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

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

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

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

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)

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

További fogalmak 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)

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

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

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)

Károsodás proaktív kezelése Szerkezeti integritás korlát Rmv érzékenység

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

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

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

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

Beágyazott üvegszál (2) Többször használható rakétahajtómű folyékony hidrogén tartálya