Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Fracture of metals: the effect of microstructure degradation.

100%

Kurzydłowski K.

|

2007

|

tom Vol. 65, nr 11

47-54

EN

Engineering materials are susceptible to environmental degradation. In industrial practice, the degradation is always a negative phenomenon. In bioengineering, the degradation may be undesirable (e.g. corrosion of metallic implants, wear of artitlcial joint implant) or desirable (biodegradable devices and tissue engineering). In both cases, the knowledge of the kinetics of degradation is crucial for safe use of materials. The methods for predicting remaining life commonly used in industrial practice will be presented in the context of metals. Non destructive techniques for monitoring degradation will be discussed and some ideas about their application proposed.

PL

Materiały mają swój duży udział w rozwoju cywilizacji przemysłowej. Szeroka wiedza na temat mikrostruktury i właściwości materiałów jest gromadzona w oparciu o badania z zakresu inżynierii materiałowej. Znajomość materiałów jest szczególnie istotna w sektorze przemysłowym, w tym w transporcie (lotnictwo) i przemyśle energetycznym (elektrownie jądrowe ), które to gałęzie wymagają długotrwałego, ciągłego działania przy zachowaniu wysokich standardów bezpieczeństwa. Analiza zjawiska pękania jest bardzo ważna dla oceny wytrzymałości materiałów. Wiele badań prowadzonych jest w celu rozwoju metod pomiaru i oceny odporności na pękanie metali. Do analizy rzeczywistych struktur i właściwości elementów w warunkach pracy, szczególnie polecane są metody nieniszczące. Wyniki ciągłego monitorowania mogą być następnie użyte do przewidywania procesów pękania nowoczesnymi metodami symulacji komputerowej.

2

Problems of hydrogen interaction with metals and methods of structures lifetime estimation.

63%

Kurzydłowski K. , Nykyforchyn H.

|

2007

|

tom Vol. 65, nr 11

55-69

EN

The hydrogen induced degradation of the properties and microstructure of the low carbon low-alloyed steels due to exploitation and exposition to the hydrogenated environment at ambient and elevated temperatures have been considered. The essential decrease of mechanical (impact strength, creep), corrosion (corrosion rate) and corrosion-mechanical (stress corrosion cracking) properties of exploited metal to compare with that in the virgin state is demonstrated. Especially high sensitivity of an effective range of stress intensity factor of fatigue crack growth to in-service degradation is shown. Weld metal is more sensitive to hydrogen degradation and even tensile mechanical properties of strength and plasticity are sensitive enough to "in-bulk" material degradation. An approach to the residual life time evaluation of the power plant steam pipe lines is developed, which allows to take into account the negative hydrogen effect. Some electrochemical parameters are especially sensitive to in-service degradation of steels at high and low temperatures as well. A good correlation between changes of electrochemical and mechanical properties in the steel degradation process gives prospects for the development of NDT methods for evaluation of the current state of exploited steels. The results discussed show that inspection of the surfaces of installations to find corrosion or mechanical damage alone may not be sufficient for proper evaluating risk of failure.

3

Zapewnienie bezpieczeństwa instalacji przemysłowych z wykorzystaniem metod badań nieniszczących

51%

Spychalski M. , Spychalski W. , Kurzydłowski K.

|

2008

|

tom T. 1

3-8

PL

Badania nieniszczące w standardowym podejściu stosowane są do oceny jakości elementów instalacji przemysłowych oraz połączeń pomiędzy nimi. W tym ujęciu wykonywane są na etapie wytwarzania, montażu i prób rozruchowych, nowych instalacji, instalacji po remoncie lub przerwie eksploatacyjnej. Współczesny rozwój metod NDT pozwala zredukować do minimum ryzyko awarii instalacji przemysłowych, choć ich wdrożenie wiąże się z niebagatelnymi kosztami, nie rzadko trudnym do zaakceptowania przez właściciela instalacji. Stwarza to konieczność stosowania podejścia opartego o analizę tak zwanego ryzyka, które jest funkcją prawdopodobieństwa zajścia awarii i kosztów usunięcia ich skutków, w podejściu tym badania NDT koncentrują się na szczególnych elementach instalacji, o dużej awaryjności i /lub wysokich kosztach naprawy. Nowym tematem w badaniach NDT jest wykorzystywanie ich także do "bieżącego" monitorowania wad w czasie eksploatacji urządzenia. Podejście to pozwala na korzystne ekonomicznie przedłużenie czasu pracy instalacji, w których zaawansowane są procesy degradacji materiałowej, w artykule przedstawiono przykłady wykorzystania badań NDT w podejściu bazującym na analizie ryzyka oraz przy monitorowaniu degradacji instalacji.

EN

Nondestructive techniques are commonly used for quality assessment of the industrial plants elements and connection between them. This techniques are usually applied during production, assembling, starting of the industrial plants operation, in service inspections or after break-down. Currently available technology related with nondestructive testing is able to minimize risk of industrial plant break-down. However usage of this method is still to expensive to owners of the plant. In order to reduce costs of the investigations, the risk analysis may be performed prior to nondestructive testing. Risk analysis is based on the probability of the failure and cost of its elimination. In risk analysis approach nondestructive testing method is used to examine certain part of the plant which having high failure probability or it is very expensive. Future development of the nondestructive methods moves towards continuous monitoring of industrial installations. This solution enables for lifetime extension of the plant and thus it's application is economically justified. In this paper examples of the application of the nondestructive testing based on the risk analysis are presented.

4

Free surface effect on the strain localization in metals

51%

Abduluyahed A. , Ciupiński Ł. , Kurzydłowski K.

|

1999

|

tom Vol. 44, iss. 3

355-361

5

Modeling of the influence of the structure on the properties of nanometals

51%

Dobosz R. , Wejrzanowski T. , Kurzydlowski K. , Kurzydłowski K.

|

2009

|

tom Vol. 9, No. 1

92-96

EN

The mechanical properties of materials depend on their structure. The significant influence of the grain size and grain distribution on flow stress in the polycrystalline materials (e.g. metals) has been observed. The value of yield point is usually predicted by the Hall-Petch relationship which was established experimentally for grain size from macro- to microscale level. However when the grain size reaches the nanometric size the relationship between grain size and flow stress is changing due to activation of grain boundary sliding mechanism. The grain boundaries have the considerable role for plastic deformation of the polycrystalline nano-materials which are characterized by a significant volume fraction of atoms at the grain boundaries. In order to model this influence quantitatively, two-phase finite element model was developed in which the generalized Hill potential theory for modeling the anisotropic plasticity of grain boundaries was used. The results of numerical simulations show the influence of different parameters on plastic deformation of nano-polycrystalline materials. The simulations were also applied to study grain size homogeneity effect on mechanical properties of nanometals.

PL

Właściwości mechanicznre materiałów są ściśle związane z ich budowa wewnętrzną. Wpływ wielkości ziaren i niejednorodności struktury na odkształcenie plastyczne materiałów polikrystalicznych (zwłaszcza metali) jest często rozważany w literaturze. Zmiana wartości granicy plastyczności określana zazwyczaj zależnością halla-Petcha (h-P0, jest zgodna z danymi eksperymentalnymi dla mikrometrycznych wielkości ziaren. W przypadku kiedy wielkość ziarna osiąga poziom nanometryczny zależność H-P przestaje obowiązywać, co wiąże się między innymi z aktywacją mechanizmu odkształcenia, jakim jest poślizg po granicach ziaren. Znaczący udział objętościowy atomów umieszczonych w obszarach pomiędzy poszczególnymi ziarnami powoduje, że granice ziaren pełnią decydującą rolę w odkształceniu nanomateriałów. W celu ilościowego opisu wpływu właściwości granic ziaren. Wyniki symulacji ilustrują wpływ szeregu parametrów na odkształcenie materiałów nanokrystalicznych.

6

Application of ultrasonic techniques for the evaluation of the properties of prestressed concrete structures

51%

Manaj W. , Sikorski K. , Kurzydłowski K.

|

2007

|

tom nr 4(44)

49-51

EN

During service concrete structures undergo degradation caused by the applied stresses, the temperature and the working environment. This degradation causes a decrease in the mechanical properties and limits the safe working life of concrete components. In order to reduce costs of the removal of concrete structures, special methods to control the material degradation are sought. In particular, non-destructive testing methods which enable the properties to be determined without physical interference of the elements integrity. The paper focuses on the possible ultrasonic methods that can be applied to examine concrete structures. The effectiveness of these methods was assessed on prestressed concrete structures, widely used in civil engineering. The resulting measurements of ultrasonic velocity and the made ultrasonic wave analysis from tests on concrete structures are described and analyzed.

PL

Materiał konstrukcji betonowych ulega degradacji pod wpływem naprężeń, temperatury i środowiska pracy. Powoduje to obniżenie właściwości mechanicznych konstrukcji i ograniczenie jej dalszego bezpiecznego czasu eksploatacji. Ze względu na ekonomiczne konsekwencje wyłączenia konstrukcji z eksploatacji uzasadnione są działania mające na celu kontrolę stopnia degradacji. W szczególności stosowane są metody nieniszczące, nie wymagające wycinania próbek z badanego materiału. W artykule przedstawiono wyniki badań ultradźwiękowych elementów betonowych podlegających degradacji. Zastosowana metoda była badana na przykładzie betonów sprężonych, szeroko stosowanych w konstrukcjach cywilnych. Zaprezentowano wyniki pomiarów ultradźwiękowych oraz analizę sygnału ultradźwiękowego materiału konstrukcji betonowych.

7

Pomiar grubości warstw zahartowanych indukcyjnie z wykorzystaniem zjawiska prądów wirowych i metody elementów skończonych

51%

Szlagowska-Spychalska J. , Spychalski M. , Kurzydłowski K.

|

2011

|

tom nr 1

22-30

PL

Przedmiotem niniejszej pracy były nowe procedury badania grubości warstw za pomocą metody prądów wirowych. Dodatkowo, dla opracowania metody bezpośredniego wyznaczania grubości warstw za pomocą prądów wirowych, w pracy połączono podejście eksperymentalne z symulacją numeryczną bazującą na metodzie elementów skończonych (MES). Na podstawie przeprowadzonych pomiarów oraz obliczeń numerycznych, opracowana została metoda wyznaczania grubości warstw w elementach o złożonych kształtach.

EN

The thesis concerns applications of the Eddy Current (EC) for measurements of the thickness of the layers. Additionally, the special finite element models have been developed which simulate eddy currents in materials with surface layers. These models can be used for direct measurements of the thickness of the induction hardening layers in complex shape elements.

8

A hybrid atomistic-continuum finite element modelling of nanoindentation and experimental verification for copper crystal

38%

Dłużewski P. , Maździarz M. , Jurczak G. , Traczykowski P. , Niihara K. , Nowak R. , Kurzydłowski K.

|

2008

|

tom Vol. 15, No. 1

37-44

EN

Problem of locally disordered atomic structure is solved by using a hybrid formulation in which nonlinear elastic finite elements are linked with discrete atomic interaction elements. The continuum approach uses nonlinear hyperelasticity based upon the generalized strain while the atomistic approach employs the Tight-Binding Second-Moment Approximation potential to create new type of elements. The molecular interactions yielding from constitutive models of TB-SMA were turned into interactions between nodes to solve a boundary value problem by means of finite element solver. In this paper we present a novel way of modelling materials behaviour where both discrete (molecular dynamics) and continuum (nonlinear finite element) methods are used. As an example, the nanoindentation of a copper sample is modelled numerically by applying a hybrid formulation. Here, the central area of the sample subject to nanoindentation process is discretised by an atomic net where the remaining area of the sample far from indenters tip is discretised by the use of a nonlinear finite element mesh.

9

Structure and Properties of the Glow Discharge Nitrided Layers Produced on Austenitic Steel

38%

Suś-Ryszkowska M. , Matysiak H. , Miśkiewicz M. , Skołek E. , Wierzchoń T. , Kurzydłowski K.

|

2008

|

tom Vol. 8, nr 3(17)

38-48

EN

The study is concerned with the nitrided layers produced on 'medical' steel of the 316L (00H17N14M2) grade at a temperature of 450°C. The results of the microstructural observations performed by TEM and of the phase analysis of the layers are presented and discussed. The examinations were conducted in the regions extending from the surface down to a depth of about 25 um. The nearsurface zone appeared to contain nitrogen austenite and fine precipitates. There were also certain phases in the lamellar form. Because of the applicative aspect of the glow discharge nitriding of 316 steel, the examinations also included its mechanical strength, in particular the static tensile strength and the lowcycle fatigue strength. The static tensile tests showed no significant differences in the yield stress between the samples in the starting state and those subjected to the low-temperature glow discharge assisted nitriding. The low-cycle fatigue tests (which, in view of the differences between the properties of the untreated material and the nitrided layers, can be classified among the most severe mechanical tests) either, indicated no essential differences in the fatigue properties of the samples subjected to the surface treatments conducted under various conditions.

10

Nowoczesne metody badań nieniszczących w ocenie degradacji wodorowej

32%

Szwed M. , Manaj W. , Wojas G. , Płowiec J. , Lusa T. , Paradowski K. , Ciesielski M. , Zagórski A. , Spychalski W. , Kurzydłowski K.

|

2007

|

tom Vol. 1, no. 1

125-128

PL

Postęp technologiczny w dziedzinie badań nieniszczących oraz rozwój wiedzy o degradacji wodorowej pozwalają na ocenę stanu technicznego instalacji lub urządzenia, szacunkową ocenę czasu ich bezpiecznej dalszej eksploatacji oraz ciągi}' monitoring pracy elementu. W artykule przedstawiono badania ultradźwiękowe, za pomocą których wykryto, zlokalizowano oraz określono głębokości zalegania wewnętrznych nieciągłości materiałowych rurociągu. Zostały one zinterpretowane jako rozwarstwienia przebiegające wzdłuż kierunku obróbki plastycznej, co zostało następnie potwierdzone za pomocą badań mszczących po wycięciu uszkodzonego fragmentu rurociągu. Pokazano, że tego typu uszkodzenia, będące przykładem zniszczenia indukowanego wodorem mogą być skutecznie wykrywane za pomocą metod nieniszczących. Jednoczesne zastosowanie kilku z nich umożliwia ponadto śledzenie rozwoju rozwarstwień oraz określenie czasu bezpiecznej eksploatacji.

EN

Technological progress in NDT as well as hydrogen degradation knowledge advancement make die vessel condition and on-line control feasible. The detection and localization of defects with ultrasonic method is presented. Those were suspected as a delamination arose up to the plastic forming direction and confirmed by the destructive examination after cutting defected element from the pipeline. This paper shows that kind of failure induced with hydrogen may be detected with nondestructive methods. Parallel usage of some NDT techniques allow to follow delamination growth and assess the safety exploitation period.