Underwater Remote Welding Technology for Offshore Structures

The construction of offshore structures, equipment and devices requires a high level of mechanical reliability in terms of strength, toughness and ductility. One major site for mechanical failure, the weld joint region, needs particularly careful examination, and weld joint quality has become a major focus of research in recent times. Underwater welding carried out offshore faces specific challenges affecting the mechanical reliability of constructions completed underwater. The focus of this thesis is on improvement of weld quality of underwater welding using control theory. This research work identifies ways of optimizing the welding process parameters of flux cored arc welding (FCAW) during underwater welding so as to achieve desired weld bead geometry when welding in a water environment. The weld bead geometry has no known linear relationship with the welding process parameters, which makes it difficult to determine a satisfactory weld quality. However, good weld bead geometry is achievable by controlling the welding process parameters. The doctoral dissertation comprises two sections. The first part introduces the topic of the research, discusses the mechanisms of underwater welding and examines the effect of the water environment on the weld quality of wet welding. The second part comprises four research papers examining different aspects of underwater wet welding and its control and optimization. Issues considered include the effects of welding process parameters on weld bead geometry, optimization of FCAW process parameters, and design of a control system for the purpose of achieving a desired bead geometry that can ensure a high level of mechanical reliability in welded joints of offshore structures. Artificial neural network systems and a fuzzy logic controller, which are incorporated in the control system design, and a hybrid of fuzzy and PID controllers are the major control dynamics used. This study contributes to knowledge of possible solutions for achieving similar high weld quality in underwater wet welding as found with welding in air. The study shows that carefully selected steels with very low carbon equivalent and proper control of the welding process parameters are essential in achieving good weld quality. The study provides a platform for further research in underwater welding. It promotes increased awareness of the need to improve the quality of underwater welding for offshore industries and thus minimize the risk of structural defects resulting from poor weld quality.

Geographical Studies of Underwater Light Dynamics in the Coastal Archipelago of SW Finland, Baltic Sea

The underwater light field is an important environmental variable as it, among other things, enables aquatic primary production. Although the portion of solar radiation that is referred to as visible light penetrates water, it is restricted to a limited surface water layer because of efficient absorption and scattering processes. Based on the varying content of optical constituents in the water, the efficiency of light attenuation changes in many dimensions and over various spatial and temporal scales. This thesis discusses the underwater light dynamics of a transitional coastal archipelago in south-western Finland, in the Baltic Sea. While the area has long been known to have a highly variable underwater light field, quantified knowledge on the phenomenon has been scarce, patchy, or non-existent. This thesis focuses on the variability in the underwater light field through euphotic depths (1% irradiance remaining), which were derived from in situ measurements of vertical profiles of photosynthetically active radiation (PAR). Spot samples were conducted in the archipelago of south-western Finland, mainly during the ice-free growing seasons of 2010 and 2011. In addition to quantifying both the seasonal and geographical patterns of euphotic depth development, the need and usability of underwater light information are also discussed. Light availability was found to fluctuate in multiple dimensions and scales. The euphotic depth was shown to have combined spatio-temporal dynamics rather than separate changes in spatial and temporal dimensions. Such complexity in the underwater light field creates challenges in data collection, as well as in its utilisation. Although local information is needed, in highly variable conditions spot sampled information may only poorly represent its surroundings. Moreover, either temporally or spatially limited sampling may cause biases in understanding underwater light dynamics. Consequently, the application of light availability data, for example in ecological modelling, should be made with great caution.

Pora- ja puristuspaalujen kuormansiirtorakenteet

Tämä insinöörityö tehtiin Lemcon Oy:lle. Työn tavoitteena oli selvittää pora- ja puristuspaalujen yhteydessä käytettävien kuormansiirtorakenteiden toimivuutta ja ympäristövaikutuksia. Selvitystä tehtiin vertailemalla kahdessa eri tavalla toteutetussa kohteessa käytettyjä rakenneratkaisuja. Työn teoriaosaan kerättiin tarvittavat perustiedot porapaalutuksesta ja puristuspaalutuksesta. Molempien paalutusmenetelmien toteutustapoja ja käytettävää kalustoa selvitettiin yleisellä tasolla. Lisäksi tutkittiin yleisimmin käytettyjä kuormansiirtorakenteita, joiden toiminnasta laadittiin kuvaukset. Työssä ei otettu kantaa kuormansiirtorakenteiden mitoitukseen. Tutkimusosassa selvitettiin erilaisten kuormansiirtorakenteiden käytön painumavaikutuksia kahden Turussa rakennetun kohteen työnaikaisten painumien mittausten vertailun avulla. Lisäksi analysoitiin Turun vanhan pääkirjaston suurten työnaikaisten painumien syitä ja syntymekanismeja. Analyysien tuloksena todettiin, että kantavan laatan ja porapaalutuksen yhdistelmän käyttö kuormansiirtorakenteena aiheuttaa herkästi suuriakin työnaikaisia painumia. Tämä johtuu pääasiassa painumista aiheuttavien työvaiheiden suuresta määrästä ennen kuin rakennus saadaan tuettua. Vaihtoehtoisten rakenteiden käyttöä tulisikin harkita etenkin, jos kunnostettavalle rakenteelle ei sallita painumista korjaustöiden aikana. Kantavan laatan käyttö kuormansiirtorakenteena voi kuitenkin olla taloudellisesti perusteltua etenkin, jos kohteen kellariin tehdään joka tapauksessa uusi lattia.

Auktorisoitujen tilintarkastajien valvonta: Hyvä tilintarkastustapa TILA:n ja VALA:n valvontaratkaisuissa vuosina 1995-2004

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää Keskuskauppakamarin tilintarkastuslautakunnan ja Valtion tilintarkastuslautakunnan valvontaratkaisujen vaikutusta hyvään tilintarkastustapaan. Tavoitteeseen päästiin alatavoitteiden kautta: a) selvittämällä tilintarkastukselle asetetut vaatimukset ja tilintarkastajien valvonnan periaatteet, b) tarkastelemalla valvontaratkaisujen kautta tilintarkastajien velvollisuuksia: riippumattomuutta, salassapitovelvollisuutta sekä ammattitaitoa ja huolellisuutta, c) tutkimalla, millaisia seikkoja Keskuskauppakamarin tilintarkastuslautakunta ja Valtion tilintarkastuslautakunta korostavat ja nostavat esiin valvontaratkaisujen yhteydessä d) tutkimalla, mihin edellä mainitut valvontaorganisaatiot kiinnittävät huomiota valvontaratkaisujen käsittelyssä ja mihin päätökset perustuvat. Tutkimus on luonteeltaan kvalitatiivinen ja deskriptiivinen. Se on myös normiperustainen, koska tilintarkastuksen taustalla vaikuttavat erilaiset lait, asetukset ja suositukset. Tutkimuksen empiirinen aineisto koostuu Keskuskauppakamarin tilintarkas tuslautakunnan ja Valtion tilintarkastuslautakunnan valvontaratkaisuselosteista vuosilta 1995-2004. Tutkimuksen perusteella valvontaratkaisut muokkaavat hyvää tilintarkastustapaa. Tilintarkastuslautakunta julkaisee ratkaisujen johdosta kannanottoja, antaa tarvittaessa tilintarkastusalan säännöstöä täydentäviä suosituksia ja ohjeita sekä esittää oman kannanottonsa tulkinnanvaraisiin seikkoihin. Valvontaratkaisut perustuvat voimassa olevaan säädöstöön, tilintarkastusalan suosituksiin ja toimielinten aiempiin ratkaisuihin. Tilintarkastajien toiminnan arvioinnissa tilintarkastajan tekemän virheen olennaisuudella on keskeinen merkitys. Lisäksi arvioinnissa kiinnitetään erityisesti huomiota tilintarkastajien toimintaan kokonaisuutena ja siihen, onko ulkopuolinen voinut saada virheen johdosta väärän käsityksen. Ratkaisuissa korostuu säätiöiden, julkisen kaupankäynnin kohteena olevien yhtiöiden sekä erikoistarkastusten erityinen tarkastusvastuu.

Liiketoimintasuunnitelman laatiminen katsastusalan yritykselle

Tämän diplomityön päätavoitteena oli laatia katsastusalan yritykselle liiketoimintasuunnitelma, joka luo perustan yrityksen johtamiselle ja jatkokehittämiselle.Katsastus Kovalainen Oy tarvitsee jatkuvaan käyttöönsä yrityksen toimintaa ohjaavan viitekehyksen. Ensimmäisenä alaongelmana oli selvittää, mitä liiketoiminnaneri osa-alueita liiketoimintasuunnitelma käsittelee? Onnistuneen liiketoimintasuunnitelman yhtenä peruspilarina voidaan pitää sitä, kuinka hyvin se soveltuu kohdeyrityksen käyttöön ja onko sen sisältämä tieto oleellista juuri kohdeyritykselle? Toinen alaongelma ratkaistiin vastaamalla kysymykseen: Millä tavoin yrityksestä ja sen toimintaympäristöstä kyetään erottamaan juuri se oleellisin tieto liiketoimintasuunnitelman luomiseksi? Kolmanneksi alaongelmaksi muodostui kysymys siitä, kuinka liiketoimintasuunnitelman viitekehys ja empiirinen tieto yhdistetään toimivaksi kokonaisuudeksi, jota yritys voi hyödyntää. Työn teoriaosuus on tehty kirjallisuustutkimuksena ja siinä esitellään liiketoimintasuunnitelmaan kuuluvat osa-alueet teorian näkökulmasta. Empiirisen osuuden tiedot on kerätty pääasiassa haastatteluiden avulla. Empiiristä aineistoa on kerätty myös käyttämällä hyväksi jo olemassa olevaa dokumentoitua tietoa yrityksestä, kuten yrityksen tilinpäätös- ja markkinaosuusraportteja. Liiketoimintasuunnitelmaan kuuluva yrityksen sisäinen analyysi auttoi yrityksen johtoa identifioimaan ja priorisoimaan ne toiminnot ja tekijät, jotka eniten vaikuttavat yrityksen menestymiseen ja kilpailukykyyn. Kyseisen analysoinnin avulla huomattiin, että suurimmat puutteet ja kehitystoimenpiteet koskivat Katsastus Kovalaisen markkinointia ja katsastustiloja.Toimintaympäristön analysoinnin tuloksena huomattiin, että Katsastus Kovalaisenmarkkinaosuus on jo 40 prosenttia, jota voidaan pitää sen verran suurena, että tärkeimmäksi tekijäksi tulevaisuudessa katsottiin nykyisen markkinaosuuden säilyttäminen muun muassa pitämällä nykyiset asiakkaat tyytyväisenä.

Dynamic Capabilities and Firm Performance

Firms operating in a changing environment have a need for structures and practices that provide flexibility and enable rapid response to changes. Given the challenges they face in attempts to keep up with market needs, they have to continuously improve their processes and products, and develop new products to match market requirements. Success in changing markets depends on the firm's ability to convert knowledge into innovations, and consequently their internal structures and capabilities have an important role in innovation activities. According 10 the dynamic capability view of the firm, firms thus need dynamic capabilities in (he form ofassets, processes and structures that enable strategic flexibility and support entrepreneurial opportunity sensing and exploitation. Dynamic capabilities are also needed in conditions of rapid change in the operating environment, and in activities such as new product development and expansion to new markets. Despite the growing interest in these issues and the theoretical developments in the field of strategy research, there are still only very few empirical studies, and large-scale empirical studies in particular, that provide evidence that firms'dynamic capabilities are reflected in performance differences. This thesis represents an attempt to advance the research by providing empirical evidence of thelinkages between the firm's dynamic capabilities and performance in intenationalization and innovation activities. The aim is thus to increase knowledge and enhance understanding of the organizational factors that explain interfirm performance differences. The study is in two parts. The first part is the introduction and the second part comprises five research publications covering the theoretical foundations of the dynamic capability view and subsequent empirical analyses. Quantitative research methodology is used throughout. The thesis contributes to the literature in several ways. While a lot of prior research on dynamic capabilities is conceptual in nature, or conducted through case studies, this thesis introduces empirical measures for assessing the different aspects, and uses large-scale sampling to investigate the relationships between them and performance indicators. The dynamic capability view is further developed by integrating theoretical frameworks and research traditions from several disciplines. The results of the study provide support for the basic tenets of the dynamic capability view. The empirical findings demonstrate that the firm's ability to renew its knowledge base and other intangible assets, its proactive, entrepreneurial behavior, and the structures and practices that support operational flexibility arepositively related to performance indicators.

A modified structural stress method for fatigue assessment of welded structures

Fatigue life assessment of weldedstructures is commonly based on the nominal stress method, but more flexible and accurate methods have been introduced. In general, the assessment accuracy is improved as more localized information about the weld is incorporated. The structural hot spot stress method includes the influence of macro geometric effects and structural discontinuities on the design stress but excludes the local features of the weld. In this thesis, the limitations of the structural hot spot stress method are discussed and a modified structural stress method with improved accuracy is developed and verified for selected welded details. The fatigue life of structures in the as-welded state consists mainly of crack growth from pre-existing cracks or defects. Crack growth rate depends on crack geometry and the stress state on the crack face plane. This means that the stress level and shape of the stress distribution in the assumed crack path governs thetotal fatigue life. In many structural details the stress distribution is similar and adequate fatigue life estimates can be obtained just by adjusting the stress level based on a single stress value, i.e., the structural hot spot stress. There are, however, cases for which the structural stress approach is less appropriate because the stress distribution differs significantly from the more common cases. Plate edge attachments and plates on elastic foundations are some examples of structures with this type of stress distribution. The importance of fillet weld size and weld load variation on the stress distribution is another central topic in this thesis. Structural hot spot stress determination is generally based on a procedure that involves extrapolation of plate surface stresses. Other possibilities for determining the structural hot spot stress is to extrapolate stresses through the thickness at the weld toe or to use Dong's method which includes through-thickness extrapolation at some distance from the weld toe. Both of these latter methods are less sensitive to the FE mesh used. Structural stress based on surface extrapolation is sensitive to the extrapolation points selected and to the FE mesh used near these points. Rules for proper meshing, however, are well defined and not difficult to apply. To improve the accuracy of the traditional structural hot spot stress, a multi-linear stress distribution is introduced. The magnitude of the weld toe stress after linearization is dependent on the weld size, weld load and plate thickness. Simple equations have been derived by comparing assessment results based on the local linear stress distribution and LEFM based calculations. The proposed method is called the modified structural stress method (MSHS) since the structural hot spot stress (SHS) value is corrected using information on weld size andweld load. The correction procedure is verified using fatigue test results found in the literature. Also, a test case was conducted comparing the proposed method with other local fatigue assessment methods.

Äidinkielisen ja vieraskielisen opetuksen vertailua äidinkielen hallinnan ja kognitiivisten prosessien toiminnan kautta

Pro gradu –tutkielmani tarkoituksena oli tarkastella eri puolilla maailmaa tehtyjen koulutuskokeilujen tuloksia suhteessa siihen, käyttävätkö ne opetuskielenä oppilaiden äidinkieltä vai oppilaille vierasta kieltä sekä pohtia syitä eri opetusohjelmien tuottamien tulosten eroille. Mahdollisena selityksenä eroille tarkastelin äidinkielellä ja vieraalla kielellä tapahtuvan prosessoinnin eroja. Tätä toimintaa tarkastelin kognitiivisen prosessoinnin eri osa-alueitten kautta. Tutkielmani on luonteeltaan teoreettinen ja perustuu sekä kielitieteen että psykologian materiaalien tarkasteluun. Tärkeimpiä lähdeteoksia ovat olleet Baker: Foundations of bilingual education and bilingualism (1993); Bialystok: Bilingualism in development. Language, literacy and cognition (2001); Dutcher ja Tucker: The use of first and second languages in education. A review of international experience (1994); sekä Eysenck ja Keane: Cognitive psychology: a student’s handbook (2000). Opetusohjelmien tarkastelu osoitti, että vain sellainen ohjelma, joka ottaa huomioon ja kehittää oppilaan äidinkieltä voi toimia parhaalla tavalla. Opetus voi tällöin olla myös ainakin osittain vieraskielistä. Äidinkielen taidot näkyvät kaikkien oppimistulosten pohjalla. Käsittelemieni tutkimusten perusteella kognitiivisen prosessoinnin osa-alueet, kuten muisti ja automaattiset prosessit, toimivat äidinkielellä tehokkaammin kuin vieraalla kielellä. Äidinkielellä opitut taidot ovat myös siirrettävissä muille kielille, joten tämä selittäisi äidinkielisen opetuksen etuja.

Merituulivoiman kannattavuus Kokkolan seudun rannikolla

Tässä diplomityössä selvitetään teollisen mittakaavan merituulipuistojen taloudellisia ja osin myös teknisiä rakentamisedellytyksiä Kokkolan seudun rannikolla. Lisäksi työssä tarkastellaan erilaisten tukitoimien vaikutusta tuulivoiman kannattavuuteen sekä selvitetään lyhyesti merituulivoiman hallinnollisia ja oikeudellisia edellytyksiä. Esimerkkikohteina tarkastellaan viittä Kokkolan edustalle suunniteltua merituulipuistoa, joiden tehot ovat 20 – 100 MW ja yksikkökoot 1,8 – 5 MW. Tuulipuistojen tuuliolot on arvioitu läheisten mittauspisteiden tietojen perusteella ja niiden pohjalta on laskettu puistojen energiantuotto. Tuulivoimaloiden huipunkäyttöajoiksi on saatu noin 2400 – 2500 h/a. Puistojen investointikustannukset ovat noin 6 500 –10 200 mk/kW: itse turbiinin lisäksi suurimpia kustannuseriä ovat perustukset ja sähköverkkoliitäntä. Vuosittaisten käyttö- ja kunnossapitokustannusten suuruudeksi on arvioitu noin 3 % investointikustannuksista. Kannattavuustarkastelut on suoritettu 5 % laskentakorolla ja 25 vuoden pitoajalle. Tuotantokustannukset ovat ilman tukia noin 27 – 38 p/kWh. Kun sähkön hintana on 150 mk/MWh, ei taloudellista kannattavuutta voida saavuttaa edes nykyisin käytössä olevan investointi- ja tuotantotuen avulla. Tuulisähköstä saatava mahdollinen ”vihreän sähkön lisä” tai päästökaupan aloittaminen voisivat mahdollistaa tuulivoiman taloudellisen kannattavuuden myös silloin, kun sähkön hintataso on matala. Kannattavuutta voitaisiin parantaa myös tukijärjestelmällä, joka painottaa nykyistä enemmän tuotantoa.

Päällystyskoneiden runkojen värähtelyiden FE-analysoinnin kehittäminen

Työssä kehitettiin päällystyskoneen runkojen FE-analysointia erityisesti vastelaskennan kannalta, joskin myös ominaistaajuuslaskennan tarkentamiseksi esitettiin parannuksia. Työssä rajoitutaan harmonisten telaherätteiden aiheuttamien vasteiden analysointiin. . Työssä käsitellään värähtelyjen teoriaa ja tarkastellaan Abaqus-ohjelmiston (versio 5.8) laskentamenetelmiä vakiotilan värähtelyvasteen laskemiseksi. FEM-mallin rakenteeseen liittyen käsitellään perustuksien ja maaperän, konepalkin ja telaherätteiden mallintamista ja mallinnuksen laajuutta. Telaherätteitä käsitellään yksittäisen telan ja telojen samanvaiheisuuden kannalta. Samanvaiheisuutta tutkitaan työssä kehitetyllä summafunktiolla. Värähtelyjen mittaukseen FEM-mallien verifioimiseksi esitetään parannuksia. Nykyinen mallinnustapa käsitellään lyhyesti. Parannusehdotuksia kokeiltiin mallintamalla Rauma 400-päällystyskone ja vertaamalla tuloksia mitattuihin. Laskennan tulokset vastasivat vaihtelevasti mittaustuloksia, mittaustulosten puutteellisuus vaikeutti vertailua. Tulosten perusteella herätetiedon parantaminen on perusteltua ja mallin laajennus lisää todenmukaisuutta. Maaperän huomiointi vaikuttaa ennen kaikkea ominaistaajuuksiin ja muotoihin ja suora ratkaisutapa on käyttökelpoinen vasteen laskentamenetelmä otettaessa maaperä huomioon.

Sisäinen tarkastus monikanavamallissa. Case: Etelä-Karjalan Osuuspankki

Tutkimuksen tavoitteena on kehittää Etelä-Karjalan Osuuspankin sisäiselle tarkastukselle monikanavaisen palvelumallin mukainen tarkastusmalli. Tutkimusote on näin ollen konstruktiivinen. Tutkimuksessa määritellään sisäisen tarkastuksen tavoitteet, tehtävät ja normit. Lisäksi perehdytään sisäisen tarkastuksen toimintaan pankeissa. Tutkimuksessa tutkitaan myös miten sisäinen tarkastus tarkastaa prosesseja. Tutkimuksen empiirisessä osassa perehdytään Etelä-Karjalan Osuuspankin sisäiseen tarkastukseen ennen monikanavaista palvelumallia. Lisäksi tutkitaan, mitä monikanavamalli-käsite tarkoittaa. Sen jälkeen määritetään monikanavamallin tavoitteet ja tehtävät pankissa sekä tutkitaan sen vaikutuksia sisäiseen tarkastukseen. Monikanavamallin mukainen tarkastusmalli kehitetään tutkimalla, mitä pankin asiakasprosesseista tulee tarkastaa. Tarkastusmallia kehitetään rakentamalla prosessien sisäisen tarkastuksen kaavio, jonka perusteella kehitetään puolestaan sisäisen tarkastuksen raportointipohjat. Monikanavamallin mukaisessa sisäisen tarkastuksen suorittamisessa hyödynnetään kehitettyjä raportointipohjia, Osuuspankkitarkastuksen listaa sisäisen valvonnan ja sisäisen tarkastuksen kohteista sekä esimiesvalvonnan raportteja. Kehitettyjä raportointipohjia testataan ensin osittain ja sitten kokonaisuutena päivittäisten raha-asioiden prosessin osalta. Lopputuloksena todetaan, että kehitetty tarkastusmalli on toimiva käytännössä ja sitä voidaan kehittää jatkossa sisäisen tarkastuksen tarpeiden mukaan.