Mi lesz a roncsolásmentes vizsgálat után?

1. Mi lesz a roncsolásmentes vizsgálat után? Prof. Dr. Trampus Péter Dunaújvárosi Főiskola 6. AGY, Cegléd, 2012. 06. 08.

2. Mérnöki szerkezetek biztonsága = épség + működőképesség azaz szerkezeti és funkcionális integritás Szerkezeti integritás ≠ szerkezetintegritás (?) Fogalmak

3. Rmv szerepe a szerkezeti integritás elemzésében Analitikus, VEM számítások Terhelés, környezet Repedés- növekedés (pl. fáradás, korrózió) Anyagtulajdonság változás (pl. szívósság vesztés) Szerkezeti integritás elemzése KI < KIc vagy Pt < 5∙10-6/év Anyagtulajdonságok Folytonossági hiányok Biztonsági tartalék csökkenése Roncsolásmentes vizsgálatok Mechanikai, fémtani vizsgálatok

4. Tendenciák (1) Igény: • A biztonságközpontú világ, • a piaci verseny, és • az élettartam gazdálkodás elterjedése az ipar szereplőit termelő infrastruktúrájuk biztonságának és megbízhatóságának növelésére kényszeríti

5. Tendenciák (2) Lehetőségek: • Információs technológia és mikroelektronika fejlődése • technológiák integrációja, • sw és hw eszközök határának összemosódása, • kvantumfizikai hatásokat tudnak mérni az érzékelők • Rmv • kvalitatív módszerből kvantitatív módszer (QNDE) • megbízhatósága nő • Anyagok • fejlett modellek (többskálás) • fémek → kerámiák, kompozitok • Számítási módszerek bizonytalanságainak csökkentése • episztemikus (erőteljesen), aleatorikus(is!) • Számítástechnika teljesítőképessége nő (nagyságrendek)

6. Eredmény Structural Health Monitoring (SHM) megjelenése, ami a felsorolt lehetőségekre épül magyar megnevezés kerestetik!

7. Károsodás (damage, degradation) a szerkezet, berendezés működését hátrányosan befolyásoló változás (nem optimális működés) nano, mikro, makro méretű Meghibásodás (failure) a szerkezet, berendezés nem tud tovább üzemelni a tervezési paraméterekkel törés Hiba (defect) a meghibásodás azon állapota, amikor az meghaladja a szabványban rögzített határértéket (a „károsodás” és a „meghibásodás” között) További fogalmak

8. Structural Health Monitoring Célja: szerkezetek, berendezések • in-situ viselkedésének monitorozása, • funkciójának értékelése üzemi és üzemzavari körülmények között, • károsodásának detektálása, • állapotának („HEALTH”) meghatározása, • jövőbeni állapot, pl. lehetséges üzemidő előrejelzése SHM mint fizikai rendszer (hw, sw): • rendszerelemzés, • beágyazott érzékelők, • adatgyűjtő és feldolgozó rendszer, • kommunikációs rendszer (vezeték nélküli), • károsodás detektáló és modellező rendszer, • előrejelző rendszer

9. Beágyazott érzékelők, kockázat figyelembe vétele SHM sémája Adatgyűjtés SHM Vezeték nélküli adatátvitel Visszacsatolás Műszakilag lehetséges üzemidő, proaktív intézkedések Értékelés Előrejelzés Anyagmodellek, Fuzzy logika, ideghálózat, statisztikus osztályozás Károsodás fizika, beavatkozás Károsodás észlelése és azonosítása

10. Lényeges különbségek Rmv: • diszkrét időpontokban, • a szerkezet egyes tartományairól, azaz lokális SHM: • folyamatosan, • az érzékelők által figyelt területről, azaz globális információt ad. Rmv: • szerkezeti integritás elemzésének reaktív módszere SHM: • proaktív (szerkezeti integritást még nem veszélyeztető állapotban észlel)

11. Károsodás proaktív kezelése Szerkezeti integritás korlát Rmv érzékenység

12. Húzó iparágak • Katonai repülés (itt kezdődött) • Polgári repülés • Energia ipar • nukleáris • olaj, gáz • Ipari létesítmények • off-shore platform • Civil építészet

13. 1. példa: ET intelligens rögzítő csap (1) pl. repülőgép szerkezet (kompozit)

14. ET intelligens rögzítő csap (2) Károsodási index arányos a Cumulative Usage Factor-ral (CUF)-fal

15. 2. példa: beágyazott üvegszál (1) Kis átmérőjű szál csatlakoztatása Kompozitba ágyazva

16. Beágyazott üvegszál (2) Többször használható rakétahajtómű folyékony hidrogén tartálya