Värdefulla vågformer

Maskin

Oupptäckta sprickor i maskin- och konstruktionsdetaljer kan vara avgörande för dess livslängd och orsaka haverier. Med hjälp av ljudvågor och olinjär mätning kan sprickor upptäckas tidigt i alla sorters material. Säkerhet, tidsvinst och kvalitet är argument för att investera i den materialprovning som utvecklas av Kristian Haller och hans kollegor vid BTH.

De traditionella metoderna för oförstörande provning med ultraljud bygger på att ljudvågor skickas in i materialet, träffar sprickan och studsar tillbaka. Metoden riskerar att missa små sprickor och eftersom ljudvågorna studsar även mot hål och skikt kan man missa sprickor som ligger bakom dessa geometrier.
 - Vår metod skiljer mellan hål och limmade skikt som beter sig linjärt och sprickor som beter sig olinjärt. Det beror på att ljudvågen får distorsion när den passerar sprickan, säger Kristian Haller, teknologie doktor i maskinteknik och projektassistent vid BTH.

Sändare och mottagare fästs på det föremål som ska kontrolleras. Mätningen kan utföras var som helst, inomhus eller utomhus.
 - Utsignalens vågform beräknas och analyseras för att detektera sprickor. Vi använder olika frekvenser beroende på materialsort och geometri, inte bara ultraljud. Metoden fungerar på alla material vi har provat; stål, gjutjärn, granit, titan, gummi med flera.

Resultatet visar förekomst av sprickor, men vidare undersökningar kan krävas för att veta var de finns och hur stora de är.
 - Vi kan bestämma sprickornas position och storlek i platta objekt. Metoden har provats på kol- och glasfiberlaminat från Kockums för att hitta eventuella separationer av ett laminat i de olika lagren, så kallade delaminationer. Detta utvecklas sedan vidare till generella geometrier. En kommersialisering kan vara realistisk inom ett par år, säger Kristian Haller.

Ofta kontrolleras material och produkter i samband med tillverkning, men lika ofta behövs löpande kontroll för att planera underhåll eller upprätthålla en viss säkerhetsnivå. Metoden för sprickindikering med olinjärt ljud möjliggör även kontinuerlig kontroll under drift.

- Sändare och mottagare kan till exempel fästas på flygplans- eller fartygsdelar och ge löpande information om kritiska detaljers status, säger Kristian Haller.

Kristian arbetar nu i ett EU-projekt tillsammans med varvsindustrin för att utveckla ”health monitoring”, kontinuerlig övervakning av materialstatus under drift.
 - Det finns mycket att vinna på att behovsanpassa och effektivisera service och underhåll på fartyg. Kockums är en av intressenterna i projektet, säger Kristian Haller.

Hallers forskning kommer även till nytta inom sjukvården där ultraljud har använts länge. Det behövs ökad kunskap om hur ultraljud påverkar levande celler. I ett projekt som just nu engagerar Kristian Haller studeras cellers uppförande vid ultraljudsbestrålning. Studierna bedrivs i samarbete med landstinget i Blekinge.
 - Inom hälso- och sjukvården används ultraljud med låg intensitet vid till exempel fosterdiagnostik och värmebehandling vid ledskador. Ultraljud med hög intensitet används för att krossa njursten samt att bränna blodkärl och stoppa blödning i inre organ, till exempel mjälten. Det är inte helt fastställt hur cellerna reagerar, trots att ultraljud används så flitigt.

För att kunna utföra undersökningarna hämtas färsk lever på ett slakteri. Testerna med ultraljud måste utföras inom fyra timmar för att cellerna ska vara levande vid provningstillfället.
 - Vi utsätter vävnad från lever för ultraljud med olika parametrar som till exempel vågformer, tider och intensitet och lägger den därefter i formalin. Sedan tar patologen vid och skivar vävnaden mycket tunt. Med infärgning kan vi då studera förändringarna på cellnivå.

Kristian Haller ser stor potential för olinjär, akustisk provning och finner stor motivation i att kunna bidra med kunskap till så skilda fält som varvsindustri och hälso- och sjukvård.

Virtuellt nr 18, December 2009
Share Dela
Redigera