{"id":339,"date":"2016-04-26T07:43:01","date_gmt":"2016-04-26T04:43:01","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/?p=339"},"modified":"2017-12-12T11:12:52","modified_gmt":"2017-12-12T09:12:52","slug":"arktisen-hitsauksen-haasteita-weldarc-projektissa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/2016\/04\/26\/arktisen-hitsauksen-haasteita-weldarc-projektissa\/","title":{"rendered":"Arktisen hitsauksen haasteita WeldArc -projektissa"},"content":{"rendered":"

Lataa PDF-tiedosto<\/a>\"Tekes_logo_sininen\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Kimmo Keltam\u00e4ki, DI, erityisasiantuntija, ASM-tutkimusryhm\u00e4, Lapin ammattikorkeakoulu <\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Tausta ja idea<\/h2>\n

Arktiselle alueelle ei ole yksiselitteist\u00e4 m\u00e4\u00e4ritelm\u00e4\u00e4. Alueen rajaus vaihtelee eri tieteenalojen ja poliittisten sopimusten mukaan. Suomen arktisessa strategiassa 2013<\/a> arktinen alue ymm\u00e4rret\u00e4\u00e4n tilanteen mukaan joustavasti. Noin nelj\u00e4nnes Suomen pinta-alasta on Lapissa napapiirin pohjoispuolella. Suomen arktisen strategian 2013 l\u00e4ht\u00f6kohtana on, ett\u00e4 koko maassa on arktista osaamista ja ett\u00e4 arktisuus on relevanttia koko Suomen alueella. T\u00e4ss\u00e4 projektissa keskityt\u00e4\u00e4n Pohjois-Suomen yritysten, kaivosten ja oppilaitosten arktisen osaamisen kehitt\u00e4miseen. Tutkimuksen keih\u00e4\u00e4nk\u00e4rki kohdistuu arktiseen hitsaukseen ja siin\u00e4 tapahtuvien ilmi\u00f6iden hallintaan. Lapin AMK strategia tukee Arktista huippututkimusta.<\/p>\n

Arktinen hitsaus, sen tutkiminen ja hitsauksessa tapahtuvat ilmi\u00f6t voidaan jaotella kahteen erilaiseen tapaukseen hitsauksen toteutuksen mukaan. Voidaan hitsata tuote tai rakenne arktiseen kohteeseen, mutta varsinainen hitsaus tapahtuu optimaalisissa olosuhteissa esim. konepajassa. Toisaalta hitsaus voidaan toteuttaa tuotteen ja rakenteen loppusijoituskohteessa paikanp\u00e4\u00e4ll\u00e4 arktisissa olosuhteissa, jolloin puhutaan varsinaisesti \u201dArktisesta hitsauksesta\u201d. T\u00e4ll\u00f6in tapauksessa 2 on hitsauksen ja siell\u00e4 tapahtuvien ilmi\u00f6iden hallinta huomattavasti kriittisemp\u00e4\u00e4 lopputuotteen tai -rakenteen kest\u00e4vyyden kannalta. Kuitenkin tapauksessa 1 pit\u00e4\u00e4 my\u00f6s huomioida hitsauksen onnistuminen ja ilmi\u00f6t, jotta tuote tai rakenne tulee kest\u00e4m\u00e4\u00e4n loppusijoituskohteessa. T\u00e4h\u00e4n on olemassa standardeja mm. hitsaukseen ja ter\u00e4srakentamiseen SFS-EN 1090.<\/p>\n

Projektin sis\u00e4lt\u00f6\u00e4<\/h2>\n

Projektissa on tarkoituksena kehitt\u00e4\u00e4 Lapin ammattikorkeakoulun Rovaniemen yksik\u00f6ss\u00e4 sijaitsevaan Arctic Power laboratorioon arktisen hitsauksen tutkimusymp\u00e4rist\u00f6, jossa voidaan reaaliaikaisesti seurata ja muuttaa olosuhteita, l\u00e4mp\u00f6tilaa, kosteutta, tuulta, jne. T\u00e4t\u00e4 arktisen hitsauksen tutkimusymp\u00e4rist\u00f6\u00e4 voitaisiin k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 my\u00f6s pidemm\u00e4ll\u00e4 aikaj\u00e4nteell\u00e4 esim. ter\u00e4sten standardin mukaisten kylm\u00e4halkeamakokeiden tekemiseen eri l\u00e4mp\u00f6tiloissa erilaisilla lis\u00e4aineilla, joiden perusteella voidaan kirjoittaa perusteellisempia suosituksia eri ter\u00e4slaaduille ja liitostyypeille. N\u00e4in kilpailuetua syntyy yrityksille ja toimijoille, jotka hy\u00f6dynt\u00e4v\u00e4t tehokkaasti t\u00e4t\u00e4 tutkimuksista kertyv\u00e4\u00e4 reaaliaikaista \u201darktista dataa\u201d. Kuvassa 1 on hitsaustutkimuksiin k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 hitsausyksikk\u00f6.<\/p>\n

\"Kuva<\/a><\/p>\n

Kuva 1. <\/strong>Hitsausyksikk\u00f6 (Antti Vimpari 2016)<\/p>\n

Tutkimuksessa menn\u00e4\u00e4n uudelle alueelle, jolta ei juuri ole aikaisempaa tieteellist\u00e4 tutkimusta. Esab on tutkinut hitsausta ty\u00f6pajal\u00e4mp\u00f6tilaa (+15 \u00b0C) alemmissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa 1960-luvulla. VTT on tutkinut 1980 luvulla arktisiin kohteisiin k\u00e4ytett\u00e4vien hienoraeter\u00e4sten sitkeyden varmistamista mikrorakenteen avulla, sek\u00e4 korjaushitsausta pakkasolosuhteissa. Lappeenrannan tekninen yliopisto tutkii t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 eri materiaalien mahdollisuuksia arktisiin olosuhteisiin. T\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa on kuitenkin n\u00e4ihin aikaisempiin tutkimuksiin poiketen tarkoitus testata k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 ja tutkia teoriassa mit\u00e4 arktisessa hitsauksessa, esil\u00e4mmityksess\u00e4, lis\u00e4aineissa ja muissa pakkasolosuhdeilmi\u00f6iss\u00e4 pit\u00e4\u00e4 ottaa huomioon, jotta saadaan hitsattua laadultaan hyv\u00e4ksytt\u00e4vi\u00e4 rakenteita. Mukana olevilta laitevalmistajilta (Retco ja Kemppi) saadaan testattavaksi osallistujayrityksille viimeisint\u00e4 hitsaus ja liit\u00e4nt\u00e4 teknologiaa olevat laitteet. N\u00e4m\u00e4 tuo erityist\u00e4 uutuudenarvoa projektille ja sen toteutukselle. Esiselvitysten mukaan kysynt\u00e4\u00e4 t\u00e4m\u00e4n kaltaiselle projektille on Lapin pk-yrityksill\u00e4, ter\u00e4ksen valmistajilla sek\u00e4 kaivoksissa.<\/p>\n

Projektin tavoitteena on parantaa vaativissa, etenkin arktisissa, olosuhteissa toimivien yritysten hitsaustiet\u00e4myst\u00e4 yhdess\u00e4 materiaali ja teknologiatoimittajien kanssa. Toisena tavoitteena on nostaa osallistujayritysten osaamisen tasoa siten, ett\u00e4 ne voivat tulevaisuudessa hitsata arktisissa olosuhteissa erikoister\u00e4ksi\u00e4 ilman, ett\u00e4 ty\u00f6turvallisuus, ekologisuus ja laatu k\u00e4rsiv\u00e4t. My\u00f6s Lapin ammattikorkeakoulun Arctic Steel and Mining TKI-ryhm\u00e4 osaaminen ja tietotaitoa paranee sek\u00e4 opetuksen taso nousee.<\/p>\n

Tutkimuksen tulee vastata seuraaviin tutkimuskysymyksiin:<\/p>\n

    \n
  1. Mit\u00e4 on arktinen hitsaus ja miten sit\u00e4 pystyt\u00e4\u00e4n laboratoriomittakaavassa mallintamaan?<\/li>\n
  2. Mitk\u00e4 ovat todelliset esil\u00e4mmitystarpeet uusille kulutus- ja rakenneter\u00e4ksille?<\/li>\n
  3. Miten arktisesti hitsattuja liitoksia voidaan tutkia parhaiten?<\/li>\n
  4. Mitk\u00e4 ominaisuudet ovat eritt\u00e4in kriittisi\u00e4 arktisessa hitsauksessa?<\/li>\n
  5. Miten saatu tieto on hy\u00f6dynnett\u00e4viss\u00e4 arktisia rakenteita ja tuotteita hitsaavissa yrityksiss\u00e4?<\/li>\n<\/ol>\n

     <\/p>\n

    Projektissa jo tehty\u00e4<\/h2>\n

    Projektissa aloitettujen hitsauskokeiden perusteella mallinnetaan todellisissa kohteissa olevia materiaaleja ja liitosmuotoja. Nyt tehdyill\u00e4 alustavilla hitsauskokeilla tutkitaan juuren sulamista ja liittymist\u00e4, tarvittavaa palkom\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 ja sopivia hitsausarvoja. Alustavat kokeet tehd\u00e4\u00e4n Laser 355 ter\u00e4kselle, jonka hitsaus onnistuu vaikeissakin olosuhteissa laajalla l\u00e4mm\u00f6ntuonnin alueella. Kuvassa 2 on esitetty onnistunut liitos 60\u00b0 railokulmaan hitsattuna, 1mm juuripinnalla ja 1mm ilmaraolla. Kaarienergia hitsauksessa oli juuripalon osalta 0,42 kJ\/mm ja 1,31 kJ\/mm. Kuten kuvasta n\u00e4kyy, hitsaus onnistui hyvin. Toinen testi tehd\u00e4\u00e4n 3 palolla, pienemm\u00e4ll\u00e4 kaarienergialla, samaan materiaaliin ja n\u00e4in voidaan vertailla kaarienergian vaikutusta hitsiliitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin. Rikkova aineenkoetus tehd\u00e4\u00e4n ASM TKI-ryhm\u00e4n laboratoriossa menetelm\u00e4kokeen mukaisesti soveltavin osin, kuten vetokoe, iskukoe, kovuuskoe, jne.<\/p>\n

     <\/p>\n

    \"Kuva<\/a><\/p>\n

    Kuva 2<\/strong>. Hitsiliitos huoneenl\u00e4mp\u00f6tilassa hitsattuna (Antti Vimpari 2016).<\/p>\n

    Projektin tutkimuskysymyksiin haetaan vastauksia my\u00f6s yrityskohtaisten tapaustutkimusten avulla. V\u00e4litt\u00f6m\u00e4sti projektin alettua projektip\u00e4\u00e4llikk\u00f6 teki yhdess\u00e4 osallistujayritysten kanssa tapaustutkimusten kartoituksen. T\u00e4ss\u00e4 kartoituksessa m\u00e4\u00e4riteltiin yrityskohtaisesti mahdollisia haasteita ja ongelmia joihin projektin puitteissa haetaan ratkaisuja. Projektin edetess\u00e4 tapaustutkimuksia on saatu liikkeelle hyvin tuloksin mm. seuraaville yrityksille: Miilux OY, Metso Minerals Oy, NorrHydro Oy ja Tornion S\u00e4hk\u00f6pojat Oy.<\/p>\n

    Kansainv\u00e4list\u00e4 yhteisty\u00f6t\u00e4 on jatkettu T\u0161ekin teknillisen yliopiston Professori Jakub Dolejsin johtaman tutkimusryhm\u00e4n kanssa. Projektissa hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n meneill\u00e4\u00e4n olevaa tohtoriv\u00e4it\u00f6sty\u00f6t\u00e4, joka k\u00e4sittelee erikoister\u00e4ksisen hybridipalkin hitsausta. T\u00e4ss\u00e4 v\u00e4it\u00f6sty\u00f6tutkimuksessa hitsattujen liitosten mekaanisia ominaisuuksia tutkitaan kylmiss\u00e4 olosuhteissa. Projektip\u00e4\u00e4llikk\u00f6 Kimmo Keltam\u00e4ki ja erityisasiantuntija Jukka Joutsenvaara k\u00e4viv\u00e4t vierailulla T\u0161ekin teknillisess\u00e4 yliopistossa lokakuussa 2015 sopimassa k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n j\u00e4rjestelyist\u00e4 ja kartoittamassa tilannetta uusista avauksista.<\/p>\n

    Ylimaakunnallisuusyhteisty\u00f6t\u00e4 t\u00e4m\u00e4n projektin puitteissa edustaa Lapin ammattikorkeakoulun tutkimus- ja koulutusyhteisty\u00f6kumppani, Kuopiolainen Savonia ammattikorkeakoulu, jonka erityisosaaminen liittyy laserhitsauksen ja dynaamisen testauksen tutkimukseen ja kehitt\u00e4miseen. Projektissa tehd\u00e4\u00e4n konkreettisesti osaamisen ja rikkovan aineenkoetustestauksen \u201dvaihtoa\u201d, jolloin molemmilla tutkimusyksik\u00f6ill\u00e4 on k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4\u00e4n maan k\u00e4rkiosaaminen kyseisilt\u00e4 osaamisalueilta.<\/p>\n

    Projektissa tulevaa<\/h2>\n

    Huoneenl\u00e4mp\u00f6tiloissa hitsattujen hitsien j\u00e4lkeen siirryt\u00e4\u00e4n Arctic Power kylm\u00e4laboratorion tiloihin tekem\u00e4\u00e4n hitsauksia todellisiin pakkasolosuhteisiin. Pakkasessa hitsattuja liitoksia verrataan sitten huoneenl\u00e4mp\u00f6tilassa hitsattuihin liitoksiin, jolloin voidaan tehd\u00e4 p\u00e4\u00e4telmi\u00e4 pakkasen vaikutuksesta mekaanisiin ominaisuuksiin. Lis\u00e4ksi otetaan mukaan testeihin esil\u00e4mmityksen vaikutus hitsiliitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin, jolloin voidaan arvioida uudestaan t\u00e4m\u00e4n aikaa ja rahaa viev\u00e4n toimenpiteen tarpeellisuus erityisesti uusilla lujilla ja kulutuskest\u00e4vill\u00e4 ter\u00e4ksill\u00e4.<\/p>\n

    \"Kuva<\/a><\/p>\n

    Kuva 3<\/strong>. AP-labran suunniteltu layout (Jukka Joutsenvaara 2016).<\/p>\n

    Jo nyt t\u00e4ss\u00e4 vaiheessa projektia on osallistujayrityksist\u00e4 ja yhteisty\u00f6kumppaneilta tullut kyselyj\u00e4 aiheeseen liittyen lis\u00e4aineiden vaikutuksesta arktiseen hitsaukseen ja erityisesti vaikutukset korjaushitsaukseen ja sen onnistumiseen. T\u00e4ss\u00e4 WeldArc projektissa on tarkoituksena luoda ja kehitt\u00e4\u00e4 luotettava tutkimuksellinen arktisen hitsauksen testausymp\u00e4rist\u00f6, jota voidaan tulevaisuudessa hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 edell\u00e4 esitettyjen kysymysten tutkimiseen ja ratkaisemiseen. Projektissa nyt saatavat tulosaineistot luovat hyv\u00e4n pohjan tuleville tutkimuksille t\u00e4m\u00e4n aihekokonaisuuden ymp\u00e4rill\u00e4.<\/p>\n

     <\/p>\n

    Asiasanat: hitsaus, arktinen tutkimus, aineenkoetus<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Tuote tai rakenne voidaan hitsata arktiseen kohteeseen tai arktisessa loppusijoituskohteessaan. Lapin AMK rakentaa arktisen hitsauksen tutkimusymp\u00e4rist\u00f6n.<\/p>\n","protected":false},"author":1658,"featured_media":347,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":true,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":false,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2}},"categories":[683798,110187],"tags":[110194,54578,115190,115177],"class_list":["post-339","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-1-16","category-teema-artikkeli","tag-arktinen-alue","tag-hankkeet","tag-kaivostoiminta","tag-teollisuuspalvelut"],"jetpack_publicize_connections":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/files\/2016\/04\/Teema-artikkeli-Kimmo-Keltam\u00e4ki-Lumen-verkkolehti.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"jetpack_shortlink":"https:\/\/wp.me\/p7X4tP-5t","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/339","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1658"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=339"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/339\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":430,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/339\/revisions\/430"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/media\/347"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=339"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=339"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.eoppimispalvelut.fi\/lumenlehti\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=339"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}