med tillhörande mängd (styck) och tonnage (vikt) för att konstatera hur stor bufferten skulle bli. Det konstruerades även en beräkningsmodell för att fastställa om det framtagna regelverket och placeringen av bufferten stoppade för ett högre kundbehov.</p><p> </p><p>Resultatet av vårt projekt blev ett nytt regelverk samt ett förslag på en eventuell placering av utjämningsbufferten. I rapporten framkommer även resultat på hur olika slags material baserat på regelverket kommer att delas upp på olika sorteringsrutor för att detta styrsätt ska kunna fungera ute i verket. Det visar sig att med de förändringar som detta innebär kommer kostnaderna för produkter i arbete att minska, vilket är ett effektivt argument för företaget att försöka införliva detta förslag.</p><p> </p><p>Sammanfattningsvis måste nämnas att det kvarstår en del arbete för att detta förslag ska kunna fungera smärtfritt ute i verket. Som ett exempel måste det befintliga styrsystemet uppdateras med vissa styrbegrepp som inte funnits tidigare och samtidigt måste operatörerna ute i produktionen börja arbeta efter nya rutiner vilket måste beaktas i införandet av detta förslag.</p> / <p>This project went on to study how Outokumpu, Degerfors, could make use of models that represents strategies of Lean production and related flow tools and how these could be applied in the company. Outokumpu, Degerfors, are specialists in stainless steel and deliver products to end users worldwide. The task starting point is to try to get a better and smoother handling of the material while lowering the cost of work in progress.</p><p> </p><p>The model used is called "Learning to See" and based on the identification of flows in production. The purpose of this exercise was to create an image of a current production flow, but also identify any wastage in the value chain. This mapping work was the heavy thing in the project as it continued efforts to construct a future flow containing a smoothing buffer required a deep understanding of the current control mode of production. Work Stream Mapping and to understand the production naming internally by project members that a feasibility study, which was necessary to understand and begin to process the project task, which consisted of creating a "straighter" flow downstream to the customer.</p><p> </p><p>By creating a "new" future flow of production with regards to JIT philosophy, right amount of material at the right time, it took a new development of regulatory frameworks between the various operations of production. This is because the right amount of material at the right time would be pulled forward in the value chain to create a smoother flow. Previously the materials push forward in the chain irrespective of where the material was delivered to the customer. Framework is based on the sorting of different types of materials so it took an investigation on how much material they were on at different weeks in order to determine how much that would be stored in a buffer. These calculations were based on actual weeks with the associated quantity (pc) and tonnage (weight) to ascertain how much the buffer would be. There were also constructed a computational model to determine if they developed the regulatory framework and the location of the buffer stopped for a higher customer need.</p><p> </p><p>The results of our project were a new framework and a proposal for a possible placement of equalization buffer. The report will also result in the different types of materials based on the regulatory framework will be split into various sorting boxes to the control mode to work around the plant. It turns out that with the changes that this entails, the cost of work in progress to reduce, which is a powerful argument for the company to try to implement this proposal.</p><p> </p><p>In summary, must be mentioned that there remains some work to this proposal to function painless in the work plant. As an example, the existing control system is updated with some control concept did not exist before and at the same time, operators must be out of production start working for new procedures which must be taken into account in the implementation of this proposal.</p>

The report present a Master of Science in engineering work carried out at Mälardalen’s University, made this work within the research project METRO. The work is a part of the research project METRO. The focus of the METRO project is on the protection of underground rail mass transport systems e.g. tunnels and subways stations. The aim with this work was to determine if a concrete column placed close to the tracks at a subway station can withstand the effect and temperature of a fire in a burning train comparable to the effects and temperatures that showed at the full scale test carried out within the METRO project. A literature review was made previous to the following case study. The results from this show that the column is negligible affected by the fire. / METRO project 2009-2012

Detta projekt gick ut på studera huruvida Outokumpu, Degerfors, kunde använda sig av modeller som representerar strategier från Lean production med tillhörande flödesverktyg och hur dessa kunde appliceras i företaget. Outokumpu, Degerfors, är specialister inom rostfritt stål och levererar produkter till slutanvändare världen över. Uppgiftens utgångspunkt är att försöka få en bättre och smidigare hantering av materialet och samtidigt sänka kostnaderna för produkter i arbete.   Modellen som användes kallas ”lära sig att se” och baseras på att kartlägga flöden inom produktionen. Syftet med detta var dels att skapa sig en bild av ett nuvarande produktionsflöde men också fastställa eventuella slöserier i värdekedjan. Detta kartläggningsarbete var tyngdpunkten i projektet, eftersom det fortsatta arbetet med att konstruera ett framtida flöde innehållande en utjämningsbuffert krävde en djup förståelse kring det nuvarande styrsättet i produktionen. Arbetet med flödeskartläggningar samt förståelse kring produktionen benämndes internt av projektmedlemmarna som en förstudie, vilket var nödvändigt för att förstå och börja bearbeta projektuppgiften, som bestod av att skapa ett ”rakare” flöde nedströms emot kunden.   Genom att skapa ett ”nytt” framtida flöde i produktionen med hänsyn till JIT-filosofin, rätt mängd material vid rätt tidpunkt, krävdes det ett nytt framtagande av regelverk mellan de olika operationerna i produktionen. Detta på grund av att rätt mängd material vid rätt tidpunkt skulle dras framåt i värdekedjan för att skapa ett jämnare flöde. Tidigare trycktes materialet framåt i kedjan oberoende av när materialet skulle levereras till kund. Regelverket bygger på sortering av olika slags material så det krävdes en utredning om hur mycket material det rörde sig om vid olika veckor för att kunna fastställa hur mycket som skulle lagras i en buffert. Dessa beräkningar baserades på faktiska veckor med tillhörande mängd (styck) och tonnage (vikt) för att konstatera hur stor bufferten skulle bli. Det konstruerades även en beräkningsmodell för att fastställa om det framtagna regelverket och placeringen av bufferten stoppade för ett högre kundbehov.   Resultatet av vårt projekt blev ett nytt regelverk samt ett förslag på en eventuell placering av utjämningsbufferten. I rapporten framkommer även resultat på hur olika slags material baserat på regelverket kommer att delas upp på olika sorteringsrutor för att detta styrsätt ska kunna fungera ute i verket. Det visar sig att med de förändringar som detta innebär kommer kostnaderna för produkter i arbete att minska, vilket är ett effektivt argument för företaget att försöka införliva detta förslag.   Sammanfattningsvis måste nämnas att det kvarstår en del arbete för att detta förslag ska kunna fungera smärtfritt ute i verket. Som ett exempel måste det befintliga styrsystemet uppdateras med vissa styrbegrepp som inte funnits tidigare och samtidigt måste operatörerna ute i produktionen börja arbeta efter nya rutiner vilket måste beaktas i införandet av detta förslag. / This project went on to study how Outokumpu, Degerfors, could make use of models that represents strategies of Lean production and related flow tools and how these could be applied in the company. Outokumpu, Degerfors, are specialists in stainless steel and deliver products to end users worldwide. The task starting point is to try to get a better and smoother handling of the material while lowering the cost of work in progress.   The model used is called "Learning to See" and based on the identification of flows in production. The purpose of this exercise was to create an image of a current production flow, but also identify any wastage in the value chain. This mapping work was the heavy thing in the project as it continued efforts to construct a future flow containing a smoothing buffer required a deep understanding of the current control mode of production. Work Stream Mapping and to understand the production naming internally by project members that a feasibility study, which was necessary to understand and begin to process the project task, which consisted of creating a "straighter" flow downstream to the customer.   By creating a "new" future flow of production with regards to JIT philosophy, right amount of material at the right time, it took a new development of regulatory frameworks between the various operations of production. This is because the right amount of material at the right time would be pulled forward in the value chain to create a smoother flow. Previously the materials push forward in the chain irrespective of where the material was delivered to the customer. Framework is based on the sorting of different types of materials so it took an investigation on how much material they were on at different weeks in order to determine how much that would be stored in a buffer. These calculations were based on actual weeks with the associated quantity (pc) and tonnage (weight) to ascertain how much the buffer would be. There were also constructed a computational model to determine if they developed the regulatory framework and the location of the buffer stopped for a higher customer need.   The results of our project were a new framework and a proposal for a possible placement of equalization buffer. The report will also result in the different types of materials based on the regulatory framework will be split into various sorting boxes to the control mode to work around the plant. It turns out that with the changes that this entails, the cost of work in progress to reduce, which is a powerful argument for the company to try to implement this proposal.   In summary, must be mentioned that there remains some work to this proposal to function painless in the work plant. As an example, the existing control system is updated with some control concept did not exist before and at the same time, operators must be out of production start working for new procedures which must be taken into account in the implementation of this proposal.

En stor del av Trafikverkets budget går till att reparera och underhålla våra broar. Underhållsåtgärder orsakar också trafikproblem med stora miljöutsläpp och samhällskonsekvenser som följd. Eftersom broar vanligtvis dimensioneras för en lång livslängd på 120 år är det viktigt att planera för långsiktiga lösningar och förutse konsekvenserna av kommande underhållsåtgärder. Genom att använda mer underhållsfria material finns möjligheten att minska kostnaderna och koldioxidsläppen. Målet med examensarbetet är att ta reda på hur stora besparingarna är genom att svara på frågan: ”Vilka fördelar erhålls av att använda mer underhållsfria material i broöverbyggnader ur kostnads- och miljösynpunkt?”. Syftet är att påvisa hur stora kostnadsbesparingarna och de minskade koldioxidutsläppen kan bli för att underlätta för berörda parter i branschen att planera för långsiktigare lösningar. För att besvara målformuleringen jämförs överbyggnaden hos en konventionellt utförd samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong med alternativa material. Grunden för undersökningen utgörs av överbyggnaden hos en samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong. Överbyggnaden utförs med sex olika materialkombinationer med mer eller mindre underhållsfria material. Materialen som ingår i undersökningen är vanligt kolstål och rostfritt stål, betong och modern injekteringsbetong samt asfalt och slitbetong. Överbyggnaden dimensioneras, enligt den europeiska standarden Eurokod, med samtliga materialkombinationer för att fastställa materialmängderna. Materialmängderna ligger till grund för att bestämma rimliga kostnader och koldioxidutsläpp som beräknas, analyseras och jämförs i en livscykelkostnadsanalys och en livscykelanalys. Resultatet visar att en bro byggd med konventionella material ger en sammanlagd kostnad under sin livstid som är mer än dubbelt så stor jämfört med en mer underhållsfri bro med rostfritt stål i både balkar och armering samt slitbetong som beläggning istället för tätskikt och asfalt. Ur miljösynpunkt är den underhållsfria bron med rostfritt stål redan från början ett bättre alternativ med mindre koldioxidutsläpp tack vare att mindre mängder material behövs för att klara av samma laster. Det resulterar i att den alternativa bron är ett bättre val både ur kostnads- och miljösynpunkt med ett livscykelperspektiv. / Bridges of today require high maintenance which leads to high costs and big environmental emissions. To secure the structures sustainability the magnitude of future maintenance should be considered to the initial investment, both in an environmental point of view and costs. Increased quality usually leads to higher initial cost, but savings maybe possible in a long-term perspective if the maintenance can decrease. Bridges has a life-span on 120 years. Therefor decreased maintenance could imply a vital saving. The purpose of this thesis is to analyse costs and carbon dioxide emissions of a bridge superstructure in a composite bridge with different materials in a life cycle perspective. The investigated materials is carbon steel and stainless steel, traditional concrete and modern prepakt concrete and also asphalt and directly cast concrete surfacing. Six various bridges has been designed to compare the different materials. The calculations have been performed due to the European standards, Eurocode. Investigations of the ingoing materials impact on the environment has been measured in a simplified life cycle assessment, LCA. Emphasis on the analyse has been on the carbon dioxide emissions. To measure the costs a life cycle cost, LCC, has been performed. The result of the investigation shows that a bridge with conventional materials in the end of its life cycle has cost twice as much as the bridge with stainless steel in both reinforcement and beams. In an environmental view the alternatives with stainless steel is better from the beginning. That is thanks to less materials are needed for the same loads. The result shows that the bridge with alternative materials is better account of cost and environmental views.

The present work was conducted at Scania CV AB and has as main goal to produce a cast steel guideline. There is a great need to conduct a cast steel guideline, in order to help designers in their process to choose suitable materials and methods to produce lightweight components with higher performance. This work contains information related to mechanical properties, casting processes, castability, machinability, defect characterization, heat treatments, weldability and surface treatments of cast steels. This work was limited to cast steels which could be applied on two specific components of the truck, a bracket which is a structural component of chassis subjected to fatigue and a turbo manifold which is subjected to creep, oxidation, corrosion-, thermal- and mechanical- fatigue. A benchmark search was performed focused on these two components. A characterization of a cast stainless steel turbo manifold prototype was performed in the as-cast state, which included microstructural analyzes and hardness measurements. Besides this initial characterization, a set of heat treatments were conducted, in order to study the possibility to eliminate the initial grain boundary carbides. The main conclusions of this work are that cast steel has potential to be a material choice in many applications due to its wide range of properties. For structural parts, cast steel is advantageous compared with cast iron when for instance welding and high strength combined with high fracture toughness are requirements. For high temperature resistance components, cast steel or more precisely cast stainless steel, is advantageous for service at temperatures &gt;750 ºC,besides its higher price. The annealing heat treatment followed by an aging treatment eliminated most of the grain boundary carbides and increase the hardness through a fine dispersion of carbides in matrix, which can also increase the creep resistance. / Examensarbetet utfördes på Scania CV AB med främsta målet att utarbeta en vägledande guide för gjutstål. Det finns ett stort behov av att sammanställa en guideline för gjutstål, med syfte att hjälpa konstruktörer i deras process att välja lämpliga material och metoder för att producera lättviktskomponenter med högre prestanda. Arbetet innehåller information om mekaniska egenskaper, gjutningsprocesser, gjutbarhet, skärbarhet, defektkarakterisering, värmebehandlingar, svetsbarhet, ytbehandling och mycket annat gällande gjutstål. Detta arbete var begränsat till gjutstål som kan tillämpas för två specifika komponenter i lastbilen, en konsol som är en strukturell komponent i chassit som utsätts för utmattning och ett turbogrenrör vilket är en komponent som utsätts för högtemperaturcykler. En benchmark utfördes med fokus på dessa två komponenter. Slutligen gjordes en karakterisering av turbogrenrörsprototypen i rostfritt stål, i det gjutnatillståndet, vilket inkluderade mikroanalyser och hårdhetsmätningar. Förutom den förstakarakteriseringen, utfördes en uppsättning värmebehandlingar för att undersöka möjligheten att eliminera de initiala korngräns-karbiderna. De viktigaste slutsatserna av detta arbete är att gjutstål har potential att bli ett materialval i många applikationer på grund dess breda egenskaper. Konstruktionsdelar i gjutstål är fördelaktiga jämfört med gjutjärn, till exempel vid svetsning och när hög hållfasthet i kombination med hög brottseghet är nödvändigt. För högtemperaturs-komponenter är gjutstål, eller mer exakt, gjutna rostfria stål fördelaktiga för service vid temperaturer &gt;750 ºC, med undantag för dess högre pris. Glödgningsvärmebehandling följt av åldringsbehandling eliminerar de flesta av korngräns-karbiderna och ökar hårdheten genom en fin dispersion av karbider i matrisen, vilket också kan öka krypmotståndet.

Soil-steel composite bridges are for many reasons very favorable bridges to build. Up to a certain span length they are economical, practical to transport and simple and quick to build. Especially in remote places, with unfavorable sloping terrain, this can be of great interest when the transport of material can be difficult and costly. The swedish manual for design of soil steel composite bridges was presented by Lars Pettersson and Håkan Sundquist in the year 2000. It is today used in Sweden and other neighboring countries as the main manual for the design of soil-steel composite bridges. The design manual is however only valid for longitudinal slopes up to 10%, which is low in comparison to natural sloping hillsides. The purpose of this thesis is to study the structural behavior of soil steel composite bridges in sloping terrain, with the use of the finite element software PLAXIS 2D. Two case studies of one low arch culvert bridge and one pipe arch culvert are studied and later modeled in PLAXIS. The two case studies does not have sloping terrain, but are used to assure that the FEM-models behaves correctly during the backfilling process in PLAXIS. The analysis studies the change in sectional forces in the bridges during an increase inslope above the structures. The values from the FEM-models are compared to field measurements from the case studies, as well as to values calculated in accordance to the swedish design manual. This is done to see how well the different approaches compare to each other, and, since the design manual does not consider slopes exceeding 10%, it is interesting to investigate if the SDM-calculated values still appear valid for slopes larger than 10%. In addition to sectional forces, the slope stability of the FEM-models is also evaluated and compared to analytical values calculated using the ordinary method of slices. This slope stability study focuses on if the bridges affect the slope stability safety factor. The thesis also investigates if these bridges are more sensitive to increasing slopes from a slope stability or sectional forces point of view. I.e if the slope inclination magnitude will be determined based on the sectional forces in the structure or the slope stability of the soil surrounding the structure. The criteria that are researched to come to this conclusion are for example the slope stability safety factor, or the possible yielding of the culvert wall due to too large sectional forces in the structure. The results show that for low cover depths, the slope stability safety factor decreases slightly when a structure is introduced to the slope. For larger cover depths, read 3 meters or more, the slope stability seems unaffectedby the structure. The results also shows that the sectional forces in the structures compares well to both measured and calculated values for slope inclinations up to 30% for rather small cover depths, i.e 1 meter. For slopes larger than 30% the sectional forces grows and no longer reflect the measured and calculated values. However, since only two case studies are performed, these conclusions might not be valid for different profile shapes. Additionally there are indications that the low arch bridge is more sensitive to slopes than the pipearch culvert. / Rörbroar, eller “soil-steel composite bridges”, är av många anledningar fördelaktiga att bygga. Upp till en viss spännvidd är de ekonomiska, praktiska att transportera samt enkla och snabba att konstruera. Särskilt vid vissa svåråtkomliga platser, med ofördelaktigt sluttande terräng, kan det vara av stort intresse när materialtransport annars kan vara både komplicerat och kostsamt. Den svenska manualen för dimensionering av rörbroar presenterades av Lars Pettersson och Håkan Sundquiståret 2000. Manualen används idag i Sverige samt angränsande länder som den huvudsakliga dimensioneringsmanualen för rörbroar. Dock är den svenska manualen enbart giltig för lutningar upp till 10%, vilket ären låg lutning i jämförese med många naturliga sluttningar. Syftet för detta arbete är att studera det statiska beteendet hos kringfyllda rörbroar i lutande terräng,med hjälp av det finita element programmet PLAXIS 2D. Två fallstudier av dels en låg bågbro, dels en sluten kulvertbro, studeras och modelleras senare i PLAXIS. De två fallstudierna har inte sluttande terräng, men används för att säkerställa att FEM-modellerna beter sig korrekt under återfyllnadsfasen I PLAXIS. Analysen studerar förändringen av tvärsnittskrafter i broarna när sluttningen de belastas av ökar. Värdena från FEM-modellerna jämförs mot mätdata från fallstudierna, samt mot värden beräknade enligt den svenska manualen. Detta utförs för att se hur väl de olika metoderna överensstämmer med varandra, och, eftersom dimensioneringsmanualen inte tar hänsyn till lutningar överstigande 10%, är det intressant att se om deSDM-beräknade värdena fortfarande gäller för lutningar större än 10%. Utöver tvärsnittskrafter utvärderas släntstabiliteten hos FEM-modellerna, och dessa resultat jämförs sen mot analytiska värden beräknade enligt lamellmetoden, eller “the ordinary method of slices”. Släntstabilitetsstudien fokuserar på hur broarna påverkar säkerhetsfaktorn för släntstabilitet. Avhandlingen undersöker även om dessa broar är mer känsliga för ökande lutningar från en släntstabilitets- eller tvärsnittskrafts-synvinkel, dvs. om lutningens största storlek kommer att avgöras baserat på de tvärsnittskrafter som uppstår i konstruktionen eller på släntstabiliteten i marken runt konstruktionen. För att bilda oss en uppfattning om detta jämförs exempelvis säkerhetsfaktorn för släntabilitet mot ett eventuellt brott i stålprofilen orsakat av för stora tvärsnittskrafter i konstruktionen. Resultaten visar att säkerhetsfaktorn för släntstabilitet, vid liten överfyllnadshöjd över hjässan, minskar något när en bro byggs i en sluttning. För större överfyllnadshöjder, läs 3 meter och högre, verkar släntstabiliteten vara oförändrad vid introducering av en bro. Resultaten visar även att tvärsnittskrafterna i konstruktionerna överensstämmer bra både mot mätdata samt beräknade värden, för lutningar upp till 30% och små överfyllnadshöjder på exampelvis 1 meter. För lutningar större än 30% växer tvärsnittskrafterna och är inte längre jämförbara mot varken mätdata eller beräknade värden. Dock bör det tilläggas att eftersom endast två fall har studerats utförs så behöver dessa slutsatser inte gälla för andra profiltyper. Utöver detta finns indikationer på att den låga rörbron är mer känslig för en ökning i släntlutning i jämförelse mot denandra bron när det gäller tvärsnittskrafter.

In stainless steelmaking, around 68% of the total greenhouse gas emissions come from the processing of raw materials. Thus, it is important for steelmakers to make efforts together with their raw material suppliers to implement low-carbon initiatives. To facilitate such initiatives, assessment of raw materials will provide guidance. In this work, the assessment of materials consists of two parts: i) different production scenarios are studied by using a static process model coupled with life cycle assessment approach to investigate the reduction potential of environmental impacts for Mo and Ni alloys; ii) assessment of the effect of trace element content (phosphorus) in stainless steel scrap on steel’s manufacturing cost, resource consumption and environmental impact using an online static process model. The results show that the overall GHG emission of FeMo production varies between 3.16-14.79 t CO2-eq/t FeMo (i.e. 5.3-24.7 tCO2-eq/t Mo). The main variance comes from the mining and beneficiation stages and depends mainly on the ore’s beneficiation degree. However, whether molybdenum is extracted as a co-product from copper mine or not can have an even greater effect on the total GHG emission of molybdenum due to the allocation of the impacts.  In the case of nickel alloys, the GHG emissions for producing nickel metal, nickel oxide, ferronickel and nickel pig iron are 14, 30, 6 and 7 tCO2-eq/t alloy (i.e. 14, 40, 18, and 69 tCO2-eq/t Ni), respectively. Extracting sulfide ore through flash smelting process has been shown to have the least energy requirement and greenhouse gas emissions. In comparison to sulfide ore processing, oxide ore processed in an electric furnace is much more energy intensive and less environmental friendly primarily due to high content of gangue. However, by using a sustainable electricity source such as hydro-powered electricity, or applying a thermal heat recovery, it is possible to reduce the impact from electric furnace smelting of laterite. Furthermore, the use of stainless steel scraps with low phosphorous contents reduces slag amount, alloy consumption, production cost and carbon footprint. An estimation equation between phosphorous content and scrap’s value-in-use is obtained in the study to support the development of purchasing strategy. To conclude, the application of static process model based on mass and energy balance provides the possibility to assess raw materials’ environmental impact (energy consumption and GHG emissions) and to identify potentials to realize sustainable stainless steelmaking. / Vid tillverkning av rostfritt stål kommer cirka 68% av växthusgaserna ifrån råvaruanvändningen. Därför är det viktigt för ståltillverkare att göra en samordnad insats med sina levenrantörer för att reducera dessa utsläpp. Den här avhandlingen ämnar att undersöka råvaror ur två perspektiv: i) att utvärdera olika produktionsscenarier för  molybden och nickelleggeringar genom en statisk processmodell i kombination med livscykelanalys för att undersöka potentialen för att minska miljöbelastningen; ii) att undersöka hur spårämnesinnehållet (fosfor) i rostfritt stålskrot påverkar ståltillverkningskostnaden, resursförbrukningen och miljöpåverkan med ett webbaserat verktyg för processmodellen. Resultaten visar att växthusgasutsläppen från produktionen av FeMo varierar mellan 3.16-14.79 t CO2-eq/t FeMo (d.v.s. 5.3-24.7 tCO2-eq/t Mo). Variationen beror främst på malmets anrikningsgrad under malmbrytnings- och anrikningsprocessen. När molybden förekommer  i kopparmalm och utvinns som en co-produkt så kan det ha en större effekt på molybdens energiförbrukning och växthusgasutsläpp än vad malmens anrikningsgrad har. I fallet för tillverkning av nickelmetall, nickeloxid, ferronickel och nickeltackjärn är växthusgasutsläppen 14, 30, 6 respektive 7 tCO2-eq/t legering (motsvarande 14, 40, 18, respektive 69 tCO2-eq/t Ni). Användningen av sulfidmalm i flashsmältningsprocessen har visat sig ha lägst energibehov och växhusgasutsläpp medan användningen av oxidmalm i ljusbågsugn både är mer energiintensiv och utsläppsintensiv  på grund av en stor mängd oxider i nickelmalmen. Dessa utsläpp kan dock förbättras genom användningen av hållbar energi (till exempel el från vattenkraft), eller genom värmeåtervinning under processen. Utöver detta kan skrot med lågt fosforinnenhåll också användas vid tillverkningen av rostfritt stål för att minska slaggmängden, förbrukningen av legeringar, produktionskostnaden och växthusgasutläppen.  En ekvation mellan fosforinnehållet och skrotets värde föreslås här som underlag för att utveckla en inköpsstrategi för skrot. Sammanfattningsvis så kan en statisk processmodell baserad på mass- och energibalans tillämpas för att utvärdera råvarors miljöbelastning (energiförbrukning och växthusgasutsläpp) och identifiera potentialen för en hållbar tillverkning av rostfritt stål.

Idag finns det inte tillräckligt underhåll på de 15 svamp- och bakterietankar som finns på AstraZenecas vattenreningsverk i Gärtuna, Södertälje. Företaget använder sig av avhjälpande underhåll där de väntar på att tankarna ska gå sönder för att sedan laga dem. Reningsverket vill skapa en underhållsstrategi på tankarna genom att ta reda på om livslängden kan förlängas eller om, och i så fall när, utrustningen behöver renoveras, uppgraderas eller bytas ut. I litteraturstudier undersöktes underhållsstrategier, vattenreningsverk och olika tillståndskontroller. Besök gjordes för att få en bättre uppfattning om hur arbetet på vattenreningsverket ser ut idag. Intervjuer hölls med chefen för vattenreningsverket, en erfaren drifttekniker samt två externa företag som jobbar med underhåll. I resultatet framgår information om vilka fel som uppstått, vilka åtgärder som vidtagits samt vad det kostat. Det framgår även hur underhåll kan ske med olika externa parter och kostnader för detta. Två olika tillståndskontroller, digital röntgenskanning och penetrantprovning föreslås för att upptäcka fel på tankarna. Efter analys av resultatet har slutsatser om en ny underhållsstrategi kunnat dras. Rekommendationer om hur den kan implementeras och lämpligt intervall har tagits fram. AstraZeneca föreslås gå från ett avhjälpande till ett schemalagt tillståndsbaserat underhåll, där tillståndskontroller utförs var tredje, fjärde eller femte år beroende på personalens bedömning och de rekommenderas också att använda sig av externa resurser när det kommer till tvättning och tillståndskontroller av tankarna. Avhjälpande underhåll är omöjligt att planera och kommer med vår lösning att minimeras. Schemalagt tillståndsbaserat underhåll som vi rekommenderar kommer resultera i en mycket enklare planering och oväntade kostnader likväl som oväntade stopptider kommer undvikas. Regelbundet underhåll kommer troligtvis resultera i att tankarnas livslängd ökar vilket bidrar till en bättre hållbarhet och man slipper köpa in nya tankar. / Today, there is not enough maintenance on the 15 fungal and bacterial tanks found at AstraZeneca's wastewater treatment plant in Gärtuna, Södertälje. The company uses a maintenance strategy where they wait for the tanks to fail and then fix them. The treatment plant wants to create a maintenance strategy for the tanks by finding out if the life span can be extended or if, and if so, when the equipment needs to be renovated, upgraded, or replaced. With literature studies maintenance strategies, wastewater treatment plants and various condition investigations, were analysed. The visits were made to get a better idea of how the work at the wastewater treatment plant looks like today. Interviews were held with the head of the water treatment plant, an experienced operating technician and two external companies working on maintenance. The result shows information about what errors occurred, what measures were taken and what it cost. It also shows how maintenance can be done with various external sources and costs for this. Two different condition investigations, digital x-ray scanning and penetrant testing are suggested to detect errors in the tanks. After analysing the results, conclusions about a new maintenance strategy could be drawn. Recommendations on how it can be implemented, and an appropriate interval have been developed. AstraZeneca should go from corrective to scheduled condition-based maintenance, where condition investigations are performed every three, four or five years depending on the staff's assessment and they could make use of external sources when it comes to washing and condition investigations of the tanks. Corrective maintenance is impossible to plan and our solution will minimize this. Scheduled condition-based maintenance that we recommend will result in a much simpler planning where unexpected costs as well as unexpected downtime will be avoided. Regular maintenance will probably result in an increase in the service life of the tanks, which contributes to better durability and they will not have to buy new tanks.

In order to meet the targets of the Paris Agreement, there is a need to significantly reduce emissions from energy-intensive industries, iron and steel included. One promising technology with the potential to reduce the emissions related to iron and steelmaking to basically none is direct reduction with fossil free hydrogen, which requires large amounts of fossil free electricity. This master thesis explores the conditions for this technology in a European context with an energy perspective as the main focus. Three primary steel producing countries in Europe are chosen as focus countries; Germany, France and Italy. The findings of the study conclude that neither of the focus countries is an optimal sociotechnical fit for hydrogen-based direct reduction for iron and steel production at present. France is the country with the best conditions from a solely energy perspective but lacks some important factors for an enabling environment for technology transfer. Germany on the other hand have the most promising characteristics for an enabling environment but still face large challenges when it comes to power sector decarbonisation. In order to overcome the barriers and create an enabling environment it is key that energy and industry transitions are aligned, that a policy framework that supports these transitions is in place and that key actors representing all aspects of the transition cooperate; from industry to research, academia, policymakers and others. The findings also show that the current locations of the primary steel plants are in many cases not where the most favourable conditions for renewable power generation are and given the renewable capacity and transmission limitations of today, merely switching to a hydrogenbased process is not likely viable. A future configuration could be decentralised value chains where the different processes are located where there are optimal conditions e.g. that either hydrogen or sponge iron is produced where there are favourable power conditions and then transported to steel plants for the remaining processes in the value chain. / För att nå målen uppsatta i Parisavtalet behöver energiintensiva industrier kraftigt minska sina utsläpp, däribland järn- och stålindustrin. Direktreduktion med fossilfri vätgas är en teknologi med potential att minska utsläppen från järn och ståltillverkning till praktiskt taget noll men kräver stora mängder fossilfri el. Detta examensarbete undersöker de energimässiga förutsättningarna för denna teknik i en europeisk kontext. Tre länder som producerar primärstål är utvalda som fokusländer i studien; Tyskland, Frankrike och Italien. Resultaten av studien visar att inget av de utvalda länderna i dagsläget har optimala sociotekniska förutsättningar för tekniken. Frankrike är det land med de bästa energimässiga förutsättningarna men saknar några viktiga faktorer för att vara en möjliggörande socioteknisk miljö. Tyskland å andra sidan har de mest lovande förutsättningarna för en lämplig socioteknisk miljö men står inför utmaningar när det kommer till energisystemet och tillgången på fossilfri el. För att skapa förutsättningar för denna teknik är det viktigt med koordinerade omställningar i energisektorn och industrin, policys som möjliggör dessa omställningar samt ett väl fungerande samarbete mellan industrin, akademin, beslutsfattare och andra viktiga aktörer. Studien visar också att de platser där nuvarande stålverk för primärstål finns inte har de bästa förutsättningar för förnybar elproduktion och att en vätgasbaserad process inte är optimal, baserat på den förnybara kapaciteten och de transmissionsbegränsningar som finns idag i elsystemet. Det finns istället möjlighet till decentraliserade värdekedjor, där varje process placeras där de mest lämpliga förhållandena finns. Detta kan exempelvis innebära att vätgas eller järnsvamp produceras där tillgången till fossilfri el är god, för att sedan transporteras till stålverken för de resterande processtegen.