This master`s thesis deals with methods of turbojet engines maintenance and diagnostics. First specify and review methods. Then choose acceptable and perspective methods of non-destructive testing. Based on this choosing will be designed modern service center.

This diploma thesis resolves aplication of particular non-destructive testing methods while producing castings of steel wheels and quality control of this process. There are described fundamentals of flaw detection, determination of flaw-generation cause and suggestions for optimalization of casting process and increasing of its quality.

The presented diploma thesis is focused on defects of castings as well as optimization of production with the aim of reducing the number of defective products. The theoretical part is focused on basic information about cast iron and its production, structure and mechanical properties. Another part of this thesis describes the defects of castings and options for non-destructive testing of cast iron castings. In the experimental part are analyzed three sorts of defective casting. Castings for testing were provided by JMA s.r.o. foundry. The summary contains tests results and proposals for optimization of production.

The aim of the doctoral thesis is the problem of the primary calibration of acoustic emission sensor. In the introductory chapters, there are the results from the study of literature in field of AE and primary calibration of AE sensor summarized. The practical part of the thesis is aimed on realization of the primary calibration of AE sensors by different methods. The standardized methods of step function calibration and reciprocity calibration were practically realized as a part of the research on the same aparature. The method of reciprocity calibration with wideband excitation was practically realized too. The comparison between results from each used method was realized and the influences of the different sources of uncertainty and the different configuration of the calibration aparature on the step function calibration and the reciprocity calibration were determined. The uncertainties were determined for each realized methods. The recommendations for the calibration by the different methods on the available calibration aparature were presented. All the proceses of the reciprocity primary calibration was automated by the programmed software and the channel switcher. The UT 1000 (s.n. 169) by Physical Acoustic Corporation was used as the calibrated sensor for the comparison of the results of the calibrations.

The structural behaviour of pavement structures is known to be affected by the traffic-related loading and by the ambient factors to which the structure is subjected. A new mechanistic-empirical (M-E) pavement design method is under development in Sweden with the main purpose to adequately predict pavement structural response and performance. An M-E design method for a flexible pavement means application of the principles of engineering mechanics to evaluate the response of pavement structure to traffic loading and much improved design methods to carry out distress prediction or how performance changes with time. This would ensure a fundamental understanding of how the pavement structure responds to a certain action or loading conditions.  The mechanistic-empirical approach is more flexible as it is able to adapt to new situations such as new pavement materials and loading situations. It is important to take into account the real loading and climatic conditions and predict the resulting changes in material properties and structural behaviour at the time of loading as well as in the long-term. New models are therefore required for the further development of pavement design method, and it needs to be validated through reliable data obtained through realistic measurements. In this licentiate thesis, the effects of the environmental factors and loading by heavy vehicles in pavements are investigated. The results of the study are based on environmental data from multiple locations in Sweden and on measurements from two instrumented road sections located near the village of Långträsk in the northern part of Sweden. Both roads consist of thin flexible pavements, the behaviour of which is highly dependent on the variation of the temperature of the asphalt layer, the moisture content in the unbound granular layers, and frost depth conditions. The licentiate report consists of three scientific publications.  Paper 1 presents a country-specific case study in which the frost penetration depth in various Swedish roads is predicted by a statistically derived empirical model that uses the air freezing index calculated from the air temperature as an input. The model correlation is based on meteorological data from 44 meteorological stations and pavement cross-sectional temperature distribution data from 49 road weather information system (RWIS) stations over all five climatic zones throughout all of Sweden. Paper 2 focuses on the response of an instrumented test section subjected to loading by falling weight deflectometer (FWD) and heavy vehicles. The mechanical response instrumentation consisted of asphalt strain gauges (ASG), strain measuring units (εMU), and soil pressure cells (SPC) installed at different locations in the structure. The layer stiffness values were obtained via backcalculation based on the FWD surface deflections bowls. The recorded values of the mechanical response were compared against calculated values by multilayer elastic theory (MLET) based software. Three different heavy vehicles weighing from ~64 tons to ~74 tons were compared in terms of damage caused to the pavement structure. It was found that if the number of axles was increased and dual tyres were used, longer heavier vehicles were not more destructive to the pavement structure than shorter vehicles with fewer axles and higher axial load and tyre pressure. In paper 3, the effect of the seasonal variation of the environmental factors on the behaviour of an instrumented road test section was investigated. The same loading configuration described in paper 2 was used on four different measurement campaigns in different seasons over the span of 1 year. The environmental variables were monitored throughout the year by asphalt thermocouples, a frost rod, and time-domain reflectometer (TDR) probes. The mechanical response sensors and the environmental sensors were found to be a reliable data collection method throughout the entire year. By comparing the recorded response values to the MLET calculated values, it was shown that it is possible to model the mechanical behaviour of pavement structures using linear-elastic MLET if the temperature variations in the asphalt layer and the moisture variations in the granular layers are taken into account. / Utvecklingen av det strukturella tillståndet av vägbyggnader är beroende av trafikmängd samt vägkonstruktionens omgivningsfaktorer. En mekanistisk-empiriskdimensioneringsmetod för vägkonstruktioner är under utveckling i Sverige med huvudsyftet att på realistiskt sätt kunna förutsäga vägens respons och tillståndsutveckling. En M-E dimensionering betyder att man applicerar mekanistiska grundprinciper för att bestämma vägkonstruktionens respons under trafikbelastning och tillämpar sedan överföringsfunktioner för att förutsäga nedbrytningsförloppet. Att använda en mekanistiskt baserad metod innebär att man får en grundläggande förståelse av hur vägkonstruktionen svarar på en specifik påverkan eller belastning. Detta mera realistiska tillvägagångsätt ger dessutom ökad flexibilitet och gör att metoden kan appliceras vid nya belastningsfall eller under nya klimatförhållanden. Det blir därför möjligt att ta hänsyn till det riktiga belastningsfallet under de rätta klimatförhållandena. Detta gör att nyamodeller för vägkonstruktionens respons behövs och att dessa måste valideras för realistiska trafikbelastningsfall. I denna licentiatavhandling undersöks hur omgivningsvariabler och trafikbelastning från tunga lastbilar påverkar vägkonstruktioner. Resultat från denna studie bygger på omgivningsdata från ett stort antal mätstationer i Sverige och från mätningar från två instrumenterade vägsträckor nära byn Långträski Norrland. Båda vägkonstruktionerna består av tunna vägöverbyggnader och därför är responsen starkt beroende av beläggningstemperaturen och fuktinnehållet i vägbyggnadens obundna lager samt frostdjupet.Rapporten bygger på tre publikationer.Första artikeln presenterar hur frostdjup i svenska vägar kan förutsägas utifrån en statistisk modell som använder ett frostindex beräknat från lufttemperaturen. Modellen bygger på en anpassning av data från 44 meteorologiska väderstationer och 49 av Trafikverkets väderinformationsstationer distribuerade över alla fem klimatzoner i Sverige. Den andra artikeln fokuserar på responsmätningar från en instrumenterad vägtestplats där både fallvikt samt tunga lastbilar har använts för lastgenerering. Den vägtekniska instrumenteringen bestod av asfalttöjningsgivare (ASG), trycktöjningsgivare (MU), och jordtyckceller (SPC) installerade på olika djup. Styvhet av de olika lagren bakberäknades baserat på data från fallviktsmätningarna. De registrerade värdena från de vägtekniska givarna jämfördes med desom beräknades med hjälp av beräkningsverktyget ERAPave. Tre lastbilar med den totala tyngden mellan ~64 –~74 ton användes sedan för att jämföra deras relativa nedbrytningseffekt. Slutsatsen är att om antal axlar ökas med ökad tyngdoch om parmonterade däck användes är nedbrytningseffekten från 74 ton lastbil inte större än från en lättare lastbil med färre axlar. I artikel tre fokuseras det på effekten av hur klimatfaktorer påverkar vägkonstruktionens respons. Samma lastbilar som iden andra artikeln användes under fyra mätkampanjer vid olika tidpunkter på året. Omgivningsparametrarna registrerades i form av beläggningstemperatur och fukt i de obundna lagren samt frostdjupet. Vägens mekaniska respons beräknades genom att uppdatera styvhetsmodulerna utifrån beläggningens temperatur och de obundna lagrens med fuktkvoter och jämföra med de uppmätta responsvärdena. Beräkningsmetodiken visar sig ge bra överensstämmelse med det om uppmättes.

The structural behaviour of pavement structures is known to be affected by the traffic-related loading and by the ambient factors to which the structure is subjected. A new mechanistic-empirical (M-E) pavement design method is under development in Sweden with the main purpose to adequately predict pavement structural response and performance. An M-E design method for a flexible pavement means application of the principles of engineering mechanics to evaluate the response of pavement structure to traffic loading and much improved design methods to carry out distress prediction or how performance changes with time. This would ensure a fundamental understanding of how the pavement structure responds to a certain action or loading conditions.  The mechanistic-empirical approach is more flexible as it is able to adapt to new situations such as new pavement materials and loading situations. It is important to take into account the real loading and climatic conditions and predict the resulting changes in material properties and structural behaviour at the time of loading as well as in the long-term. New models are therefore required for the further development of pavement design method, and it needs to be validated through reliable data obtained through realistic measurements. In this licentiate thesis, the effects of the environmental factors and loading by heavy vehicles in pavements are investigated. The results of the study are based on environmental data from multiple locations in Sweden and on measurements from two instrumented road sections located near the village of Långträsk in the northern part of Sweden. Both roads consist of thin flexible pavements, the behaviour of which is highly dependent on the variation of the temperature of the asphalt layer, the moisture content in the unbound granular layers, and frost depth conditions. The licentiate report consists of three scientific publications.  Paper 1 presents a country-specific case study in which the frost penetration depth in various Swedish roads is predicted by a statistically derived empirical model that uses the air freezing index calculated from the air temperature as an input. The model correlation is based on meteorological data from 44 meteorological stations and pavement cross-sectional temperature distribution data from 49 road weather information system (RWIS) stations over all five climatic zones throughout all of Sweden. Paper 2 focuses on the response of an instrumented test section subjected to loading by falling weight deflectometer (FWD) and heavy vehicles. The mechanical response instrumentation consisted of asphalt strain gauges (ASG), strain measuring units (εMU), and soil pressure cells (SPC) installed at different locations in the structure. The layer stiffness values were obtained via backcalculation based on the FWD surface deflections bowls. The recorded values of the mechanical response were compared against calculated values by multilayer elastic theory (MLET) based software. Three different heavy vehicles weighing from ~64 tons to ~74 tons were compared in terms of damage caused to the pavement structure. It was found that if the number of axles was increased and dual tyres were used, longer heavier vehicles were not more destructive to the pavement structure than shorter vehicles with fewer axles and higher axial load and tyre pressure. In paper 3, the effect of the seasonal variation of the environmental factors on the behaviour of an instrumented road test section was investigated. The same loading configuration described in paper 2 was used on four different measurement campaigns in different seasons over the span of 1 year. The environmental variables were monitored throughout the year by asphalt thermocouples, a frost rod, and time-domain reflectometer (TDR) probes. The mechanical response sensors and the environmental sensors were found to be a reliable data collection method throughout the entire year. By comparing the recorded response values to the MLET calculated values, it was shown that it is possible to model the mechanical behaviour of pavement structures using linear-elastic MLET if the temperature variations in the asphalt layer and the moisture variations in the granular layers are taken into account. / Utvecklingen av det strukturella tillståndet av vägbyggnader är beroende av trafikmängd samt vägkonstruktionens omgivningsfaktorer. En mekanistisk-empiriskdimensioneringsmetod för vägkonstruktioner är under utveckling i Sverige med huvudsyftet att på realistiskt sätt kunna förutsäga vägens respons och tillståndsutveckling. En M-E dimensionering betyder att man applicerar mekanistiska grundprinciper för att bestämma vägkonstruktionens respons under trafikbelastning och tillämpar sedan överföringsfunktioner för att förutsäga nedbrytningsförloppet. Att använda en mekanistiskt baserad metod innebär att man får en grundläggande förståelse av hur vägkonstruktionen svarar på en specifik påverkan eller belastning. Detta mera realistiska tillvägagångsätt ger dessutom ökad flexibilitet och gör att metoden kan appliceras vid nya belastningsfall eller under nya klimatförhållanden. Det blir därför möjligt att ta hänsyn till det riktiga belastningsfallet under de rätta klimatförhållandena. Detta gör att nyamodeller för vägkonstruktionens respons behövs och att dessa måste valideras för realistiska trafikbelastningsfall. I denna licentiatavhandling undersöks hur omgivningsvariabler och trafikbelastning från tunga lastbilar påverkar vägkonstruktioner. Resultat från denna studie bygger på omgivningsdata från ett stort antal mätstationer i Sverige och från mätningar från två instrumenterade vägsträckor nära byn Långträski Norrland. Båda vägkonstruktionerna består av tunna vägöverbyggnader och därför är responsen starkt beroende av beläggningstemperaturen och fuktinnehållet i vägbyggnadens obundna lager samt frostdjupet.Rapporten bygger på tre publikationer.Första artikeln presenterar hur frostdjup i svenska vägar kan förutsägas utifrån en statistisk modell som använder ett frostindex beräknat från lufttemperaturen. Modellen bygger på en anpassning av data från 44 meteorologiska väderstationer och 49 av Trafikverkets väderinformationsstationer distribuerade över alla fem klimatzoner i Sverige. Den andra artikeln fokuserar på responsmätningar från en instrumenterad vägtestplats där både fallvikt samt tunga lastbilar har använts för lastgenerering. Den vägtekniska instrumenteringen bestod av asfalttöjningsgivare (ASG), trycktöjningsgivare (MU), och jordtyckceller (SPC) installerade på olika djup. Styvhet av de olika lagren bakberäknades baserat på data från fallviktsmätningarna. De registrerade värdena från de vägtekniska givarna jämfördes med desom beräknades med hjälp av beräkningsverktyget ERAPave. Tre lastbilar med den totala tyngden mellan ~64 –~74 ton användes sedan för att jämföra deras relativa nedbrytningseffekt. Slutsatsen är att om antal axlar ökas med ökad tyngdoch om parmonterade däck användes är nedbrytningseffekten från 74 ton lastbil inte större än från en lättare lastbil med färre axlar. I artikel tre fokuseras det på effekten av hur klimatfaktorer påverkar vägkonstruktionens respons. Samma lastbilar som iden andra artikeln användes under fyra mätkampanjer vid olika tidpunkter på året. Omgivningsparametrarna registrerades i form av beläggningstemperatur och fukt i de obundna lagren samt frostdjupet. Vägens mekaniska respons beräknades genom att uppdatera styvhetsmodulerna utifrån beläggningens temperatur och de obundna lagrens med fuktkvoter och jämföra med de uppmätta responsvärdena. Beräkningsmetodiken visar sig ge bra överensstämmelse med det om uppmättes. / <p>QC 210303</p>

In the manufacturing process of mineral wool insulation plates, defects arise, such as unmelted base minerals and uncured binder which gets embedded within the plates. To be able to sort out these defective plates from a manufacturing line, a reliable quality assessment is needed. The aim is to find an ultrasonic non-destructive testing method that can identify the embedded defects. This was achieved through experiments on defective insulation plates using three different ultrasonic non-destructive testing methods that were of interest. These methods were higher harmonics, pulse-echo and through transmission. Of these three, the through transmission method showed the most promising results in finding the defects that were sought after. The through transmission method utilizes two aligned transducers, one acting as a transmitter and one as a receiver. When the defective area passes through the sound beam between the transducers the intensity of the beam drops, indicating that a defect is present. The weakened intensity is due to the signal attenuation, mainly caused by the higher density of the defects compared to the base material in the surrounding insulation plate. The method is well suited for being implemented in a production line since it’s a fast method and, therefore, suited for moving objects. More measurements are needed to establish a reliable reference value to consistently distinguish the defects from the surrounding plate. The method was only evaluated in a small scale experimental environment so further experiments on a larger scale are needed to mimic and evaluate the reliability in the real case scenario of the production lines. / I tillverkningsprocessen av isolerskivor i stenull uppstår inneboende defekter i isolerskivorna, dessa defekter består av osmälta basmineraler och ohärdat bindemedel. För att kunna sortera bort dessa skadade skivor från tillverkningslinjen behövs en pålitlig metod för kvalitetsbedömning. Avsikten med det här arbetet är att hitta en oförstörande provningsmetod baserad på ultraljud som kan identifiera de inneboende defekterna. Detta genomfördes genom experiment på defekta isolerskivor med tre olika oförstörande provningsmetoder baserade på ultraljud. Dessa metoderna var, higher harmonics, pitch-echo och through transmission. Through transmission visade lovande resultat i att identifiera de båda typerna av skador. Metoden är baserad på att en sändare sänder ut ultraljud till en mottagare placerad i linje med sändaren. När ett defekt område passerar ultraljudsvågen mellan sändaren och mottagaren försvagas intensiteten av signalen. Försvagningen av signalen beror mestadels på att densiteten är högre hos defekterna än hos basmaterialet i isolerskivan. Denna försvagning indikerar att en defekt befinner sig i mätområdet. Metoden är väl implementerbar i en tillverkningslinje, då det är en snabb metod vilket den behöver vara då objektet är i rörelse. Mer mätningar behövs för att fastställa ett pålitligt referensvärde för att konsekvent kunna sortera ut de defekta isolerskivorna. Metoden är endast utvärderad i en småskalig laborationsmiljö och det behövs fler tester i en större skala undersöka pålitligheten i det verkliga scenariot med tillverkningslinjen.

Ce travail de thèse porte sur le développement et l’optimisation de capteurs dans le cadre du contrôle non destructif (CND) par courants de Foucault (CF). Le manuscrit présente plusieurs réalisations de capteurs CF souples gravés sur film Kapton. Un premier volet décrit l’évaluation des paramètres électromagnétiques (conductivité électrique σ et perméabilité magnétique µ) des matériaux typiquement rencontrés en CND par CF. Des méthodes conventionnelles pour estimer σ et µ ont été investiguées et mises en œuvre : il s’agit de la méthode à quatre pointes et du perméamètre. Néanmoins, ces méthodes présentent des difficultés pratiques au regard de l’état de surface (peinture, corrosion,…) et de la géométrie de l’échantillon. Deux capteurs ont donc été conçus : le premier composé d’une bobine d’émission et d’une bobine de réception afin d’évaluer la conductivité des matériaux purement conducteurs, puis le second composé d’un bobinage émetteur et d’une GMR pour évaluer la perméabilité magnétique. La conception des motifs et des résultats expérimentaux sont présentés dans le manuscrit. Le second volet décrit le développement d’un imageur CF flexible statique. L’imageur est un capteur multiélément composé de 576 récepteurs disposés en matrice permettant d’inspecter la surface d’une pièce sans déplacement du capteur par rapport à cette dernière. Le contrôle par l’imageur statique permet d’obtenir une image pixélisée de la surface sous le capteur. L’imageur a été optimisé de manière à détecter un défaut surfacique d’au moins 1 mm de long et d’orientation donnée quel que soit son emplacement vis-à-vis des bobines réceptrices. La conception du capteur et son évaluation expérimentale sont donnés dans le manuscrit. / The work of this thesis focuses on the development and the optimization of probes for non-destructive testing (NDT) by Eddy Currents (EC). The manuscript presents several achievements of flexible EC probes engraved on Kapton film. The first part describes the evaluation of the electromagnetic parameters (electrical conductivity σ and magnetic permeability µ) of materials typically encountered in NDT by EC. Conventional methods to estimate σ and μ have been investigated and implemented: it is the four-point probe and the permeameter. However, these methods present practical difficulties relating to the surface condition (paint, corrosion,…) and the sample geometry. Two probes have therefore been designed: the first is composed of a transmitting and a receiving coil in order to evaluate the conductivity of purely conductive materials, and the second is composed of a transmitter coil and a GMR for evaluate the magnetic permeability. Design patterns and experimental results are presented in the manuscript. The second part describes the development of a flexible static EC imager. The imager is a multielement probe composed of 576 receivers arranged in a matrix allowing to inspect the surface of a structure under test without moving the probe relative to the sample surface. The inspection by the static imager provides a pixelated image of the surface under the probe. The imager has been optimized to detect a surface defect of at least 1 mm long of given orientation regardless of its location relative to the receiver coils. The design of the probe and its experimental evaluation are given in the manuscript.

The diploma thesis deals with the possibilities of evaluating the degradation of mechanical resistance of non-air-entrained concrete in the structure by frost cycles. The first part is focused on concrete, its resistance and test methods. This is followed by the definition of frost resistance, the effects of freeze-thaw on concrete at all stages of its service life and the possibilities of determining freeze-thaw resistance according to current standards. It describes in more detail selected test methods for determining frost resistance. In the practical part, it focuses on the determination of degradation resistance of test specimens made in molds and taken from the structure using reference and non-reference methods. In conclusion, it compares the different test methods and their suitability for the determination of freeze-thaw resistance.

No description available.