Bart Bonnares Elektronica de nayer Rapport over het gebruik van ultrasoon onderzoek ter controle van gestuiklaste polyethyleen buizen Rapport over het gebruik van ultrasoon onderzoek ter controle van gestuiklaste polyethyleen buizen Jeroen: Ons case gaat overhet gebruik van ultrasoon onderzoek van gestuiklaste polyethyleen buizen. En wij zijn: Bart Bonnares Elektronica de nayer Jeroen De Droogh IO te kortrijk

BECETEL (Belgisch Centrum voor Technologisch Onderzoek van Leidingen en Toebehoren) Bart: Becetel onderzoeksinstelling bezig met onderzoek naar en op kunststoffen. contactpersoon Prof. ir. P Vanspeybroeck VMW integraal waterbedrijf verantwoordelijk voor kringloopbenadering, vernieuwing, producten en diensten Zijn feitelijk opdrachtgevers van de case. Eerst doorgespeeld aan BECETEL en dan aan Denayer

McElroy Manufacturing HDPE Stuiklassen Bart: Ultrasoononderzoek UltraMc McElroy Manufacturing Rapport over het gebruik van ultrasoononderzoek ter controle van gestuiklaste polyethyleen buizen

Doelstellingen van de case Stand van zaken in het onderzoek van de UltraMc Zijn er verbeteringen mogelijk aan het toestel Het ultrasoon onderzoek van polyethyleen stuiknaden in vraag stellen. Bart:

Hoge dichtheidpolyetheen HDPE Jeroen: Polyetheen is een kunststof die zijn opkomst rond de jaren veertig. Het hoord bij de thermoplasten

Polymerisatie van etheen tot polyetheen Jeroen: de polymerisatie van etheen  polyetheen Polyetheen wordt in twee grote klassen verdeeld afhankelijk van productieprocédé hoge druk polyetheen of lage dichtheidpolyetheen (LDPE) lage druk polytheen of hoge dichtheidpolyetheen (HDPE) Verder is er nog een derde klasse die recentelijk in belang gewonnen heeft namelijk MDPE midden dichtheidspolyethyleen. Voordelen van HDPE: Goedkoop Voordelen van LDPE: zeer hoge kristallisatiegraad Slagvast Weinig tot geen chamische aantasting Nadeel van deze kunststoffen is dat ze verouderenonder gelijktijdige inwerking van licht lucht en vocht. Twee grote klassen afhankelijk van productieprocédé hoge druk polyetheen of lage dichtheidpolyetheen (LDPE) lage druk polytheen of hoge dichtheidpolyetheen (HDPE)

Hoge dichtheidpolyetheen (HDPE) Buizen Chemicaliën industrie Gas en water distributie PE-buizenwerk is nu meer dan 30.000 km Afvalwater sector (Aquafin) Stortplaatsen (OVAM). Andere toepassingen: emmers, kratten, vaten, speelgoed, huishoudelijke artikelen,… Jeroen: De toepassingen van HDPE

Hoge dichtheidpolyetheen (HDPE) Soortelijk massa: 0.95 g/cm³ Mechanische eigenschappen Thermische eigenschappen Treksterkte 23 N/mm² Smeltpunt 125°C E- modulus 1000 N/mm² Warmtegeleidbaarheid 0.37 W/gKm Wrijvingscoëfficiënt 0.29 Lineaire uitzetting coëfficiënt 0.2 mm/mºC Jeroen: Om een marteriaal te kennen moet je zijn eigenschappen kennen. Zeer belnagrijke mechanische eigenschap in het verdere verloop van het verhaal is de E-modulus De E-modulus geeft een verband tussen de opgenomen spanningen en de ondergane rek weer. (schets van spanning rek diagramma: aanduiden van de E-modulus als hoek van de oplopende curve) Table Relevante getalwaarden voor HDPE (bron: Vink NV)

Hoge dichtheidpolyetheen (HDPE) Smeltindex Jeroen: Hier een voorbeeld van de grote verschillen in de waarden van de fysische eigenschappen van HDPE. Smeltindex: een maat voor de vloeibaarheid Een lage MI wijst op een hoge viscositeit. Smeltindex PE (bron: Georg Fischer +GF+)

Stuiklassen Bart:

Plaatsen van de spiegel Verwijderen van de spiegel Voorbereiding Inklemming Frezen Plaatsen van de spiegel Verwijderen van de spiegel Uitlijning Reiniging Opwarmen onder druk Lassen onder druk Bart: Belangrijke stappen die soms vergeten worden, of slecht uitgevoerd worden zijn hetfrezen en het renigen Afkoeling Inspectie

Problemen bij het verbinden van PE- buizen Dit lasprocédé wordt gekarakteriseerd door drie parameters: Druk Tijd Warmte-energie t1 t2 t3 t4 t5 t6 p1 p2 p3 Opwarmtijd Doorwarmtijd Maximale omschakeltijd Maximale drukopvoertijd Minimale lastijd Minimale koeltijd Opwarmdruk Doorwarmdruk Lasdruk Bart:

Problemen bij het verbinden van PE- buizen De volgende parameters zijn essentieel voor een goed stuiklas: Opstelling Schakeltijd Hoogte van het opstuiken van de lasril Doorwarmtijd: opwarming van de te verbinden randen Koeltijd: het geheel ingeklemd af te koelen Lastemperatuur Zuiverheid van het werkstuk en materiaal Lasdruk: de druk waarmee de twee verwarmde buisuiteinde tegen elkaar worden gedrukt Bart:

Problemen bij het verbinden van PE- buizen Het belang van een goede procedure: Probleem bij aanleg distributienet in Palestina: slechte hecting van de lassen Slechte lassen door slecht afschrapen van kanten Oplossing het gebruik van halfautomatische schrapers en een grotere put graven waarin gewerkt wordt Bart:

Problemen bij het verbinden van PE- buizen Interne fouten? Jeroen: Er is de visuele controle en de parameter beheersing, maar die garanderen geen afwezigheid van interne fouten.

Ultrasoononderzoek Jeroen: Een las zonder discontinuïteiten bestaat niet maar men moet kunnen nagaan of deze fouten aanvaarbaar zijn. Voor het detecteren van fouten zijn er verschillende methodes van NDO en hier heeft ultrasoon onderzoek zich al in bewezen in de metaalindustrie.

Basis principe van ultrasoon onderzoek Jeroen: Er bestaan twee basis principes: de puls-echo-methode wordt op regelmatige tijdsstippen een puls uitgestuurd. de pitch-catch-methode wordt er door een kristal continu een signaal uitgezonden en staat een ander kristal in voor het opvangen van het signaal.

Basis principe van ultrasoon onderzoek Jeroen: Hier staat een voorbeeld van puls-echo-methode Basis principe: Insturen van een golf op vastgelegde tijdstippen Reflectie van de golf op de achterwand Opvangen van de golf Tijdsverschil geeft aan hoelang de golf onderweg is geweest Bij een fout in het stuk: vroegtijdig terugkeren van de golf Niet terugkeren van de golf

Verschillende soorten golven Jeroen Type golf Transversale golven treedt de oscillatie dwars op de voortplantingsrichting op Longitudinale oscillatie evenwijdig aan de voortplantingsrichting van de golf Oppervlaktegolven Bij onderzoek op PE gebruikt men longitudinale golven

Wet van Snellius Jeroen: Wet van Snellius: Een golf plant zich rechtlijnig voort, zolang het in eenzelfde middenstof blijft. Maar bij overgang van de ene middenstof naar de andere, buigt de golf af. Verliezen zijn afkomstig van inkoppeling, energie wordt verdeeld over verschillende golven: Reflecterende Trans longitudinale Niet-reflecterende Longitudinale Voordeel dat de golf afhaneklijk is van de invalshoek is dat men met eenjuiste keuze een aantal hoeken kan uitsluiten.

Ultrasoon onderzoek biedt: Kan zeer goed inwendige vlakke fouten detecteren. Apparatuur is gemakkelijk verplaatsbaar Te automatiseren. Slecht langs 1 zijde is toegang tot het werkstuk noodzakelijk. Men kan de werkelijke lengte, dikte en diepte bepalen van fouten. Voordelen Het resultaat  afgelezen en geïnterpreteerd worden ervaren operators Moeilijk toepasbaar op complexe vormen, ruw oppervlak en zeer kleine en dunne onderdelen. Vraagt veel voorbereiding (kalibreren) alvorens te kunnen meten. Noodzakelijk koppelmiddel De taster moet de vorm van het oppervlak kunnen volgen. Nadelen

UltraMc UltraMc McElroy Manufacturing McElroy Manufacturing Jeroen McElroy Manufacturing bracht in 1997 de UltraMc op de markt McElroy Manufacturing is een van de wereldleiders in het verbinden van PE-buizen en alles wat daar rechtstreeks mee te maken heeft.

UltraMc McElroy Manufacturing In functie van tijd Jeroen puls-echo-methode Realtime analyse aan de hand van golfpatroonherkenning en tijdsmeting

UltraMc McElroy Manufacturing Ervaringen: Niet reproduceerbaarheid van de proeven Constructie problemen van de taster en zijn geleiding Gevoeligheid Vorm Gebruiksvriendelijkheid Verouderde hardware van het toestel Oude CPU Oude operatingsystem Bart

Is het UltraMc zijn schuld alleen ? E- modulus   Type materiaal Temperatuur Interne spanningen Uitwendige spanningen Productieproces Jeroen:

Eindconclusie UltraMC: Het toestel is ongeschikt voor een juiste evaluatie van een stuiklasnaad op een hoge dichtheidspolyethyleen. Ultrasoon onderzoek Op dit ogenblik is het zeer moeilijk om een definitief besluit te trekken over de toekomst van ultrasoon onderzoek op kunststoffen daar de kennis over het basismateriaal nog te beperkt is. Bart - UltraMC: Jeroen - Ultrasoon onderzoek: We stellen ons vragen bij de relevantie van US op HDPE om dat de kennis van de kuntstuf nog zo weinige is en zeer afhankelijk is van de kunststof zelf Bart Algemeen besluit Voorlopig zal men zijn aandacht moeten concentreren op het voorkomen van fouten door het opstellen van goede procedures die door het uitvoerend personeel nauwgezet worden nagevolgd.  Want voorkomen is beter dan te moeten constateren dat het fout is.

Vragen ? Bart