Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion and thermal shock resistance of metal (Cu, Al) matrix composites reinforced by SiC particles

Strojny-Nędza A., Egizabal P., Pietrzak K., Zieliński R., Kaszyca K., Piątkowska A., Chmielewski M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 5

1227--1236

EN

This paper presents the results of studies concerning the production and characterization of Al-SiC/W and Cu-SiC/W composite materials with a 30% volume fraction of reinforcing phase particles as well as the influence of corrosion and thermal shocks on the properties of selected metal matrix composites. Spark plasma sintering method (SPS) was applied for the purpose of producing these materials. In order to avoid the decomposition of SiC surface, SiC powder was coated with a thin tungsten layer using plasma vapour deposition (PVD) method. The obtained results were analysed by the effect of the corrosion and thermal shocks on materials density, hardness, bending strength, tribological and thermal properties. Qualitative X-ray analysis and observation of microstructure of sample surfaces after corrosion tests and thermal shocks were also conducted. The use of PVD technique allows us to obtain an evenly distributed layer of titanium with a constant thickness of 1.5 µm. It was found that adverse environmental conditions and increased temperature result in a change in the material behaviour in wear tests.

2

Characterization of nanostructured bulk cobalt triantimonide doped with tellurium and indium prepared by pulsed plasma in liquid method

Zybała R., Schmidt M., Kaszyca K., Chmielewski M., Kruszewski M. J., Jasiński M., Rajska M., Ciupiński Ł.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 1

125--134

EN

One of the ways to decrease thermal conductivity is nano structurization. Cobalt triantimonide (CoSb3) samples with added indium or tellurium were prepared by the direct fusion technique from high purity elements. Ingots were pulverized and re-compacted to form electrodes. Then, the pulsed plasma in liquid (PPL) method was applied. All materials were consolidated using rapid spark plasma sintering (SPS). For the analysis, methods such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) with a laser flash apparatus (LFA) were used. For density measurement, the Archimedes’ method was used. Electrical conductivity was measured using a standard four-wire method. The Seebeck coefficient was calculated to form measured Seebeck voltage in the sample placed in a temperature gradient. The preparation method allowed for obtaining CoSb3 nanomaterial with significantly lower thermal conductivity (10 Wm–1K–1 for pure CoSb3 and 3 Wm–1K–1 for the nanostructured sample in room temperature (RT)). The size of crystallites (from SEM observations) in the powders prepared was about 20 nm, joined into larger agglomerates. The Seebeck coefficient, α, was about –200μVK–1 in the case of both dopants, In and Te, in microsized material and about −400 μK−1 for the nanomaterial at RT. For pure CoSb3 , α was about 150 μVK−1 and it stood at −50 μVK−1 for nanomaterial at RT. In bulk nanomaterial samples, due to a decrease in electrical conductivity and inversion of the Seebeck coefficient, there was no increase in ZT values and the ZT for the nanosized material was below 0.02 in the measured temperature range, while for microsized In-doped sample it reached maximum ZT = 0.7 in (600K).

3

Natryskiwanie łukowe powłok Fe-Al

Siwek P., Chmielewski T., Chmielewski M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 3

62--67

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań wytwarzania kompozytowych powłok z układu Fe-Al z udziałem faz międzymetalicznych in-situ za pomocą natryskiwania łukowego. Proces natryskiwania prowadzono poprzez jednoczesne topienie dwóch różnych drutów elektrodowych, aluminiowego i stalowego. Celem prowadzonych badań jest wytworzenie powłok ochronnych o kompozytowej strukturze ze znaczącym udziałem faz międzymetalicznych FexAly, których synteza zachodzi podczas procesu natryskiwania (in-situ). Otrzymane wyniki wykazały lokalne występowanie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al, a dominujące składniki struktury to roztwory aluminium w żelazie i żelaza w aluminium. Udział faz międzymetalicznych w powłoce jest stosunkowo niski, lecz jego wpływ na właściwości materiału powłoki jest istotny.

EN

The paper presents preliminary results of research on the production of composite coatings from the Fe-Al system with participation of intermetallic phases in-situ using arc spraying. The spraying process was carried out by simultaneously melting two different electrode wires, aluminium and steel. The aim of the research is to create protective coatings with a composite structure with a significant participation of FexAly as a intermetallic phases reinforcement. The synthesis of intermetallic takes place during the (in-situ) spraying process. Currently most of coatings involving intermetallic phases are being manufactured by different thermal spraying methods using coating materials in form of prefabricated powders containing intermetallic phases. The obtained results showed that the local occurrence of intermetallic phases from the Fe-Al system, and the dominant components of the structure are two phases, aluminium solid solutions in iron and iron in aluminium. The participation of intermetallic phases in the coating is relatively low, but it’s effect on the properties of the coating material is significant.

4

The effect of ceramic type reinforcement on structure and properties of Cu-Al2O3 composites

Strojny-Nędza A., Pietrzak K., Gładki A., Nosewicz S., Jarząbek D. M., Chmielewski M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 4

553--560

EN

The purpose of this paper is to elaborate on mechanical alloying conditions for a composite powder consisting of copper and brittle aluminium oxides. Detailed analysis of the Cu-Al2O3 powder mixture structure obtained in the mechanical alloying process allows for the study of the homogenization phenomena and for obtaining grains (in composite form) with a high degree of uniformity. The Cu-5vol.%Al2O3 composites were obtained by means of the spark plasma sintering technique. The results presented herein were studied and discussed in terms of the impact of using a different form of aluminium oxide powder and a different shape of copper powder on composite properties. Research methodology included microstructure analysis as well as its relation to the strength of Cu-Al2O3 interfaces. It transpires from the results presented below that the application of electrocorundum as a reinforcement phase in composites decreases porosity in the ceramic phase, thus improving thermal properties and interfacial strength.

5

Uzdatnianie wody pitnej w budynkach jednorodzinnych

Chmielewski M.

Polski Instalator

|

2017

|

Nr 7

34--38

PL

W ostatnich latach coraz częściej zwracamy uwagę na jakość wody. Nic w tym dziwnego bo jej parametry mają ogromny wpływ na smak przygotowywanych w kuchni potraw kondycję skóry po kąpieli, a także efektywność i żywotność sprzętu AGD. Co decyduje o jakości wody i w jaki sposób można ją uzdatnić, by miała pożądane właściwości? - Przjrzyjmy się najczęściej wykorzystywanym w tym celu rozwiązaniom.

6

Trenchmix® – technologia wzmacniania ośrodka gruntowego pod nasypami drogowymi i kolejowymi

Głowacki P., Chmielewski M.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2017

|

Nr 4

64--66

PL

Technologia Trenchmix® (TRMX) jest bezpośrednim rozwinięciem technologii wgłębnego mieszania TRD (trench re-mixing and cutting deep wall), wymyślonej w Japonii w 1993 r. TRD była znaczącym przyczynkiem do rozwoju technologii wgłębnego wzmacniania gruntu (MIP). Przy użyciu powyższej technologii wykonano ponad 400 projektów w Japonii oraz Stanach Zjednoczonych, z których dwie trzecie dotyczyło ścian oporowych wykopów, a jedna trzecia przesłon filtracyjnych.

7

Numerical prediction of GTD-350 turboshaft engine combustor deterioration

Chmielewski M., Fulara S., Gieras M.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

47--58

EN

The aim of this article is to describe the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) model for turboshaft combustor chamber deterioration analysis. To show advantages of the proposed approach the test bench of GTD-350 turboshaft engine operating at the Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology was used as an example. The CFD modelling of the reactive flow inside 40º sector of GTD-350 engine section was developed. Proposed modelling technique provides good correlations with experimental data and shows that the combustor front wall soot accumulation is clearly related to the fuel droplets residence time and the oxygen mass fraction. The temperature distribution inside the combustion chamber allows concluding on possible hot distress areas on the combustion chamber liner walls. Engine borescope inspection (BSI) of the compressor, combustion chamber, compressor turbine and power turbine is used to correlate model predictions with a real GTD-350 engine deterioration. Very good correlation of the engine BSI observations with the numerical predictions proves usefulness of the developed model. Finally, advantages and future applications of the developed model are discussed.

8

Potwierdzenie skuteczności techniki prądów wirowych do oceny stopnia wyczerpania austenitycznej stali 321H

Augustyniak B., Chmielewski M., Dobrzański J.

Energetyka

|

2017

|

nr 11

721--724

PL

Przedstawiono wyniki badań techniką prądów wirowych właściwości fizycznych szeregu wycinków stali austenitycznej 321H po ich długotrwałej eksploatacji. Wyniki te zosały skonfrontowane z wynikami badań właściwości mechanicznych. Oba badania miały na celu uszeregowanie próbek ze względu na zaawansowanie procesu ich degradacji. Badania przeprowadzono na wycinkach rur przegrzewaczy pary dostarczonych przez Energy Power Research Institute (EPRI) z Charlotte, USA. Zostały one pobrane z różnych segmentów jednego kotła eksploatowanego przez 31 lat o łącznym czasie pracy 207 tys. godzin. W artykule opisano właściwości opracowanej techniki prądów wirowych, wyniki badań wykonanych tą techniką i rezultaty badań właściwości mechanicznych oraz przedstawiono analizę korelacji wskazań obu typów badań. Pomiary techniką prądów wirowych ujawniły zmiany właściwości magnetycznych warstwy wierzchniej eksploatowanych rur. Miarą tych właściwości jest zmiana poziomu sygnału wyjściowego użytego miernika prądów wirowych. Wyniki badania właściwości mechanicznych, a zwłaszcza skrócone próby pełzania wykorzystano do oszacowania stopnia wyczerpania próbek. Uzyskano jednoznacznie monotonicznie wzrastającą zależność różnicy poziomu sygnału prądów wirowych dla próbek eksploatowanych i dla próbki nieeksploatowanej od poziomu stopnia wyczerpania. Po raz pierwszy wykazano skuteczność oryginalnej w dziedzinie badań nieniszczących techniki prądów wirowych do oceny stopnia wyczerpania stali austenitycznej typu 321H eksploatowanej w warunkach pełzania.

EN

The novel eddy current technique (EC) was applied for evaluation of change of physical properties of series of tube samples cut from austenitic steel secondary superheater tubes after long exploitation. Results of EC tests are confronted with the results of mechanical properties tests in order to achieve calibration like function for EC signal versus creep damage stage. Samples of 321H austenitic steel have been delivered by Electric Power Institute (EPRI) from Charlotte, USA. They were cut from tubes working at different places of the boiler exploited over 31 years (about 207,000 hours). Paper describes features of the as elaborated EC technique and shows results of EC and of mechanical properties measurements. There is presented also the quantitative analysis of correlation between the results of both tests. Our novel EC meter is sensitive to very small change of magnetic properties of external surface layer of the exploited sample and thus the output signal of this EC meter is assumed to be an effective estimator of creep damage stage. The mechanical static load test revealed monotonous decrease of mechanical resistance of exploited samples. The stress rupture tests allowed to establish qualitative estimator of creep damage – degree of depletion. The as revealed monotonous increase of EC meter signal versus degree of depletion of 321H steel proofs that the as proposed novel EC techniques can be used for nondestructive and quantitative evaluation of creep damage of austenitic materials exploited in power plants boilers.

9

Usługi informatycznego wsparcia analiz zagrożeń skażeniami i ostrzegania ludności w systemie WAZkA na potrzeby KSWSiA

Tarapata Z., Antkiewicz R., Chmielewski M., Dyk M., Kasprzyk R., Kulas W., Najgebauer A., Pierzchała D., Rulka J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2017

|

Vol. 66, nr 4

15--30

PL

W artykule przedstawiono koncepcję oraz aktualny stan realizacji prototypu informatycznego systemu wsparcia analiz zagrożeń skażeniami, prognozowania ich skutków i alarmowania ludności (WAZkA) na potrzeby Krajowego Systemu Wykrywania Skażeń i Alarmowania (KSWSiA). Opisano wybrane moduły (usługi informatycznego wsparcia) wchodzące w skład systemu: analizator drzewa zdarzeń, moduł wizualizacji COP, moduł integracji z istniejącymi symulatorami rozwoju zagrożeń (Aloha, SI Promień) oraz emulatory systemów monitorowania zagrożeń.

EN

The article outlines a concept for the system supporting analyses of threats related to contamination and alarming (WAZkA), for the purpose of the National System for Detection of Contamination and Alarming (Krajowy System Wykrywania Skażeń i Alarmowania, KSWSiA) in Poland. The selected modules included in the WAZkA system: Event Tree Analyzer, visualization module and emulators of the threats monitoring systems, were described as well as the idea of using the system for the purpose of training, including the designed emulators of the risk monitoring systems together with the scenario editor.

10

Miniature gas turbine with Variable Area Nozzle

Fulara S., Gieras M., Chmielewski M.

Archivum Combustionis

|

2017

|

Vol. 37 nr 2

127--138

EN

Current scientific knowledge related to miniature turbochargers and gas generators is still improving. Various concepts are being tested seeking performance enhancement. Variable Area Nozzle (VAN) system is one of them. It aims to optimize effective area nozzle controlling both: turbine entry temperature and mass flow rate. The article presents different variable geometry concepts and recent research on VAN applied to a miniature gas turbine at Warsaw University of Technology. VAN concept and related phenomena are discussed.

11

Synthesis and Characterization of Antimony Telluride for Thermoelectric and Optoelectronic Applications

Zybała R., Mars K., Mikuła A., Bogusławski J., Soboń G., Sotor J., Schmidt M., Kaszyca K., Chmielewski M., Ciupiński L., Pietrzak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1067--1070

EN

Antimony telluride (Sb2 Te3 ) is an intermetallic compound crystallizing in a hexagonal lattice with R-3m space group. It creates a c lose packed structure of an ABCABC type. As intrinsic semiconductor characterized by excellent electrical properties, Sb2 Te3 is widely used as a low-temperature thermoelectric material. At the same time, due to unusual properties (strictly connected with the structure), antimony telluride exhibits nonlinear optical properties, including saturable absorption. Nanostructurization, elemental doping and possibilities of synthesis Sb2 Te3 in various forms (polycrystalline, single crystal or thin film) are the most promising methods for improving thermoelectric properties of Sb2Te3.Applications of Sb2 Te3 in optical devices (e.g. nonlinear modulator, in particular saturable absorbers for ultrafast lasers) are also interesting. The antimony telluride in form of bulk polycrystals and layers for thermoelectric and optoelectronic applications respectively were used. For optical applications thin layers of the material were formed and studied. Synthesis and structural characterization of Sb2 Te3 were also presented here. The anisotropy (packed structure) and its influence on thermoelectric properties have been performed. Furthermore, preparation and characterization of Sb2 Te3 thin films for optical uses have been also made.

12

Investigations of Interface Properties in Copper-Silicon Carbide Composites

Chmielewski M., Pietrzak K., Strojny-Nędza A., Jarząbek D., Nosewicz S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1315--1318

EN

This paper analyses the technological aspects of the interface formation in the copper-silicon carbide composite and its effect on the material’s microstructure and properties. Cu-SiC composites with two different volume content of ceramic reinforcement were fabricated by hot pressing (HP) and spark plasma sintering (SPS) technique. In order to protect SiC surface from its decomposition, the powder was coated with a thin tungsten layer using plasma vapour deposition (PVD) method. Microstructural analyses provided by scanning electron microscopy revealed the significant differences at metal-ceramic interface. Adhesion force and fracture strength of the interface between SiC particles and copper matrix were measured. Thermal conductivity of composites was determined using laser flash method. The obtained results are discussed with reference to changes in the area of metal-ceramic boundary.

13

Influence of Material Coating on the Heat Transfer in a Layered Cu-SiC-Cu Systems

Strojny-Nędza A., Pietrzak K., Teodorczyk M., Basista M., Węglewski W., Chmielewski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1311--1314

EN

This paper describes the process of obtaining Cu-SiC-Cu systems by way of spark plasma sintering. A monocrystalline form of silicon carbide (6H-SiC type) was applied in the experiment. Additionally, silicon carbide samples were covered with a layer of tungsten and molybdenum using chemical vapour deposition (CVD) technique. Microstructural examinations and thermal properties measurements were performed. A special attention was put to the metal-ceramic interface. During annealing at a high temperature, copper reacts with silicon carbide. To prevent the decomposition of silicon carbide two types of coating (tungsten and molybdenum) were applied. The effect of covering SiC with the aforementioned elements on the composite’s thermal conductivity was analyzed. Results were compared with the numerical modelling of heat transfer in Cu-SiC-Cu systems. Certain possible reasons behind differences in measurements and modelling results were discussed.

14

Environmental aspects of using gas chromatography for determination of pharmaceutical residues in samples characterized by different composition of the matrix

Sadkowska J., Caban M., Chmielewski M., Stepnowski P., Kumirska J.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 3

3--9

EN

This paper aims at presenting the possibilities of applying gas chromatography for the determination of pharmaceutical residues in different matrices. Section one of the study underscores the environmental advantages of employing GC for such analyses. Section two presents the innovative methods for determining pharmaceuticals in the environment. The last section discusses the results of the analysis of the GC and GC-MS market in Poland. According to the literature data, the described methods were applied for the analysis of real samples: wastewaters, surface waters, soil samples. The samples were collected from the Pomerania region and the Gulf of Gdańsk. The pharmaceuticals were determined in various environmental samples. The highest concentrations were found in raw wastewater, medium-in a treated wastewater, and the lowest-in surface water. The most frequently detected pharmaceuticals were: ibuprofen, paracetamol, diclofenac and naproxen, all belonging to NSAIDs. Furthermore, the results of the study of the Polish GC market indicate that a very limited number of entities are currently using chromatographic techniques, and pharmaceutical residues tests are exceptions, mainly due to the lack of the legal requirements in this field and the lack of own laboratories.

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania chromatografii gazowej (GC, GC-MS) do oznaczania pozostałości farmaceutyków w różnych matrycach. W części pierwszej opisano środowiskowe aspekty zastosowania techniki chromatografii gazowej do takich analiz; w części drugiej innowacyjne sposoby oznaczania leków w środowisku; w części trzeciej wyniki analizy rynku w Polsce pod kątem wykorzystania techniki GC i GC-MS do takich badań. Zgodnie z danymi literaturowymi, prezentowane tu metody zostały wykorzystane do analizy próbek rzeczywistych: ścieków, wód powierzchniowych, gleby, pochodzących z Pomorza i Zatoki Gdańskiej. Najwyższe stężenia leków stwierdzono w ściekach surowych, średnich – w ściekach oczyszczonych, a najniższe – w wodach powierzchniowych. Najczęściej wykrywanymi farmaceutykami były leki należące do grupy NLPZ: ibuprofen, paracetamol, diklofenak i naproksen. Wyniki badań polskiego rynku GC wskazują wyraźnie, że nieznaczna liczba podmiotów gospodarczych stosuje obecnie technikę GC do oznaczania leków w różnorodnych matrycach. Dzieje się tak na skutek braku przepisów prawnych w tej dziedzinie oraz braku własnych laboratoriów.

15

Symulacja działań stabilizacyjnych w celu oceny nastawienia ludności do prowadzonych misji pokojowych

Chmielewski M., Kulas W.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2016

|

Vol. 7, nr 3-4

89--97

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki realizacji projektu dotyczącego optymalizacji sposobu prowadzenia działań stabilizacyjnych. Kryterium stanowi stopień akceptacji prowadzonych działań przez ludność cywilną. Szczególny nacisk położono na symulacyjne generowanie oddziaływania na ludność, mienie i teren w wyniku prowadzenia działań militarnych, kinetycznych. Przedstawiono, jak zmodyfikowano typowy symulator do rozgrywania wariantów działań przez rozszerzenie jego funkcji o działania asymetryczne i straty skojarzone.

EN

The paper presents the results of the project on optimization the way in which stabilization activities are carried out. The criterion is the degree of the operate acceptance by the civilian population. Particular emphasis was placed on the impact on the population, property and land simulation, as a result of military and kinetic operations. The paper presents how a typical simulator to perform variants of actions has been modified by extending its functions with asymmetrical operations and collateral damages.

16

Uzdatnianie wody w systemach grzewczych. Nowe wytyczne PORT PC

Chmielewski M.

Polski Instalator

|

2016

|

Nr 5

42--45

PL

W nowoczesnych, zamkniętych systemach grzewczych kamień i korozja to coraz większy problem. Wzrost ilości wody w obiegu, np. w instalacjach ze zbiornikami buforowymi czy z ogrzewaniem podłogowym, powoduje, że zwiększa się też ilość substancji, których trzeba się z wody pozbywać. Zbagatelizowanie tego problemu może prowadzić do znaczącego skrócenia żywotności urządzeń i armatury.

17

Theoretical studies of variable geometry : hot section of the miniature jet engine

Chmielewski M., Fulara S., Gieras M.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 2

69--80

EN

The aim of this article is to present the results of theoretical studies regarding the use of variable geometry hot section of a miniature gas turbine. The variable geometry combustor and variable area nozzle concepts for GTM-120 miniature jet engine are presented in particular. Recent trends of propulsion system size reduction, low-emission combustion and improved fuel efficiency have been considered. A system of variable geometry combustor and variable area nozzle has been proposed as solution. The basic zero-dimensional analytical models for variable geometry combustor and variable area nozzle are developed. Chemkin based model shows significant NOX/CO emissions reduction and combustor outlet enthalpy increases with the use of variable geometry combustor chamber. The analytical model of the variable area nozzle has been proposed. It shows turbine effectiveness increase across its operating range by raising the compressor working line. As a result, noticeable turbine stage efficiency increase has been obtained. Finally, physical implications and future work plans regarding variable geometry hot section of miniature gas turbines are discussed.

18

Modelowanie wstępnego prasowania proszków metodą elementów dyskretnych

Jurczak K., Rojek J., Nosewicz S., Lumelskyy D., Bochenek K., Chmielewski M., Pietrzak K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 1

3--7

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki modelowania zagęszczania proszku stanowiącego wstępny etap procesu prasowania na gorąco. Modelowanie numeryczne zrealizowano metodą elementów dyskretnych z wykorzystaniem kulistych cząstek. Analizę skoncentrowano na badaniu mechanizmów zagęszczania proszku przy ciśnieniu do 50 MPa oraz poszukiwaniu modeli odpowiednich przy zastosowanych warunkach realizacji procesu. Symulacje numeryczne wykonano wykorzystując dwa modele oddziaływania cząstek proszku: sprężysty model Hertza-Mindlina-Deresiewicza oraz plastyczny model Storåkersa. Wyniki numeryczne zostały porównane z wynikami laboratoryjnymi prasowania proszku NiAl. Otrzymano dużą zgodność wyników eksperymentalnych i numerycznych.

EN

This paper presents the results of discrete element simulation of powder compaction which is the initial stage in the hot pressing process. Numerical simulation has been performed by discrete element method with using spherical particles. The research has been focused on densification mechanisms under pressure 50 MPa and models appropriate for these conditions. Numerical simulations have been carried out for two contact models: elastic Hertz-Mindlin-Deresiewicz and plastic – Storåkers. Numerical results and results from laboratory test of the uniaxial pressing of NiAl powder have been compared. The obtained results of numerical simulation and laboratory tests showing a good agreement.

19

Wykorzystanie metody elementów skończonych do oceny wpływu prędkości sondy na magnetyczne pole rozproszone modelowej wady powierzchniowej

Usarek Z., Augustyniak B., Chmielewski M.

Energetyka

|

2016

|

nr 2

85--90

PL

W artykule zaproponowana została interpretacja zjawiska wzrostu wartości mierzonego natężenia pola rozproszonego w funkcji prędkości układu magnesującego. Wyniki symulacji metodą elementów skończonych (MES) pozwalają twierdzić, że wzrost ten jest skutkiem swoistego wypychania strumienia pola magnetycznego na powierzchnię płyty przez prądy wirowe. Przeprowadzona analiza numeryczna okazała się bardzo pomocna w interpretacji obserwowanych doświadczalnie zmian natężenia sygnału MFL wraz ze wzrostem prędkości. Wskazuje to na dużą użyteczność modelowania MES jako narzędzia wspomagającego badania nad podstawami fizycznymi magnetycznych metod nieniszczących. Jakkolwiek zależność kształtu i amplitudy sygnału MFL od prędkości sondy magnesującej utrudnia ilościową ocenę rozmiarów wady w badaniach in situ, to z punktu widzenia wykrywalności defektów, wzrost amplitudy sygnału MFL w funkcji prędkości jest zjawiskiem korzystnym. Należy jednak zaznaczyć, iż tego typu tendencja wzrostowa jest charakterystyczna dla wad przypowierzchniowych znajdujących się po stronie sondy. W przypadku defektów wewnętrznych oraz przypowierzchniowych znajdujących się po przeciwnej stronie płyty względem sondy, zależność sygnału MFL od prędkości może mieć inny charakter. W szczególności sygnał ten może maleć. Jest to tym samym bardzo istotny problem techniczny, który uniemożliwia przetworzenie sygnału MFL do postaci quasi-statycznej (odpowiadającej zerowej prędkości) w sposób jednoznaczny, bez informacji o umiejscowieniu defektu w głąb badanej powierzchni. Zdaniem autorów problem ten jednak może zostać rozwiązany dzięki jednoczesnemu zastosowaniu metod defektoskopowych wspomagających pomiary MFL poprzez ocenę położenia wady względem powierzchni skanowanej.

EN

Suggested is an interpretation of an effect of the increase in the value of the measured diffused field strength as a function of a magnetizing system speed. Simulation results obtained by FEM method allow to assume that the increase is a consequence of a specific „pushing out” of a magnetic flux onto the plate surface by eddy currents. The conducted numerical analysis proved to be very helpful for interpretation of experimentally observed in MFL signal strength changes following the velocity increase. This indicates considerable usability of FEM modeling as a tool supporting research on physical bases of non-destructive magnetic methods. And though the MFL signal shape and amplitude dependency of a magnetizing probe velocity impedes the quantity assessment of defect dimensions in in situ research, the increase of MFL signal amplitude as velocity function is a positive phenomenon. Still it should be noted that this kind of increase tendency is characteristic for near-surface defects placed on the probe side. In case of inner defects and the near-surface ones placed on the opposite side to the probe, the MFL signal dependency on velocity can be of other character and, in particular, the signal can be declining. This is a very important technical problem that makes it impossible to process the MFL signal to quasi-static form (corresponding the zero velocity) in an unambiguous way with no information concerning defect location deep in the investigated surface. But, in the authors’ opinion, the problem can be solved thank to simultaneous application of flaw detection methods supporting MFL measurements by the assessment of defect location relative to the scanned surface.

20

Procedura szybkiego wyznaczania stanu naprężeń własnych za pomocą sondy z wirującym przemiennym polem magnetycznym – przypadek złącz spawanych ze stali magnetycznie anizotropowej

Chmielewski M., Piotrowski L., Augustyniak B.

Energetyka

|

2016

|

nr 6

318--325

PL

Przedstawiono możliwie pełny opis urządzenia pomiarowego, służącego do szybkiego wyznaczania stanu naprężeń własnych w elementach konstrukcji stalowych. Działanie urządzenia zilustrowano wynikami badań naprężeń w doczołowym złączu spawanym. Stan naprężeń wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru kątowych rozkładów natężenia efektu Barkhausena. Istotnie nowym rozwiązaniem technicznym w tego typu pomiarach jest zastosowanie czterobiegunowej sondy efektu Barkhausena (EB), która magnesuje badany materiał polem przemiennym o skokowo zmienianym kierunku. Czas pomiaru jednego rozkładu kątowego wynosi około 30 s. Można tą sonda badać także powierzchnie zakrzywione. Proponowana procedura wyznaczania naprężeń z wyników pomiarów rozkładów kątowych EB zakłada wykonanie stosunkowo prostych operacji, wspomaganych oprogramowaniem. Rozkłady kątowe natężenia EB są przeliczane na rozkład kątowy odkształceń. Przeliczenie to bazuje na tak zwanych odwrotnych funkcjach kalibracyjnych.

EN

Presented is as complete description as possible of a measuring device dedicated for quick evaluation of residual stresses occurring in steel constructional elements. Functioning of the device is illustrated by results of stress measurements conducted in a butt welded joint. State of stresses was determined using results of Barkhausen effect (BE) angular distribution intensity measurements. The innovative technical solution in such measurements is the application of an BE four-pole probe that magnetizes the tested element with alternating magnetic field of abruptly changing direction. Measurement time of one angular distribution equals about 30 seconds. The probe can also examine curved surfaces. The proposed procedure of determining stresses using results of BE angular distribution assumes carrying out of some relatively simple software aided operations. BE intensity angular distributions are then converted into strains angular distribution and the conversion is based on the so-called inverse calibration functions.