As a consequence of increasing wind power installations in the Nordic grid the last years, the need for regulating power has become larger. In the Nordic grid, regulating power is mainly provided by hydro power. One part of the regulating power is called frequency control, which ensures that the grid frequency is stable and close to 50 Hz. However, setting the turbine into frequency controlled operation may cause stress and wear of the components in the mechanical control system. Frequency controlling implies large and frequent servo forces and longer travelling distance of the sliding bearings in the Kaplan turbine. Based on one selected Kaplan turbine, Selsfors G1, measurements and MATLAB calculations have been performed in order to determine forces and movements of the linkage system. With these forces and movements as input, stresses and fatigue have been determined as well as sliding distances, bearing pressures and wear of bearings during a typical lifetime of 40 years. The results indicate that no severe wear exists on the bearings during 40 years of service. This is valid for Selsfors G1, where self-lubricating greaseless Orkot bearings are installed. The wear is much smaller than the largest allowed bearing clearance, as long as the bearings are mounted correctly and free from dirt and oil. For turbines with grease or oil lubricated bearings, the result might differ. The highest average stresses have been recorded in the links in the runner. A very simple Finite Element Analysis has been made for the links, to estimate risk of fatigue. The stresses are much lower compared to the fatigue limit, and thus the risk of fatigue is considered very small. In situations where wear and large load changes after all are problems, a change in the turbine regulator settings is recommended. A dead band reduces the sliding distances of the bearings and the amount of load changes remarkably, but causes on the other hand lower turbine efficiency and worse quality of the frequency control.

This report has been performed for WSP Construction Design located at Arenavägen 7 in Stockholm. WSP Construction Design is one of the leading departments in Sweden in construction solutions regarding everything from building construction to industrial building. Great competencies regarding steel, wood and concrete constructions are available within the department which is well sought. Crane girders used in the industry are exposed to large loads that vary over time that includes instantaneous lifts and the crane girders movement which lead to the phenomenon fatigue in the crane girder and its ingoing welds. A control of fatigue needs to be performed after a certain lifespan measured in time which in turn is converted to a number of loadcycles. When the number of loadcycles amounts to a greater number the input welds resistance will have been reduced and the rate of utilization thereby increased. This is fatigue. Since long BKR/BSK has handled the design of crane girders with results of satisfactory that even has exceeded the costumers expectations regarding the lifespan. New demands have been set that the BKR/BSK-standard shall be rejected and replaced by the new standard of Europe named Eurocode. The Eurocode-standard is still relatively new and on the brink to replacing BKR/BSK. This opens up for many questions regarding what this transition will mean. One of these issues is what the transition will lead to regarding fatigue. This report intends to explore and clarify any discrepancies that the two different standards BKR/BSK and Eurocode differ in design regarding fatigue in crane girders. The goal of this report is thereby to compare BKR/BSK with Eurocode from a fatigue point of view with the weight of the study on input welds were fatigue clearly arises During the project, differences between BKR/BSK and Eurocode could be identified regarding treatment of fatigue dimensioning. Because of this, much time has been needed to preform calculations according to Eurocode by hand, then analyze the result and ask our internal references at WSP for further guidance. The result this report is showing is clear differences regarding the ingoing welds utilization rates.The utilization rate for the perpendicular weld at the top flange and web was calculated to a much greater value than allowed, which lead to that the chosen crane girder in this report did not reach up to the standards of Eurocode. The report is also showing that lower utilization rates were obtained when compared to the results of the BKR/BSK calculations regarding welds placed at the rail and stiffener. Another major difference that could be detected is how the number of loadcycles is being greatly reduced on a crane girder dimensioned according to BKR/BSK that is being tested according to the Eurocode standards. The report has also showed that the way of dimensioning in Eurocode is complex. Eurocode lacks descriptions regarding how to interpret its ingoing material. This places great demands on constructors that they can handle this standard and that they are being competent in how to use and apply it in a safe way. / Denna rapport har utförts åt WSP byggprojektering beläget på Arenavägen 7 i Stockholm. WSP byggprojektering är en av Sveriges ledande konstruktionsavdelningar inom konstruktionslösningar gällande allt från husbyggnad till industribyggnad. Stora kompetenser gällande stål-, trä- och betongkonstruktioner finns inom avdelningen som är väl eftertraktad. Kranbalkar inom industrin utsätts för stora laster som varierar över tid som innefattar momentana lyft och kranens rörelse vilket medför fenomenet utmattning i kranbalken och dess ingående svetsar. En utmattningskontroll behöver utföras efter en viss livslängd mätt i tid, som i sin tur omvandlas till antal lastcykler. När antalet lastcykler uppgår till ett större antal kommer de ingående svetsarnas hållfasthet reducerats och utnyttjandegraden på så vis ökat. Detta är utmattning. Länge har BKR/BSK hanterat dimensioneringen av kranbalkar med tillfredställande resultat som till och med har överstigit beställarens förväntningar gällande livslängden. Nya krav har dock kommit på att BKR/BSK-normen skall ersättas av den nya europastandarden Eurokod. Eurokod-normen är fortfarande relativt ny och är precis i den fas där den skall ersätta BKR/BSK. Detta öppnar upp för många frågor vad denna övergång kommer att betyda. En av dessa frågor är vad övergången kommer att innebära för utmattning. Denna rapport avser att undersöka och bringa klarhet i eventuella skillnader som de två olika normerna BKR/BSK och Eurokod kan ha gentemot varandra gällande dimensionering av utmattning i kranbalkar. Målet med denna rapport är därför att jämföra BKR/BSK med Eurokod ur ett utmattningsperspektiv med tyngden av undersökningen kring ingående svetsar där utmattning tydligt uppkommer. Under arbetets gång uppmärksammades skillnader mellan BKR/BSK och Eurokodens behandling av utmattningsdimensionering. Detta har lett till att väldigt mycket tid fått läggas åt att utföra handberäkningar i Eurokod för att sedan analysera det slutliga utfallet för att sedan konsultera interna referenser hos WSP för att kunna lösa problemet. Resultatet som rapporten redovisar är tydliga skillnader i svetsarnas utnyttjandegrader. Utnyttjandegraden för vinkelräta svetsen vid övre livhals beräknades till ett värde långt över det tillåtna, vilket då gjorde att den kranbalken som dimensionerades i rapporten inte kan godkännas enligt de krav som Eurokoden ställer. Rapporten visar också att lägre utnyttjandegrader har erhållits vid jämförelse med svetsar beräknade enligt BKR/BSK. Detta avser då svetsen vid rälklammer och svets vid avstyvning och överfläns. Ytterligare en stor skillnad som påvisats är hur antalet lastcykler kraftigt reduceras på ett tvärsnitt dimensionerat enligt BKR/BSK om man skulle tillämpa Eurokodens föreskrifter. Rapporten har också visat att den dimensioneringsgång som beskrivs enligt Eurokod inte är särskilt enkel. Då Eurokoden saknar beskrivning i vissa fall hur den skall tolkas så ställer det mycket stora krav på att konstruktörer utbildas inom området innan de börjar tillämpa Eurokoden.

Stål är ett material som används i olika byggnadskonstruktioner. I de byggnadskonstruktioner som utsätts för upprepade belastningar kan utmattning ske i materialet. Utmattning leder till permanenta skador i form av sprickbildning och slutligen brott. I svetsade konstruktioner är det ofta svetsar som har den lägsta utmattningsstyrkan. För att förbättra en svets utmattningsstyrka finns efterbehandlingsmetoder som benämns Post Weld Treatment (PWT). Idag används den beräkningsmetod som är föreskriven i Eurokod vid verifiering av svetsar. Beräkningsmetoden är förenklad och kan underskatta objektets livslängd med hänsyn till utmattning. Syftet med arbetet är att studera olika dimensioneringsmetoder som behandlar utmattningsbelastade svetsar samt hur tillämpning av PWT kan förbättra en typsvets livslängd. Målet med arbetet är att studera en typsvets och visa skillnaden i antalet lastcykler mellan beräkningsmetoderna samt hur många lastcykler samma typsvets förväntas öka med PWT. Teorin och resultaten utgår från vetenskapliga artiklar, litteraturstudier och enfallstudie som behandlar både en genomsvetsad stumsvets samt en kälsvets lokaliserade på en I-balk. Resultatet pekar mot att den metod som används idag underskattar livslängden och att PWT kan markant kan förbättra en svetsutmattningsstyrka. / Steel is a material used in various building structures. Fatigue can occur in the material if building structures is exposed for repeated loads. Fatigue leads to permanent damages such as crack initiations and fracture. It is common that welds in welded structures have the lowest fatigue strength. A welds fatigue strength can be improved with treatments termed Post Weld Treatment (PWT). Today a welds fatigue strength is verified with a method described in Eurocode. The calculation method is simplified which can underestimate the objects number of lifecycles regarding fatigue. The purpose with this essay is to study different structural design methods for fatigue exposed welds and how many lifecycles a typeweld will increase when applying PWT. The goal with this essay is to study a typeweld and calculate the number of lifecycles between the calculation methods and to show how many lifecycles the same type weld will increase when applying PWT. The results and theory are based on scientific articles, literature studies and a casestudy which both contains a through welded butt weld and a fillet weld placed on an I-beam. The results points at that the calculation method that is used today underestimates the number of lifecycles and that the number of lifecycles increased significant after PWT.