Digitális technika, fejlődés, roncsolásmentes vizsgálat Dr. Trampus Péter VIII. Anyagvizsgálat a gyakorlatban konferencia Miskolc,

Milyen környezetben élünk? Milyen környezetben élünk? Legjelentősebb folyamatok – Globalizáció – Technológia forradalma – Információs társadalom kialakulása (digitalizáció) szinonimák: tanuló (kognitív) társadalom Információs = kommunikáció által meghatározott Legfontosabb sajátosságai – Találkozik a munkaeszköz forradalma a kapcsolatteremtés (kommunikáció) forradalmával – Térbeli és időbeli távolságok megszűnnek Ezen belül: – Ipar átrendeződése → elektronikai ipar – Sw/hw arány nő (70/30↑), tudástartalom nő – Internet

Digitális technika Az információs társadalom (kommunikáció) alapvető eszköze Az élet egyetlen területe sem tudja kikerülni Digital Economy and Society Index (DESI) – elterjedtség – digitális tudás – internet használat – digitális technológia alkalmazása – digitális közszolgálat USA nukleáris cégei az üzemeltetési költségek 30% növekedését várják 2020-ig a digitalizációtól

Példák a Dunaújvárosi Egyetemen folyó kutatásokból Pásztázó akusztikus mikroszkóp Akusztikus emisszió jelfeldolgozás Spektrális mágneses impedancia tomográf TÁMOP A-11/1-KONV „Nagy teljesítőképességű szerkezeti anyagok kutatása” (célzott alapkutatás)

VGA out = analóg jel = digitális jel 30 MHz Fókuszált fej Fókuszálatlan fej Pásztázó akusztikus mikroszkóp (1) Agócs M, Kocsó E, Pór G. X. OATK, Balatonalmádi, 2015

3D Forgatás ( ) 2D C-kép (felül nézet) 18/6.dia X Y Z X Y Z Pásztázó akusztikus mikroszkóp (2)

Akusztikus emisszió (1) AE események jelfeldolgozása: Módosított küszöbszintes eljárás – az algoritmus kiválasztja az eseményeket az előre megadott küszöb felett Átlagot számol és eltolja a küszöbszintet G Manhertz, G Csicsó, G Gárdonyi, G Pór, 31st EWGAE Conference, Dresden, Germany, 2014

Akusztikus emisszió (2) AE események jelfeldolgozása: Szekvenciális valószínűségi hányados teszt (Sequential Probability Ratio Test, SPRT) – a rögzített időjelet dolgozza fel lépésről lépésre λ függvény:

Spektrális mágneses impedancia tomográfia (1) MFL elv alkalmazása Gerjesztés: AC és DC Érzékelés: mágneses szenzor array Inverz megoldás Jelfeldolgozás: 3D kép (2D változó frekvencián)

Spektrális mágneses impedancia tomográfia (2)

A fejlődés általános irányai Specializálódás – vizsgálati feladathoz illesztés Technológiák / eljárások integrálása („új” eljárások) Érzékenység növekedése – „hiba” keresése helyett a „hiba” kialakulását megelőző állapot detektálása Gyártásban: real-time automatikus vizsgálat (cél: hibamentesség) Üzemelés közben: beépített érzékelők, on-line monitorozás (SHM) A szerkezeti integritás elemzés elfogadott partnerévé válás – „NDE engineer” Széles adatbázis alkalmazása a szerkezeti integritás elemzéshez

Lézer UT és levegő csatolású UT alkalmazása repülőgép szerkezetekhez Gerjesztés: rövid impulzusú CO 2 gázlézer (<100 ns) Detektálás: hosszú impulzusú, nagy energiájú YAG lézer (>500 W) További részek: optikai interferométer foto detektor digitalizáló szinkronizáló Előnyei: nincs csatolás ± 20-35% lézer sugár beesési szög tűrés 40 mm mélységig alkalmas vizsgálati idő csökken (komplex szerkezetek) E Cuevas, S Hernandez, E Cabellos, ASNT Research Symposium, New Orleans, USA, 2016

Rmv folyamat integrálás E Cuevas, S Hernandez, E Cabellos, ASNT Research Symposium, New Orleans, USA, 2016 Vizsgálat tervezés, hangutak kiszámítása, manipulátor vezérlés, kalibrálás, adatgyűjtés, jelfeldolgozás, értékelés, jelentés készítés

Fáradásos repedés terjedésének AE monitorozása Paris-Erdogan egyenlet Rabei egyenlet C M Sauerbrunn, M Modarres, ASNT Research Symposium, New Orleans, USA, 2016

On-line monitorozás internet segítségével M Bakirov, személyes közlés, Moszkva, 2011

A károsodás proaktív kezelése Szerkezeti integritás korlát Rmv érzékenység

Feszültségkoncentrációs helyek detektálása Fémek mágneses emlékezete (Metal Magnetic Memory) J Lubwiecki, D Kimber, Int MMM Conference, Budapest, 2016

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

Lényeges különbségek az rmv és az SHM között 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)

„NDE Engineer” „NDE Engineer” J C Duke Jr, ASNT Research Symposium, New Orleans, USA, 2016

Gépi mély tanulás (Deep Learning) Nagy adattömeg hatékony és gyors feldolgozását elvégző algoritmusok MI kell hozzá? szuperszámítógép nagy adattömeg Információ több rétegben történő feldolgozása → mesterséges intelligenciák

Deep Learning és roncsolásmentes vizsgálat Lehetséges jövőbeni alkalmazások Távirányítású VT, feszültségkorróziós repedések kimutatása UT adatok feldolgozása – bármilyen eljárásból – és hiányok, zaj, nem megfelelő csatolás, stb. azonosítása PT eredmények elemzése RT eredmények elemzése … G Selby,, 11st NDE Conference, Jeju, Korea, 2015

Zárszó A világ változik Rmv a mérnöki szerkezetek integritása elemzésének és élettartam becslésének integráns részévé vált Elengedhetetlen a vizsgálat teljesítőképességének és megbízhatóságának kvantitatív leírására szolgáló mérnöki megalapozás Megfelelő szigorral kell alkalmazni a validált vizsgálati eljárásokat a szerkezeti integritásba vetett bizalom megtartása érdekében Az „NDE engineering” egyre nagyobb jelentőségű valamennyi alkalmazási esetben Elmozdulás a kézművességtől a tudomány irányába!