Hitsauksen laadunhallinta offshore-teollisuuden alihankintakonepajassa

Diplomityön tavoitteena oli kuvata hitsauksen laadunhallintaa sekä hitsauksen laadunhallintajärjestelmän rakentamista offshore-teollisuuden konepajaan standardin ISO 3834-2 mukaisesti. Diplomityö koostuu teoriaosasta sekä käytännön osasta. Teoriaosa käsittelee laadunhallintaa yleisesti, minkä jälkeen se tarkentuu käsittelemään hitsauksen laadunhallintaa. Esimerkkinä on esitetty standardin NORSOK M-101 mukaisia laatuvaatimuksia. Laadunhallintaan liittyy oleellisesti myös hitsausliitoksen NDT-tarkastaminen, josta on käsitelty silmämääräinen tarkastus ja ultraäänitarkastus. Teoriaosan lopussa on käsitelty hitsauksen työturvallisuutta sekä hitsauksen laadunvalvontaa online-seurantajärjestelmällä. Käytännön osassa kerrotaan hitsauksen laatujärjestelmän rakentamisesta Meteco Oy:n Kuhmoisten tehtaalla. Yrityksen nykytilanne kartoitettiin, minkä jälkeen ryhdyttiin rakentamaan hitsauksen laadunhallintajärjestelmää. Tuloksena syntyi hitsauksen laatukäsikirja, joka pohjautuu standardiin ISO 3834-2. Käytännön osuudessa on kerrottu myös online-seurantajärjestelmän soveltuvuudesta alihankintakonepajan käyttöön. Hitsauksen laatujärjestelmän rakentamiseen kuului henkilöstön koulutustilaisuudet, joissa informoitiin edellä mainitun laatukäsikirjaan kuuluvista asioista. Tästä syntyi yritykseen myös koulutusohjelmasuunnitelma, joka antaa valmiudet yrityksen henkilökunnalle kehittyä työssään ja näin tehostaa toimintaa.

Flavonoid extraction from Alpinia zerumbet (Pers.) Burtt et Smith leaves using different techniques and solvents

The current study aims to verify the best method for a rapid and efficient extraction of flavonoids from Alpinia zerumbet. Dried leaves were extracted using distillated water and ethanol 70% by extraction methods of shaking maceration, ultrasonic, microwave and stirring. By the application of TLC and reversed-phase HPLC techniques the rutin and kaempferol-3-O-glucuronide were detected. Ethanol 70% was more efficient for flavonoids extraction than water. No significant yielding variation was verified for ultrasonic, microwave and stirring methods using ethanol 70% (11 to 14%). The relative concentration of rutin and kaempferol-3-O-glucuronide, respectively, was higher by ultrasonic (1.5 and 5.62 mg g-1 dried leaves, respectively) and by microwave (1.0 and 6.64 mg g-1 dried leaves) methods using ethanol. Rapid and simplified extraction proceeding optimize phytochemical work and acquisition of secondary metabolites.

Flavonoids extraction from Alpinia zerumbet (Pers.) Burtt et Smith leaves using different procedures

The current study aims to verify the best method for a rapid and efficient extraction of flavonoids from Alpinia zerumbet. Dried leaves were extracted using distillated water and ethanol 70% by extraction methods of shaking maceration, ultrasonic, microwave and stirring. By the application of TLC and reversed-phase HPLC techniques the rutin and kaempferol-3-O-glucuronide were detected. Ethanol 70% was more efficient for flavonoids extraction than water. No significant yielding variation was verified for ultrasonic, microwave and stirring methods using ethanol 70% (11 to 14%). Relative concentration of rutin and kaempferol-3-O-glucuronide, respectively, was higher by ultrasonic (1.5 and 5.62 mg g-1 dried leaves) and by microwave (1.0 and 6.64 mg g-1 dried leaves) methods using 70% ethanol. Rapid and simplified extraction proceeding optimize phytochemical work and acquisition of secondary metabolites.

Determination of patulin in apple juice by HPLC using a simple and fast sample preparation method

The goal of this work was to develop a simple and rapid preparation method for patulin analysis in apple juice without previous clean-up. This method combined sonication and liquid extraction techniques and was used for determination of patulin in 37 commercial apple juices available on the market in the South of Brazil. The method performance characteristics were determined using a sample obtained in a local market fortified at five concentration levels of patulin and done in triplicates. The coefficient of variation for repeatability at the fortification level of 20.70µg.L-1 was 3.53 % and the recovery 94.63 %, respectively. The correlation coefficient was 0.9996 and agrees with the requirements for a linear analytical method value. The detection limit was 0.21µg.L-1 and the quantification limit 0.70 µg.L-1. Only three of the analyzed samples were upper the allowed level of 50.00 µg.L-1 recommended for the World Health Organization.

Komposiittien käyttö tämän päivän koneenrakennuksessa

Komposiitit ovat yhdistelmämateriaaleja, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta eri materiaalista. Komposiitit ovat kiinnostavia tämän päivän koneenrakennukselle niiden korkean vahvuuden ja jäykkyyden suhteesta niiden kevyeeseen painoon nähden. Kuitulujitteisten komposiittien ja laminaattien valmistukseen on monia eri menetelmiä ja ne eroavat toisistaan lähinnä hartsin levittämistapojen sekä kuitujen asettelutapojen perusteella. Komposiittien työstäminen on vaikeaa, mikä johtuu niiden epähomogeenisesta ja anistrooppisesta laadusta ja komposiittien sisältävien lujitteiden korkeasta abrasiivisesta vaikutuksesta. Tavanomaisia työstömenetelmiä, kuten sorvausta, porausta ja jyrsimistä käytetään komposiittien työstämiseen. Kuitujen suuntaus komposiiteissa vaikuttaa paljon niiden työstämiseen. Ultraäänisen tärinän käyttäminen kuitulujitteisia komposiitteja sorvattaessa parantaa työstetyn kappaleen pinnanlaatua. Komposiittimateriaalien kiinnittäminen metalleihin eroaa selvästi muiden materiaalien kiinnittämisestä. Komposiittien yhdistämisen yhteydessä on otettava huomioon monia eri asioita, kiinnitysreikien valmistuksesta käytettäviin kiinnikkeisiin. Komposiittien kierrätys ja hävittäminen on tärkeä osa niiden elinkaarta, eikä niiden kierrätykseen ole tällä hetkellä hyviä ja kustannustehokkaita kierrätysmenetelmiä. Tällä hetkellä kierrättäminen tuleekin kalliimmaksi, kuin käytettyjen komposiittien vieminen kaatopaikalle.

Kaarihitsauksen suojakaasun tunnistus ja virtauksen mittaus ultraäänellä

Kaasukaarihitsauksessa suojakaasuna käytetään yleensä argonin ja hiilidioksidin tai argonin ja heliumin seoksia. Suojakaasu vaikuttaa useisiin hitsausominaisuuksiin, jotka puolestaan vaikuttavat hitsauksen laatuun ja tuottavuuteen. Automaattisella suojakaasun tunnistuksella ja virtausmäärän mittauksella voitaisiin tehdä hitsauksesta paitsi käyttäjän kannalta yksinkertaisempaa, myös laadukkaampaa. Työn tavoite on löytää mahdollisimman edullinen ja kuitenkin mahdollisimman tarkasti kaasuseoksia tunnistava menetelmä, jota voitaisiin hyödyntää MIG/MAG-hitsauskoneeseen sisäänrakennettuna. Selvä etu on, jos menetelmällä voidaan mitata myös kaasun virtausmäärä. Äänennopeus kaasumaisessa väliaineessa on aineen atomi- ja molekyylirakenteesta ja lämpötilasta riippuva ominaisuus, joka voidaan mitata melko edullisesti. Äänennopeuden määritys perustuu ääniaallon kulkuajan mittaamiseen tunnetun pituisella matkalla. Kaasun virtausnopeus on laskettavissa myötä- ja vastavirtaan mitattujen kulkuaikojen erotuksen avulla. Rakennettu mittauslaitteisto koostuu kahdesta ultraäänimuuntimesta, joiden halkaisija on 10 mm ja jotka toimivat sekä lähettimenä että vastaanottimena. Muuntimet ovat 140 mm:n etäisyydellä toisistaan virtauskanavassa, jossa suojakaasu virtaa yhdensuuntaisesti äänen kanssa. Virtauskanava on putki, jossa on käytetty elastisia materiaaleja, jotta ääniaaltojen eteneminen kanavan runkoa pitkin minimoituisi. Kehitetty algoritmi etsii kahden lähetetyn 40 kHz:n taajuisen kanttiaaltopulssin aiheuttaman vasteen perusteella ääniaallon saapumisajanhetken. Useiden mittausten, tulosten lajittelun ja suodatuksen jälkeen tuntemattomalle kaasulle lasketaan lämpötilakompensoitu vertailuluku. Tuntematon kaasu tunnistetaan vertailemalla lukua tunnettujen kaasuseosten mitattuihin vertailulukuihin. Laitteisto tunnistaa seokset, joissa heliumin osuus argonissa on enintään 50 %. Hiilidioksidia sisältävät argonin seokset puolestaan tunnistetaan puhtaaseen hiilidioksidiin asti jopa kahden prosenttiyksikön tarkkuudella. Kaasun tilavuusvirtausmittauksen tarkkuus on noin 1,0 l/min.

Feasibility study of metal to polymer hybrid joining

The increasing demand for lightweight components has led to a huge exploitation of non-metallic materials such as polymers, fibers and elastomers in industrial and manufacturing processes. Recent trends towards cost effectiveness, weight reduction and production flexibility in industrial production and manufacturing processes has led to a growing interest in hybrid components where two or more dissimilar materials coexist to achieving specifically optimized characteristics. The importance of this research is to serve as a bridge to understanding the theories behind various joining techniques and the adaptation of the process for metal to polymer hybrid joints. Moreso, it helps companies to select the most productive and yet economical joining process for realization of lightweight metal to polymer hybrid components. This thesis is a literature review analyzing various materials that has been published on various joining methods for metal to polymer hybrid joints on the feasibility and eventual realization of the joint between these dissimilar materials. This study is aimed at theoretically evaluating the feasibility of joining processes between metal and plastic components by exploiting exhaustively joining and welding sources.

Acidic dissolution of iron oxides and regeneration of a ceramic filter medium

The dewatering of iron ore concentrates requires large capacity in addition to producing a cake with low moisture content. Such large processes are commonly energy intensive and means to lower the specific energy consumption are needed. Ceramic capillary action disc filters incorporate a novel filter medium enabling the harnessing of capillary action, which results in decreased energy consumption in comparison to traditional filtration technologies. As another benefit, the filter medium is mechanically and chemically more durable than, for example, filter cloths and can, thus, withstand harsh operating conditions and possible regeneration better than other types of filter media. In iron ore dewatering, the regeneration of the filter medium is done through a combination of several techniques: (1) backwashing, (2) ultrasonic cleaning, and (3) acid regeneration. Although it is commonly acknowledged that the filter medium is affected by slurry particles and extraneous compounds, published research, especially in the field of dewatering of mineral concentrates, is scarce. Whereas the regenerative effect of backwashing and ultrasound are more or less mechanical, regeneration with acids is based on chemistry. The chemistry behind the acid regeneration is, naturally, dissolution. The dissolution of iron oxide particles has been extensively studied over several decades but those studies may not necessarily be directly applicable in the regeneration of the filter medium which has undergone interactions with the slurry components. The aim of this thesis was to investigate if free particle dissolution indeed correlates with the regeneration of the filter medium. For this purpose, both free particle dissolution and dissolution of surface adhered particles were studied. The focus was on acidic dissolution of iron oxide particles and on the study of the ceramic filter medium used in the dewatering of iron ore concentrates. The free particle dissolution experiments show that the solubility of synthetic fine grained iron oxide particles in oxalic acid could be explained through linear models accounting for the effects of temperature and acid concentration, whereas the dissolution of a natural magnetite is not so easily explained by such models. In addition, the kinetic experiments performed both support and contradict the work of previous authors: the suitable kinetic model here supports previous research suggesting solid state reduction to be the reaction mechanism of hematite dissolution but the formation of a stable iron oxalate is not supported by the results of this research. Several other dissolution mechanisms have also been suggested for iron oxide dissolution in oxalic acid, indicating that the details of oxalate promoted reductive dissolution are not yet agreed and, in this respect, this research offers added value to the community. The results of the regeneration experiments with the ceramic filter media show that oxalic acid is highly effective in removing iron oxide particles from the surface of the filter medium. The dissolution of those particles did not, however, exhibit the expected behaviour, i.e. complete dissolution. The results of this thesis show that although the regeneration of the ceramic filter medium with acids incorporates the dissolution of slurry particles from the surface of the filter medium, the regeneration cannot be assessed purely based upon free particle dissolution. A steady state, dependent on temperature and on the acid concentration, was observed in the dissolution of particles from the surface even though the limit of solubility of free iron oxide particles had not been reached. Both the regeneration capacity and efficiency, with regards to the removal of iron oxide particles, was found to be temperature dependent, but was not affected by the acid concentration. This observation further suggests that the removal of the surface adhered particles does not follow the dissolution of free particles, which do exhibit a dependency on the acid concentration. In addition, changes in the permeability and in the pore structure of the filter medium were still observed after the bulk concentration of dissolved iron had reached a steady state. Consequently, the regeneration of the filter medium continued after the dissolution of particles from the surface had ceased. This observation suggests that internal changes take place at the final stages of regeneration. The regeneration process could, in theory, be divided into two, possibly overlapping, stages: (1) dissolution of surface-adhered particles, and (2) dissolution of extraneous compounds from within the pore structure. In addition to the fundamental knowledge generated during this thesis, tools to assess the effects of parameters on the regeneration of the ceramic filter medium are needed. It has become clear that the same tools used to estimate the dissolution of free particles cannot be used to estimate the regeneration of a filter medium unless only a robust characterisation of the order of regeneration efficiency is needed.

Hematological and immunological responses of Nile tilapia after polyvalent vaccine administration by different routes

The efficacy of a polyvalent bacterin vaccine against Aeromonas hydrophila, Pseudomonas aeroginosa and Enterococcus durans administered by different routes in Nile tilapia was assessed by analyzing hematological and immunological parameters 7 and 21 days after vaccination. Treatments consisted of: non-vaccinated tilapia; tilapia vaccinated by intraperitoneal injection with 2x10(8) formalin-inactivated bacteria·mL-1; tilapia vaccinated orally with 2x10(7) formalin-inactivated bacteria·g-1, feed for 5 days; tilapia vaccinated by immersion bath in 2x10(7) formalin-inactivated bacteria·mL-1, for 20 minutes. Vaccinated fish groups presented higher hematocrit, number of erythrocytes and leukocytes than the non-vaccinated group. Serum agglutination titer of intraperitoneally vaccinated fish was higher on both evaluation periods for the three bacteria strains. Only on day 21 post-vaccination fish from the oral and immersion vaccination groups presented higher serum agglutination titer than the non-vaccinated fish for A. hidrophyla and E. durans. Serum antimicrobial activity in vaccinated fish was higher for P. aeroginosa and E. coli than in non-vaccinated fish on both evaluation periods. The different vaccine administration routes stimulated hematological and immunological responses in Nile tilapia 21 days post-vaccination, but intraperitoneal vaccination presented higher total number of leukocytes, lymphocytes and serum agglutination titer.

Ultrasound call detection in capybara

The vocal repertoire of some animal species has been considered a non-invasive tool to predict distress reactivity. In rats ultrasound emissions were reported as distress indicator. Capybaras[ vocal repertoire was reported recently and seems to have ultrasound calls, but this has not yet been confirmed. Thus, in order to check if a poor state of welfare was linked to ultrasound calls in the capybara vocal repertoire, the aim of this study was to track the presence of ultrasound emissions in 11 animals under three conditions: 1) unrestrained; 2) intermediately restrained, and 3) highly restrained. The ultrasound track identified frequencies in the range of 31.8±3.5 kHz in adults and 33.2±8.5 kHz in juveniles. These ultrasound frequencies occurred only when animals were highly restrained, physically restrained or injured during handling. We concluded that these calls with ultrasound components are related to pain and restraint because they did not occur when animals were free of restraint. Thus we suggest that this vocalization may be used as an additional tool to assess capybaras[ welfare.

Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay for rapid detection of Actinobacillus pleuropneumoniae based the dsbE-like gene

This paper reports on the development and validation of a loop-mediated isothermal amplification assay (LAMP) for the rapid and specific detection of Actinobacillus pleuropneumoniae (A. pleuropneumoniae). A set of six primers were designed derived from the dsbE-like gene of A.pleuropneumoniae and validate the assay using 9 A. pleuropneumoniae reference/field strains, 132 clinical isolates and 9 other pathogens. The results indicated that positive reactions were confirmed for all A. pleuropneumoniae strains and specimens by LAMP at 63ºC for 60 min and no cross-reactivity were observed from other non-A.pleuropneumoniae including Haemophilus parasuis, Escherichia coli, Pasteurella multocida, Bordetella bronchiseptica, Streptococcus suis, Salmonella enterica, Staphylococcus, porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), and Pseudorabies virus. The detection limit of the conventional PCR was 10² CFU per PCR test tube, while that of the LAMP was 5 copies per tube. Therefore, the sensitivity of LAMP was higher than that of PCR. Moreover, the LAMP assay provided a rapid yet simple test of A. pleuropneumoniae suitable for laboratory diagnosis and pen-side detection due to ease of operation and the requirement of only a regular water bath or heat block for the reaction.

Characterization of Lubricating Oil Using Ultrasound

This paper presents an ultrasonic method to measure small concentrations of water in lubricating oil. It uses an ultrasonic measurement cell composed by a piezoceramic emitter (5 and 10 MHz), and a large aperture PVDF receiver that eliminates diffraction effects. The propagation velocity, attenuation coefficient and density of several samples of water-in-oil emulsion were measured. The concentrations of water of the samples were in the range of 0 to 5% in volume, and the results showed that these low concentrations can be discriminated within a resolution of 0.2% in the studied range, using the measurement of the propagation velocity.

Lujien painelaiteterästen hitsaus

Työn tavoitteena oli tutkia lujan nuorrutetun painelaiteteräksen P500QL2 hitsattavuutta ja koehitsausten avulla löytää optimaaliset hitsausparametrit ja lämmöntuonti teräksen hitsaukseen. Työn tavoitteena oli myös selvittää ja käsitellä kaikkien painelaiteterässtandardissa esitettyjen lujien painelaiteterästen hitsauksessa huomioon otettavia asioita. Työn teoriaosuudessa käsitellään lujien painelaiteterästen hitsauksessa huomioitavia erityispiirteitä, kuten lämmöntuontia, jäähtymisaikaa, esilämmitystä sekä hitsausaineiden valintaa. Lisäksi teoriaosuudessa käsitellään painelaitteiden valmistusta, painelaiteterässtandardiin kuuluvia lujia painelaiteteräksiä sekä keinoja lujien terästen hitsattavuuden arviointiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin aineenvahvuudeltaan 50 mm paksun P500QL2-teräksen päittäisliitoksen mekaanisia ominaisuuksia eri lämmöntuonneilla hitsattuna. Kokeellisessa osassa tutkittiin myös myöstön poisjättämisen vaikutuksia liitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin. Mekaanisia ominaisuuksia tutkittiin toteuttamalla koekappaleiden aineenkoetus menetelmäkoestandardin vaatimuksia soveltaen. Tutkimuksessa käytettyjä testausmenetelmiä olivat silmämääräinen tarkastus, magneettijauhetarkastus, ultraäänitarkastus, mikro- ja makrorakennetarkastelu, kovuuskokeet, vetokokeeet ja iskukokeet. Testauksessa saatujen tulosten avulla lujan painelaiteteräksen P500QL2 hitsaukseen laadittiin alustava hitsausohje. Hitsausliitosten testauksessa saatujen tulosten perusteella havaittiin hitsien lujuuden ja kovuuden laskevan lämmöntuonnin kasvaessa. Hitsausliitosten iskusitkeysominaisuudet olivat erinomaiset vielä suurellakin lämmöntuonnilla, mutta liitosten murtovenymäarvot laskivat lämmöntuonnin kasvaessa. Myöstön havaittiin parantavan hitsin mekaanisia ominaisuuksia huomattavasti. Tutkimuksen tulosten perusteella painelaiteteräs P500QL2 on hitsattavissa suurella lämmöntuonnilla ja suurella tuottavuudella liitoksen täyttäessä painelaitevalmistuksen edellyttämät vaatimukset.

Building a Research Data Registry for the UK

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014