Hitsattu rakenne vikojen vaikutus lujuuteen ja elinikään

Samankaltaiset tiedostot
Ultralujien terästen hitsausliitosten väsymislujuus

Hitsaustekniikkaa suunnittelijoille koulutuspäivä Hitsattujen rakenteiden lujuustarkastelu Tatu Westerholm

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

Väsymissärön ydintyminen

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Murtumismekanismit: Väsyminen

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

Vastaanotettu Hyväksytty Julkaistu verkossa

B.3 Terästen hitsattavuus

Vaurioiden tyypilliset syyt

Tehokkaammin lujilla teräksillä

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

Hitsattavien teräsrakenteiden muotoilu

Vauriomekanismi: Väsyminen

Ultralujien terästen ominaisuudet lopputuotteeseen osaavan suunnittelun ja valmistuksen avulla

Kaivosteollisuuden C-Mn terästen hitsaus. Marko Lehtinen sr. welding specialist Knowledge Service Center

Pienahitsien materiaalikerroin w

Ultralujien terästen käyttö dynaamisesti kuormitetuissa koneen rakenteissa

SUOJAKAASUN VAIKUTUS FERRIITTISEN RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN LASERHITSIN OMINAISUUKSIIN

LAHDEN ALUEEN KEHITTÄMISYHTIÖ. Suunnittelun merkitys tuotantokustannuksiin hitsauksessa

Perusaineesta johtuvat hitsausvirheet ovat pääasiassa halkeamia, kuuma- ja/tai kylmähalkeamia.

3R-menetelmän käyttö vaihtuva-amplitudisesti kuormitettujen hitsausliitosten väsymisanalysoinnissa

Ulle: minimilämmöntuonnin määrittäminen EN H C700

KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA

HITSAUS JA LIITTÄMISINSTITUUTTI PÖYTÄKIRJA 1 / 5 HRO SUUNNITTELUFOORUMI Sannäsin Kartano, Sannaistentie 540, Sannäs

DIPLOMITYÖ JÄNNITYSSUHTEEN VAIKUTUS ULTRALUJAN TERÄKSEN HITSAUSLIITOKSEN VÄSYMISLU- JUUTEEN

Hitsauksen standardit

B.2 Levyjen hitsausliitokset

RAKENNUSTEOLLISUUDEN HITSAUSTÖIDEN MUUTTUNEET VAATIMUKSET

Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi

Teräsrakenteiden NDT-tarkastukset SFS-EN 1090 mukaan. DI Juha Toivonen, DEKRA

Hitsausliitokset. päällehitsaus. täyttöhitsaus. laipalliset akselit, hammaspyörien ja akselien liittäminen

ELEMENTTIKOON VAIKUTUS VÄSYMISMENETELMIEN TARKKUUTEEN THE EFFECT OF MESH SIZING TO THE CONVERGENCE OF FATIGUE STRENGTH METHODS

Liite 1. Rakenteiden murtumismekanismin, rakenteissa käytettyjen materiaalien ja rakenteiden hitsausliitosten laadun selvitys

Standardin EN 1090 revisiosuunnitelmat, aikataulu ja uudet osat keskeisimmät kehityksen alla olevat asiat. Standardoinnin koordinointi & työryhmät

TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R Järvenpään romahtaneen urheiluhallin kattoteräsrakenteiden hitsausliitosten tutkinta

Jänneterästen katkeamisen syyn selvitys

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Teräsrakentamisen T&K-päivät Lujista rakenneputkista valmistettavien liitosten kestävyys

Valunhankintakoulutus Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy. Teräsvalujen raaka-ainestandardit

Teräspaalujen jatkaminen hitsaamalla Laatuvaatimukset ja työn toteutus

HITSATUN LIITOKSEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITTÄMINEN SÄRÖN KASVUN SIMULOINNILLA

Ultralujien terästen ominaisuuksien hyödyntäminen kone- ja teräsrakenteissa

Hitsausmerkinnät rakentamisessa Unto Kalamies, diplomi-insinööri Teknillinen asiamies, Teräsrakenneyhdistys

Jalosauma Tutkimus ferriittisten ruostumattomien terästen käytettävyydestä: hitsattavuus DIGIPOLIS SEMINAARI

TEHOLLISEN LOVIJÄNNITYKSEN MENETELMÄN KÄYTETTÄVYYS ULTRALUJIEN TERÄSTEN KORKEALAATUISTEN HITSIEN VÄSYMISMITOITUKSESSA

Säde-, hybridi- ja kitkahitsauksen laatukysymykset

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC

Teräsputkipaalujen kalliokärkien suunnittelu, lisäohjeita FEMlaskentaa

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

Murtumismekaniikka II. Transitiokäyttäytyminen ja haurasmurtuma

ILMAILUMÄÄRÄYS AIR M1-8

OSAAMISEN ARVIOINTI ARVIOINNIN KOHTEET JA AMMATTITAITOVAATIMUKSET OSAAMISEN HANKKIMINEN

KOPAR GROUP EN 1090:n ja ISO :n soveltaminen ja käytännön kokemuksia. Samuli Saarela, Q&D Manager, IWE, IWI-C

Korjaushitsauskäsikirja

Seppo Saarela

FPC+manuaali" XXXX"Oy" Tämä"FPC+manuaali"sisältää"kuvauksen"yrityksemme"standardin"SFS+EN" "mukaisesta"laadunhallintajärjestelmästä.

NDT-TUTKINNOT Standardit, level-2 tutkinnot NDT LEVEL 2 PÄTEVYYSTUTKINNOISSA KÄYTETTÄVÄT STANDARDIT

Kyntöauran rakenteiden kehittäminen mitatun kuormitusaineiston perusteella

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET.

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/KONETEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA/ LUKUVUOSI

Väsyminen. Amanda Grannas

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Poijukettingit ja sakkelit LAATUVAATIMUKSET

Teräsrakenteiden toteutuksen standardien muutokset. Janne Tähtikunnas

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO LUT School of Energy Systems LUT Kone BK10A0402 Kandidaatintyö

NDT-STANDARDIT NDT-tutkinnot

Monialaisen liiketoimintaosaamisen edelläkävijä

Hitsausmessut TAMPEREEN MESSUKESKUS

Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) Valvisto Tarja Painelaitedirektiivin soveltaminen ja tulkinnat

Lujat ja erikoislujat termomekaanisesti valssatut hienoraeteräkset

Luento 5 Hiiliteräkset

Ultralujat rakenne- ja kulutusteräkset - tärkeimmät ominaisuudet suunnittelulle

Lujat teräkset seminaari Lujien terästen hitsauksen tutkimus Steelpoliksessa

Corthal, Thaloy ja Stellite

Mekaaniset ominaisuudet

Konetekniikan osasto Osaston tuottamat opintojaksot

Hitsausmenetelmävalintojen vaikutus tuottavuuteen

POIJUKETTINGIT JA SAKKELIT LAATUVAATIMUKSET

HITSILIITOSTEN VÄSYMISTARKASTELU ERI MENETELMILLÄ FATIGUE ANALYSIS OF WELDED JOINTS WITH DIFFERENT METHODS

Metallivaahtolujitteiset ballistiset suojausmateriaalit, osa III Tilanne Mikko Nieminen ja Tuomo Tiainen

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Kone- ja tuotantotekniikka. Paavo Turunen PUUTAVARAKOURAN HITSISAUMAN VÄSYMISLUJUUDEN TARKASTELU

Valkonen, Ilkka; Valkonen, Antti Tuotantokäyttöön soveltuva edullinen menetelmä hitsin juuren puolen väsymiseliniän arvioimiseksi

SHY- Seminaari TURKU

ERI LUJUUSLUOKAN TERÄSTEN JA HITSAUSMENETELMIEN VAIKUTUS PIENALIITOKSEN VÄSYMISLUJUUTEEN

PUUTAVARAPANKON VÄSYMISLUJUUDEN MÄÄRITYS DETERMINATION OF FATIGUE LIFE OF TIMBER BUNK

TERÄSVALUJEN HITSAUS: CASE 25CrMo4 THE WELDING OF STEEL CASTINGS: CASE 25CrMo4

A.7 Hitsauksen suoritus (2)

Betoniterästen tyyppihyväksyntä

Paikallisen alilujuuden (mis-match) vaikutus muokkaamalla lujitettujen austeniittisten ruostumattomien terästen hitsausliitosten ominaisuuksiin

WELDING INSTRUCTION SVETSINSTRUKTION SCHWEISSANLEITUNG HITSAUS OPETUSTA ИНСТРУКЦИЯ ПО СВАРКЕ.

HRO SUUNNITTELUFOORUMIN TEEMAPÄIVÄT 2015

Tarkastuksen ja testauksen tavoite

ULTRALUJAN TERÄKSEN KIINNITYSHITSIEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITYS

Ultralujien kuumavalssattujen rakenneterästen hitsattavuus - kirjallisuustutkimus

Transkriptio:

Hitsattu rakenne vikojen vaikutus lujuuteen ja elinikään Pertti Auerkari & Jorma Salonen VTT, Espoo sähköposti: pertti.auerkari@vtt.fi SHY NDT-päivät, Turku 24.9.2013

22/09/2013 2 Hitsaus heikentää? Hitsausliitos tuo rakenteeseen Jännityksiä keskittäviä muotoja & vikoja, jäännösjännityksiä (yleensä haitta) sekä materiaaliominaisuuksien epäjatkuvuutta, hajontaa ja heikkoutta Materiaalin ja olosuhteiden mukaisia haasteita kestävyydelle, jota käytössä rajaavat esim. väsyminen, viruminen, kuluminen ja/tai korroosio Uudistuvat standardit ja versiot : esim. - EN 13445 (painelaitteet) - EN 1090 (hitsatut rakenteet) - EN ISO 3834 (laatuvaatimukset) - EN ISO 6520-1 / 5817 (virheet/luokat) Esimerkkejä ja tulevaisuus

22/09/2013 3 Hitsattu rakenne - Kun hitsin viat ovat kookkaita ja näkyviä, haitat ovat ilmeisiä - Suurikin vika voi olla kätkössä (päältä kaunis, valuvika ) - Toisessa ääripäässä myös ehjä hitsi heikentää muodon, jäännösjännitysten ja/tai materiaaliteknisten syiden vaikutuksesta: hitsissä ei ole vikaa, kun ne otetaan onnistuneesti huomioon

22/09/2013 4 Päittäisliitos SMAW/GTAW Ø400 x 30 mm 7CrMoVTiB10-10 (P24) QA: OK Virumiskokeet Perusainelujuus R 0.8 R 0.64 R Virumismurtuma hitsiaineessa, ei perusaineessa tai HAZ:ssa perusaineen lujuusetuja hankala hyödyntää hitsattuna esim. voimalaitosten höyryputkistoihin Lämpötilakompensoitu murtoaika

22/09/2013 5 Virumissärö niukkaseosteisen teräksen hitsausliitoksessa - Ferriittisen teräksen hitsausliitoksen virumislujuudeltaan heikoin kohta on uloin HAZ (ICHAZ) - Pyritään sijoittamaan pois kuormitetusta suunnasta; aina ei onnistu, tai käytetään kauemmin tai tiukemmilla käyttöarvoilla kuin oli suunniteltu - Positiivinen puoli: 95-99% virumisvauriosta on hitseissä ( mekaanisissa sulakkeissa ) joihin tarkastukset ja korjaustoimenpiteet voidaan keskittää

22/09/2013 6 Vikaantuminen hitsauksessa Kylmähalkeama nuorrutusteräksen hitsissä (martensiittia, kovuus ~400HV)

22/09/2013 7 Korroosio Jännityskorroosiomurtuma seostamattoman teräksen HAZ:issa (ja perusaineessa): ympäristö + jännitys

22/09/2013 8 Pienaliitoksen muoto ja mitat Liitosgeometria lujuus, SCF, väsymisluokka (FAT) vaurioalttius yleensä laatu, kustannukset Kokkonen ym. 2013

22/09/2013 9 Kuormaa kantamaton ristiliitos Pienaliitoksen reunan tehollinen pyöristyssäde R h kasvaa lovikerroin pienenee Laskennallinen muotovaikutus todellisista pienaliitoksista mitatuilla geometrioilla Kokkonen ym. 2013

22/09/2013 10 Kuormaa kantamaton ristiliitos Pienaliitoksen reunan tehollinen pyöristyssäde R h kasvaa väsymislujuus paranee pidennetty elinikä Pelkkä geometrinen vaikutus, kuitenkin todellisista pienaliitoksista mitatuilla geometrioilla Kokkonen ym. 2013

22/09/2013 11 Väsynyt hitsi Ydintyminen epäjatkuvuuskohtaan: geometria, jäännösjännitykset, (materiaalitransitio) Hitsausvirheet helpottavat ydintymistä ja kasvua Melko suora murtuma tav. rakeiden läpi Murtopinnassa väsymisjäljet (ellei hapettunut tai syöpynyt) Mahdollisesti useampia rinnakkaisia säröjä

22/09/2013 12 Väsynyt hitsi Pysähtynyt väsymissärö murtuman vieressä Murtuma rakeiden läpi Niukasti, lyhyelti tai ei lainkaan haarautuva

22/09/2013 13 Hitsin reunan parantaminen leveys säde syvyys perusaine (levy) hitsi Perinteisiä hitsin reunan (sularaja-alueen) parannusmenetelmiä ovat mm. hionta, vasarointi ja uudelleensulatus TIGillä, joilla saadaan sularaja-alueen muoto loivemmaksi ja väsymislujuus (FAT) nousee jopa kolme luokkaa Vielä paremmat tekniikat tähtäävät myös jäännösjännitystilan parantamiseen

22/09/2013 14 Miten hitsejä parannetaan esimerkki Pienaliitos ilman käsittelyä FAT 80 Suurtaajuusvasarointi (UÄ, HFMI): - hitsin väsymislujuus (FAT) nousee käsittelyllä jopa 8 luokkaa - huomattavasti tehokkaampaa kuin perinteinen mekaaninen vasarointi - tulos riippuu liitoksesta, myötölujuudesta ja kuormitussuhteesta (R) - perustuu sekä muodon että jäännösjännitystilan parantamiseen, poistaa myös reunahaavan vaikutuksia - vaatii tukevan iskun, hitsiin selvä ura - laitteita usealta valmistajalta Marquis 2013

22/09/2013 15 Yhteenveto Hitsaus on v-s, ilman ei pärjää Ehjäkin hitsi heikentää: vikoja ovat tässä mielessä myös muodoista, jäännösjännityksistä ja metallurgisista syistä syntyvät heikennykset Heikennykseen vaikuttavat mm. rajaava vauriomekanismi, materiaali, liitos ja sen kuormitustapa: esimerkkejä teräsrakenteiden hitsausliitosten virumisesta, väsymisestä ja korroosiosta Onnistunut suunnittelu, valmistus ja käsittely parantavat tulosta, esim. suurtaajuusvasarointi väsymislujuutta

22/09/2013 16 Kiitoksia Prof. Gary Marquis, Aalto-yliopisto Dr Pekka Nevasmaa, VTT Kirjallisuutta (esim.) 1. Marquis GB. An IIW Guideline for Fatigue Strength Improvement of Steel Structures by High Frequency Mechanical Impact (HFMI). Proc. 7th Asia Pacific IIW International Congress, July 2013, Singapore, p. 1-6. 2. Kokkonen P, Riihiaho R, Kupiainen V, Kallinen E, Siren M, Nevasmaa P. Hitsien ohjelmallinen luokittelu ja väsymiskestävyyden arviointi mitatulla hitsigeometrialla. Hitsaustekniikka 63(3) 2013, 13-19. 3. Auerkari P, Holmström S, Nevasmaa P, Salonen J. Performance of Welded Low-Alloy Steels T/P23 and T/P24 for Power Plant Applications. Proc. 7th Asia Pacific IIW International Congress, July 2013, Singapore, p. 33-36.