hibrid csŐszerkezetek fÁrasztÓ- És repesztŐvizsgÁlatai lukács, j. ; nagy, gy.; török, i

HIBRID CSŐSZERKEZETEK FÁRASZTÓ- ÉS HIBRID CSŐSZERKEZETEK FÁRASZTÓ- ÉS REPESZTŐVIZSGÁLATAIREPESZTŐVIZSGÁLATAI

Lukács, J.Lukács, J.; Nagy, Gy.; Török, I.; Nagy, Gy.; Török, I.

4. 4. AGYAGYAnyagvizsgálat a GyakorlatbanAnyagvizsgálat a Gyakorlatban

Szakmai SzemináriumSzakmai Szeminárium

Aranyhomok Hotel, Kecskemét,Aranyhomok Hotel, Kecskemét,2008. június 4-5.2008. június 4-5.

ME

TartalomjegyzékTartalomjegyzék

Vizsgáló rendszerek a Miskolci Egyetem Vizsgáló rendszerek a Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai TanszékénMechanikai Technológiai Tanszékén

Vizsgálati irányokVizsgálati irányok Fárasztó- és repesztővizsgálatok a Fárasztó- és repesztővizsgálatok a

HIKOMP projekt (HIKOMP projekt (Polimer mátrixú kompo-Polimer mátrixú kompo-zittal erősített hibrid csövek integritása: zittal erősített hibrid csövek integritása: GVOPGVOP--3.1.13.1.1--20042004--0505--0215/3.00215/3.0) keretében ) keretében


Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer – maximális nyomás: 100 barrendszer – maximális nyomás: 100 bar

Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer – maximális nyomás: 700 barrendszer – maximális nyomás: 700 bar

Szerkezetvizsgáló rendszer Szerkezetvizsgáló rendszer

Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer a Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer a Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszékén I.Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszékén I.

(maximális nyomás: 100 bar)(maximális nyomás: 100 bar)

Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer a Csővezeték és nyomástartó edény vizsgáló rendszer a Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszékén II.Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszékén II.

(maximális nyomás: 700 bar)(maximális nyomás: 700 bar)

Szerkezetvizsgáló rendszer a Miskolci Egyetem Szerkezetvizsgáló rendszer a Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai TanszékénMechanikai Technológiai Tanszékén

vizsgáló asztal beépített munkahengerrel: 250 kNvizsgáló asztal beépített munkahengerrel: 250 kN 1 m * 2 m-es vizsgálati felület1 m * 2 m-es vizsgálati felület önálló munkahenger: 250 kNönálló munkahenger: 250 kN 100 l/perc szállítási teljesítményű hidraulikus tápegység100 l/perc szállítási teljesítményű hidraulikus tápegység számítógépes vezérlésszámítógépes vezérlés




HIKOMP projekt (HIKOMP projekt (Polimer mátrixú kompo-Polimer mátrixú kompo-zittal erősített hibrid csövek integritása: zittal erősített hibrid csövek integritása: GVOPGVOP--3.1.13.1.1--20042004--0505--0215/3.00215/3.0) keretében ) keretében

Vizsgálati irányokVizsgálati irányok anyagminőséganyagminőség az igénybevétel típusaaz igénybevétel típusa

kvázistatikus belső nyomás (repesztés)kvázistatikus belső nyomás (repesztés) ismétlődő belső nyomás (fárasztás)ismétlődő belső nyomás (fárasztás) ismétlődő, majd kvázistatikus belső nyomásismétlődő, majd kvázistatikus belső nyomás összetett terhelésösszetett terhelés

a cső(szakasz) állapotaa cső(szakasz) állapota ép csőszakaszok vizsgálataép csőszakaszok vizsgálata hibát tartalmazó, javítás nélküli csőszakaszok vizsgálatahibát tartalmazó, javítás nélküli csőszakaszok vizsgálata

a javítás módjaa javítás módja hegesztéses technológiával javított csőszakaszokhegesztéses technológiával javított csőszakaszok hegesztés nélküli technológiával javított csőszakaszokhegesztés nélküli technológiával javított csőszakaszok

a vizsgálati közeg típusaa vizsgálati közeg típusa környezeti közegkörnyezeti közeg korrozív közegkorrozív közeg




HIKOMP projekt (HIKOMP projekt (Polimer mátrixú kompo-Polimer mátrixú kompo-zittal erősített hibrid csövek integritása: zittal erősített hibrid csövek integritása: GVOPGVOP--3.1.13.1.1--20042004--0505--0215/3.00215/3.0) keretében) keretében

A vizsgált csőszakaszok jellegzetességeiA vizsgált csőszakaszok jellegzetességei

JelJel DD[mm][mm]

tt[mm][mm]

Anyag-Anyag-minőségminőség

A cső típusaA cső típusa KörvarratKörvarrat

A_eA_e 108,0108,0 4,54,5 L 360 NBL 360 NB varratnélküli varratnélküli (S)(S)

BKIBKI(111)(111)

B_a, B_bB_a, B_b 219,1219,1 5,05,0 L 360 MBL 360 MB hosszvarratos hosszvarratos (HFW)(HFW)

AWI/BKIAWI/BKI(141/111)(141/111)

C_dC_d 323,9323,9 7,17,1 L 360 MBL 360 MB hosszvarratos hosszvarratos (HFW)(HFW)

nincsnincs

D_fD_f 406,4406,4 8,88,8 L 360 MBL 360 MB spirálvarratos spirálvarratos (SAWH)(SAWH)

nincsnincs

E_cE_c 609,0609,0 7,927,92 DX 52DX 52 hosszvarratoshosszvarratos nincsnincs

A vizsgálati programA vizsgálati program hibátlan csőszakasz repesztővizsgálatahibátlan csőszakasz repesztővizsgálata hibátlan csőszakasz fárasztó- (10hibátlan csőszakasz fárasztó- (105 5 ciklus) és ciklus) és

repesztővizsgálatarepesztővizsgálata MEGFELELŐ minősítésű körvarratot tartalmazó MEGFELELŐ minősítésű körvarratot tartalmazó

csőszakasz fárasztó- (2*10csőszakasz fárasztó- (2*104 4 ciklus) és repesztő-ciklus) és repesztő-vizsgálatavizsgálata

NEM NEM MEGFELELŐ minősítésű körvarratot MEGFELELŐ minősítésű körvarratot vagy vagy mesterséges hibát mesterséges hibát tartalmazó csőszakasz tartalmazó csőszakasz fárasztó- fárasztó- (2*10(2*1044 vagy 10 vagy 105 5 ciklus)ciklus) és repesztő és repesztő--vizsgálatavizsgálata

NEM MEGFELELŐ minősítésű körvarratot vagy NEM MEGFELELŐ minősítésű körvarratot vagy mesterséges hibát tartalmazó mesterséges hibát tartalmazó megerősített megerősített csőszakasz fárasztó- csőszakasz fárasztó- (10(1055 ciklus) ciklus) és repesztőés repesztő--vizsgálatavizsgálata

Vizsgálati eredmények (A_e)Vizsgálati eredmények (A_e)

Cső-Cső-szakaszszakasz

A csőszakasz A csőszakasz jellegzetességeijellegzetességei

VizsgálatVizsgálat Ciklus-Ciklus-számszám

Repesztési Repesztési nyomásnyomás

Biztonsági Biztonsági tényezőtényező2)2)

[ciklus][ciklus] [bar][bar] [–] [–]

A_e1A_e1 NEM MEGFELELŐ NEM MEGFELELŐ körvarrat (111)körvarrat (111)

fárasztás + fárasztás + repesztésrepesztés

101055 464,6464,6 7,267,26

A_e2A_e2 NEM MEGFELELŐ NEM MEGFELELŐ körvarrat (111) + körvarrat (111) +

megerősítésmegerősítés1)1)


101055 472,3472,3 7,387,38

1)1) Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit. Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit.2)2) Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP. Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP.

Az „Az „A_e2A_e2” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után

Vizsgálati eredmények (B_a)Vizsgálati eredmények (B_a)







B_a1B_a1 hibátlan alapcsőhibátlan alapcső repesztésrepesztés –– > 261,7> 261,7 > 4,09> 4,09

B_a3B_a3 MEGFELELŐ MEGFELELŐ körvarratok körvarratok

(141/111 és 111)(141/111 és 111)


2*102*1044 275,3275,3 4,304,30

B_a4B_a4 NEM MEGFELELŐ NEM MEGFELELŐ körvarrat (111)körvarrat (111)


2*102*1044 253,5253,5 3,963,96

1)1) Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP. Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP.

A „A „B_a4B_a4” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után

Vizsgálati eredmények (B_b)Vizsgálati eredmények (B_b)Cső-Cső-

szakaszszakaszA csőszakasz A csőszakasz

jellegzetességeijellegzetességeiVizsgálatVizsgálat Ciklus-Ciklus-

számszámRepesztési Repesztési

nyomásnyomásBiztonsági Biztonsági tényezőtényező3)3)


B_b1B_b1 hibátlan alapcsőhibátlan alapcső fárasztás + fárasztás + repesztésrepesztés

101055 276,6276,6 4,324,32

B_b2B_b2 NEM MEGFELELŐ NEM MEGFELELŐ körvarrat (141/111)körvarrat (141/111)


101055 274,0274,0 4,284,28

B_b3B_b3 NEM MEGFELELŐ körvar-NEM MEGFELELŐ körvar-rat (111) + megerősítésrat (111) + megerősítés1)1)


101055 285,6285,6 4,464,46



101055 287,2287,2 4,494,49



101055 284,7284,7 4,454,45

B_b6B_b6 kerület irányú és kerület irányú és hosszirányú bemetszésekhosszirányú bemetszések2)2)


101055 268,1268,1 4,194,19

B_b7B_b7 kerület irányú és kerület irányú és hosszirányú bemetszésekhosszirányú bemetszések2)2)

+ megerősítés+ megerősítés1)1)


101055 262,9262,9 4,114,11

1)1) Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit. Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit.2)2) Mesterséges hiba. Mesterséges hiba.3)3) Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP. Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP.

A „A „B_b5B_b5” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után

A „B_b1”, a „A „B_b1”, a „B_b2B_b2”, a „”, a „B_b3B_b3”, a „”, a „B_b4B_b4” és a „” és a „B_b5B_b5” jelű ” jelű kísérleti csőszakaszok repesztővizsgálatai során kísérleti csőszakaszok repesztővizsgálatai során

regisztrált nyomás-idő diagramokregisztrált nyomás-idő diagramok

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200 250 300 350

Idő, s

Ny

om

ás

, MP

a

DN 200: b1

DN 200: b2

DN 200: b3

DN 200: b4

DN 200: b5

A „A „B_b6B_b6” jelű kísérleti csőszakasz vizsgálata” jelű kísérleti csőszakasz vizsgálata

A „A „B_b7B_b7” jelű kísérleti csőszakasz vizsgálata” jelű kísérleti csőszakasz vizsgálata

A „A „B_b6B_b6” és a „” és a „B_b7B_b7” jelű kísérleti csőszakaszok ” jelű kísérleti csőszakaszok repesztővizsgálatai során regisztrált nyomás-idő repesztővizsgálatai során regisztrált nyomás-idő

diagramokdiagramok

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100 120

Idő, s

Ny

om

ás

, M

Pa

DN 200: b6

DN 200: b7

A „A „B_b8B_b8” jelű kísérleti csőszakasz, nyúlásmérő bélyeges ” jelű kísérleti csőszakasz, nyúlásmérő bélyeges mérésekhezmérésekhez

Vizsgálati eredmények (C_d)Vizsgálati eredmények (C_d)Cső-Cső-

szakaszszakaszA csőszakasz A csőszakasz

jellegzetes-jellegzetes-ségeiségei


A károsodás A károsodás helyehelye

Repesz-Repesz-tési tési

nyomásnyomás

Bizton-Bizton-sági sági

tényezőtényező3)3)

[ciklus][ciklus] [–] [–]

C_d1C_d1 kerület irányú kerület irányú és hosszirányú és hosszirányú bemetszésekbemetszések1)1)

fárasztásfárasztás 0,795*100,795*1055 kerület irányú kerület irányú bemetszésbemetszés

nem nem relevánsreleváns


fárasztásfárasztás 0,936*100,936*1055 hosszirányú hosszirányú bemetszésbemetszés



új hosszirányú új hosszirányú bemetszésbemetszés1)1)

repesztésrepesztés nem nem relevánsreleváns

új hosszirányú új hosszirányú bemetszésbemetszés

233,5233,5 3,653,65

C_d2C_d2 kerület irányú kerület irányú és hosszirányú és hosszirányú bemetszésekbemetszések1)1)


fárasztás fárasztás + +

repesztésrepesztés

101055 kerület irányú kerület irányú bemetszésbemetszés

264,6264,6 4,134,13

hosszirányú hosszirányú bemetszésbemetszés1)1)


fárasztás fárasztás + +

repesztésrepesztés

hosszirányú hosszirányú bemetszésbemetszés

273,2273,2 4,274,27

1)1) Mesterséges hiba. Mesterséges hiba.2)2) Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit. Karbon szál erősítésű, polimer mátrixú kompozit.2)2) Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP. Biztonsági tényező = Repesztési nyomás / MAOP.

A „A „C_d2C_d2” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után” jelű csőszakasz a vizsgálatok előtt és után

A „A „D_f1D_f1” jelű kontroll csőszakasz” jelű kontroll csőszakasz

Vizsgálati eredmények (E_c)Vizsgálati eredmények (E_c)







E_c1E_c1 NEM MEGFELELŐ NEM MEGFELELŐ hosszvarrathosszvarrat

fárasztásfárasztás 101055 nem nem relevánsreleváns


A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-mazható összegző következtetések I.mazható összegző következtetések I.

A körvarratok hibatűrése nagy, amelyet igazolt A körvarratok hibatűrése nagy, amelyet igazolt az hogy a az hogy a NEM MEGFELELŐNEM MEGFELELŐ minősítést kapott minősítést kapott körvarratok sem a fárasztóvizsgálatok, sem a körvarratok sem a fárasztóvizsgálatok, sem a repesztővizsgálatok során nem károsodtak, repesztővizsgálatok során nem károsodtak, azokban az esetekben sem, amikor megerősí-azokban az esetekben sem, amikor megerősí-tésükre nem került sor.tésükre nem került sor.

A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-mazható összegző következtetések II.mazható összegző következtetések II.

A A NEM MEGFELELŐNEM MEGFELELŐ minősítésű mesterséges hibák a minősítésű mesterséges hibák a megerősítés nélküli kísérleti csőszakaszokon nem megerősítés nélküli kísérleti csőszakaszokon nem viselték el a tervezett, 10viselték el a tervezett, 1055 fárasztási ciklusszámot. fárasztási ciklusszámot.

Az azonos geometriájú, szintén Az azonos geometriájú, szintén NEM MEGFELELŐNEM MEGFELELŐ minősítésű mesterséges hibák megerősítés után minősítésű mesterséges hibák megerősítés után károsodás (fáradásos repedés keletkezése) nélkül károsodás (fáradásos repedés keletkezése) nélkül elviselték a 10elviselték a 1055 fárasztási ciklusszámot. fárasztási ciklusszámot.

A megerősített kísérleti csőszakasz ezt követően A megerősített kísérleti csőszakasz ezt követően ezeknél a hibáknál ment tönkre, olyan repesztési ezeknél a hibáknál ment tönkre, olyan repesztési nyomás értékeknél, amelyek jelentősen meghaladják nyomás értékeknél, amelyek jelentősen meghaladják mind a szokásos üzemi nyomás, mind pedig a mind a szokásos üzemi nyomás, mind pedig a próbanyomások értékeit.próbanyomások értékeit.

A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-mazható összegző következtetések III.mazható összegző következtetések III.

A kísérleti csőszakaszok mindegyikének A kísérleti csőszakaszok mindegyikének tönkremenetele olyan repesztési nyomásokon tönkremenetele olyan repesztési nyomásokon ment végbe, hogy az azok segítségével ment végbe, hogy az azok segítségével számított biztonsági tényezők a 3,65-7,38-as számított biztonsági tényezők a 3,65-7,38-as tartományba estek. Ezek az értékek tartományba estek. Ezek az értékek meghaladják az elvárt értékeket, ami különösen meghaladják az elvárt értékeket, ami különösen azokban az esetekben lényeges megállapítás, azokban az esetekben lényeges megállapítás, amikor a kísérleti csőszakasz amikor a kísérleti csőszakasz NEM NEM MEGFELELŐMEGFELELŐ minősítésű hibát tartalmazott. minősítésű hibát tartalmazott.

A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-A vizsgálatok eredményei alapján megfogal-mazható összegző következtetések IV.mazható összegző következtetések IV.

A kifejlesztett és kipróbált megerősítési A kifejlesztett és kipróbált megerősítési technológia bizonyította alkalmasságát technológia bizonyította alkalmasságát és alkalmazhatóságát, belső és külső és alkalmazhatóságát, belső és külső hibákat tartalmazó csövek esetében.hibákat tartalmazó csövek esetében.

KöszönetnyilvánításKöszönetnyilvánítás

Szerzők köszönetüket fejezik ki az I. Szerzők köszönetüket fejezik ki az I. Nemzeti Fejlesztési Terv (NFT) Gazdasági Nemzeti Fejlesztési Terv (NFT) Gazdasági Versenyképesség Operatív Programjának Versenyképesség Operatív Programjának

(GVOP-3.1.1.-2004-05-0215/3.0(GVOP-3.1.1.-2004-05-0215/3.0) ) és az és az Országos Tudományos Kutatási Országos Tudományos Kutatási

AlapprogramoknakAlapprogramoknak (OTKA T 049126) a (OTKA T 049126) a kutató munka támogatásáértkutató munka támogatásáért..

HIBRID CSŐSZERKEZETEK FÁRASZTÓ- ÉS HIBRID CSŐSZERKEZETEK FÁRASZTÓ- ÉS REPESZTŐVIZSGÁLATAIREPESZTŐVIZSGÁLATAI

Lukács, J.Lukács, J.; Nagy, Gy.; Török, I. ; Nagy, Gy.; Török, I.

Köszönjük a megtisztelő figyelmet!Köszönjük a megtisztelő figyelmet!

4. 4. AGYAGYAnyagvizsgálat a GyakorlatbanAnyagvizsgálat a Gyakorlatban

Szakmai SzemináriumSzakmai Szeminárium

ME

hibrid csŐszerkezetek fÁrasztÓ- És repesztŐvizsgÁlatai lukács, j. ; nagy, gy.; török, i

Documents