A52M/SA52 Dissimilar Metal RPV Repair Weld : Experimental Evaluation and Post-Weld Characterizations

Aging management of the existing fleet of nuclear power plants is becoming an increasingly important topic, especially as many units are approaching their design lifetimes or are entering long-term operation. As these plants continue to age, there is an increased probability for the need of repairs due to extended exposure to a harsh environment. It is paramount that qualified and validated solutions are readily available. A repair method for a postulated through cladding crack into the low alloy steel of a nuclear power plant’s reactor pressure vessel has been investigated in this study. This paper is part of larger study that evaluates the current possibilities of such repair welds. The present paper documents the weld-trials and method selection. A parallel paper describes numerical simulations and optimization of weld parameters. The presented weld-trial represents a case where a postulated crack has been excavated and repaired using a nickel base Alloy 52M filler metal by gas metal arc welding-cold metal transfer with a robotic arm. A SA235 structural steel has been used as a base material in this weld-trial. No pre-heating or post-weld heat treatment will be applied, as it would be nearly impossible to apply these treatments in a reactor pressure vessel repair situation. While Alloy 52M presents good material properties, in terms of resistance to environmentally assisted degradation mechanisms, such as primary water stress corrosion cracking, it is notoriously difficult to weld. Some difficulties and challenges during welding include a sluggish weld puddle, formation of titanium and/or aluminium oxides and its susceptibility to lack of fusion defects and weld metal cracking, such as ductility dip cracking and solidification cracking. Moreover, gas metal arc welding-cold metal transfer is not traditionally used in the nuclear industry. Nonetheless, it presents some interesting advantages, specifically concerning heat input requirements and automation possibilities, as compared to traditional welding methods. The mechanical properties, in terms of indentation hardness, and microstructure of a weld-trial sample have been evaluated in this study. The fusion boundary and heat affected zone were the main areas of focus when evaluating the mechanical and microstructural properties. Detailed microstructural characterization using electron backscatter diffraction and nanoindentation were performed across the weld interface. Based on these results, the gas metal arc welding cold metal transfer is seen as a potential high-quality weld method for reactor pressure vessel repair cases.acceptedVersionPeer reviewe

Media- ja viestintäpolitiikan nykytila ja mittaaminen

Tämä tutkimushanke on toteutettu liikenne- ja viestintäministeriön toimeksiannosta yhteistyössä media-alan toimijoiden kanssa. Sen tavoitteena on ollut tuottaa uuden kansallisen mediapoliittisen ohjelman valmistelutyön pohjaksi monialainen yhteiskuntatieteellinen perusselvitys mediapolitiikan nykytilasta Suomessa. Aiemman sektoripohjaisen lähestymistavan sijaan tässä raportissa on haettu uutta, kokonaisvaltaisempaa tapaa hahmottaa median ja viestinnän kehitystä. Niinpä käsillä olevassa loppuraportissa nykyistä tilannetta kuvataan seitsemän media- ja viestintäpolitiikan perusperiaatteen (Pi-card ja Pickard 2017) sekä kansainvälisen vertailun näkökulmasta eri aineistojen avulla. Raportissa esitellään selvitystyön tuloksien pohjalta laadittu mittaristomalli suomalaisen media- ja viestintäpolitiikan eri osa-alueiden muutoksen seurantaa varten. Seitsemän osa-alueen muutoksen seuraamiseksi ehdotetaan kaikkiaan 26 muuttu-jaa ja 52 eri indikaattoria. Muuttujat edustavat kunkin perusperiaatteen keskeisiä ulottuvuuksia. Ehdotetut indikaattorit ovat pääosin määrällisiä ja perustuvat olemassa olevaan numeeriseen tietoon, jota päivitetään säännöllisesti. Näin ollen moni indikaattori mahdollistaa pidemmän aikavälin kehityksen tarkastelun myös taannehtivasti. Osa mittareista edellyttää kuiten-kin dataa, jota ei toistaiseksi ole olemassa tai jonka tuottaminen tulisi käynnistää uudelleen. Raportin päätteeksi tekijät esittävät omat suosituksensa jatkotoimist

ARCH 14 - International Conference on Research on Health Care Architecture - November 19-21, 2014, Espoo, Finland - Conference Proceedings

Healthcare Architecture has grown rapidly in recent years. However, there are still many questions remaining. The commission, therefore, is to share the existing research knowledge and latest results and to carry out research projects focusing more specifically on the health care situation in a variety of contexts. The ARCH14 conference was the third conference in the series of ARCH conferences on Research on Health Care Architecture initiated by Chalmers University. It was realized in collaboration with the Nordic Research Network for Healthcare Architecture .It was a joint event between Aalto University, Finnish Institute of Occupational Health (FIOH) and National Institute of Health and Welfare (THL International).The conference gathered together more than 70 researchers and practitioners from across disciplines and countries to discuss the current themes

Design of a projectile for impact testing

VTT Technical Research Centre of Finland has studied missile (projectile) impacts against various targets to provide data for the calibration and verification of impact models of a loading scenario where an aircraft impacts against a nuclear power plant. Missiles used in the previous tests have been cylindrical aluminium and steel pipes. The subject of this thesis is to develop a more structurally complex airplane-like missile. The objective is to produce an impact loading transient with a changing loading area resembling full scale aircraft impact. In the thesis studies concerning airplane impact are discussed, Riera's method of determining impact loads is presented and impact loads of an airplane are calculated against a rigid target. Using dimensional analysis it is determined whether the missile structure can be designed scalable so that missile impact can be used to make assumptions of full scale impact. The missile is designed and verified to be suitable for experimental testing. Analytical impact calculations indicate that the impact force and area are in agreement with the objectives. Similarity with full scale aircraft impact is not fully obtained. Although the experimental results are not directly scalable, the missile will be useful in experimental impact testing against reinforced concrete walls. The missile provides a good basis for further missile developmen

Kvasihauraiden materiaalien murtumisen mallinnusmenetelmien kehitys

The fracture and failure of quasi-brittle materials such as concrete and rock is a complicated process and difficult to model numerically. Such materials are heterogeneous and contain small internal defects and often fail in a quasi-brittle manner, caused by the growth and coalescence of the internal cracks, which adjoin to cause a macroscopic fracture with a considerable fracture process zone. The aim of this work is to develop methods for modelling the different phases of the failure process of quasi-brittle materials, starting from the behaviour of microcracks, onto the coalescence of the microcracks into macrocracking and finally to the continuous propagation of the macrocracks. The methods are based on fracture mechanics, continuum mechanics and numerical techniques and they were developed to be compatible with commercial finite element software. A combined analytical-numerical method for capturing the effects of microcracks on a continuum scale is presented and applied for large arrays of microcracks. The results show that the interaction of the microcracks is essential as it increases the susceptibility to fracture and affects the material's continuum response. Crack interaction plays a key role in compressive failure, which is demonstrated by studying wing-crack growth under compression. The growth of wing-cracks can lead to compressive failure, but the growth is easily halted by lateral confinement. The numerical study of 3-D wing-crack systems suggests that the interaction of suitably oriented crack systems can overcome the arresting effects of lateral confinement, leading to compressive failure. A remeshing method was developed to discretize internal fracturing, based on a fictitious crack approach. Directional softening of the material creates a stress-free plane, which can be converted into a free surface without disturbing the equilibrium. The method was implemented on top of Abaqus FE software and demonstrated with simple test cases. The post-failure phase of the failure process was captured with a cohesive surface method implemented in Abaqus. Cohesive elements that are potential fracture locations were inserted at each element boundary and the fragmentation continuously progresses as the interface elements fail. The crushing of an ice sheet simulated with the method predicted failure modes, contact forces and high-pressure locations similar to that observed experimentally. The development of quasi-brittle failure modelling methods is gaining new momentum with the increase of computational power, which allows the application of more sophisticated tools. This work contributes to that field with new methods, case studies and novel results relevant for the engineering community.Kvasihauraan materiaalin murtumisprosessi on monimutkainen ja vaikea mallintaa. Tällaiset materiaalit ovat heterogeenisia ja sisältävät sisäisiä vikoja, jotka kuormituksen alla kasvavat ja yhdistyvät makrosäröksi, jonka kärjessä on merkittävä prosessivyöhyke. Tämän työn tavoitteena on kehittää menetelmiä mallintamaan kvasihauraiden materiaalien murtumisprosessin eri vaiheita alkaen mikrosäröjen käyttäytymisestä ja niiden yhdistymisestä makrosäröiksi ja päättyen makrosäröjen etenemiseen sekä materiaalin jatkuvan murtumisen kuvaamiseen. Kehitetyt menetelmät pohjautuvat murtumismekaniikkaan, kontinuumimekaniikkaan sekä numeerisiin tekniikoihin ja ne suunniteltiin yhteensopiviksi elementtimenetelmään ohjelmistojen kanssa. Työ esittää analyyttisen-numeerisen menetelmän, joka kehitettiin kuvaamaan mikrosäröjen vaikutuksia materiaalissa. Menetelmällä mallinnettiin tapauksia, joissa materiaalissa on suuri joukko pieniä alkusäröjä. Tulosten perusteella säröjen vuorovaikutus on tärkeä huomioida, koska se lisää materiaalin alttiutta murtumiselle ja vaikuttaa materiaalin kontinuumikäyttäytymiseen. Säröjen vuorovaikutus on tärkeässä roolissa myös materiaalin puristusmurrossa, mikä demonstroitiin mallintamalla siipisäröjen (wing crack) yhdistymisen aiheuttamaa puristusmurtoa. Työssä esitetty 3-D siipisärösysteemeiden mallinnus osoittaa, että säröjen vuorovaikutuksen särönkasvua edistävä vaikutus voi ylittää lateraalisen puristuksen särönkasvua pysäyttävän vaikutuksen, mikä voi mahdollistaa puristusmurron myös Työssä esitetään menetelmä laskentamallin uudelleenverkotukseen, joka muuttaa materiaalimallin ennustamat sisäiset säröt diskreeteiksi. Materiaalin suuntautunut pehmeneminen johtaa sisäiseen jännityksettömään tasoon, joka voidaan muuttaa vapaiksi pinnoiksi häiritsemättä ratkaisun tasapainoa. Menetelmä on yhteensopiva Abaqus –elementtimenetelmäohjelmiston kanssa ja sen toimivuus demonstroitiin yksinkertaisilla testitapauksilla. Jatkuvan murtumisen vaihe kuvattiin työssä käyttäen koheesiivisiin elementteihin pohjautuvaa mallinnustekniikkaa, joka implementoitiin Abaqus –elementtimenetelmäohjelmistoon. Materiaalin säröily keskittyy kontinuumielementtien rajapinnoissa oleviin koheesiivisiin elementteihin, joiden vaurioituminen mahdollistaa elementtien irtoamisen toisistaan ja siten materiaalin fragmentoitumisen. Menetelmää sovellettiin kuvaamaan jäälevyn murtumista puristuksessa. Simulaation ennustamat vauriomuodot, kontaktialueet ja –voimat olivat samankaltaisia referenssikokeiden kanssa. Tietokonekapasiteetin kasvu edistää tutkimusta kvasihauraiden materiaalien mallinnuksesta ja mahdollistaa kehittyneempien menetelmien käyttöönoton. Tämä työ on edistänyt tätä tutkimusalaa kehittämällä uusia menetelmiä ja soveltamalla niitä relevantteihin tarkastelutapauksiin sekä uusilla tuloksilla, jotka ovat merkityksellisiä insinööriyhteisölle