Asiakasohjautuvan hitsaavan tilauskonepajan keinoja suhdannevaihteluiden vaikutuksen tasaamiseksi

Tämän diplomityön tarkoituksena on löytää hitsaavan asiakasohjautuvan tilauskonepajan käyttöön keinoja, joiden avulla on mahdollista tasata suhdannevaihteluiden vaikutusta yrityksen toimintaan. Korkea- ja matalasuhdanteen välistä eroa pyritään yksittäisen yrityksen osalta kaventamaan, vähentämään laskusuhdanteen vaikutuksia yritykseen ja parantamaan yrityksen valmiuksia noususuhdanteeseen siirryttäessä. Tämän työn tarkoituksen saavuttamiseksi tarkastelussa on keskitytty yrityksen tuottavuuteen, kannattavuuteen ja kustannustehokkuuteen. Tarkastelu on rajattu yksittäis- ja piensarjatuotantoon ja siinä tyypillisimmin käytössä oleviin kaarihitsausmenetelmiin. Teoreettinen tarkastelu on perustunut kirjallisuuteen ja oman työuran aikaisiin havaintoihin. Tarkastelua on täydennetty kolmen yrityksen toimitusjohtajan avoimella haastattelulla. Soveltuvina keinoina on löydetty asiakasohjautuvalle tilauskonepajalle yleisesti soveltuvia toimenpiteitä ja erikseen asiakasohjautuvan tilauskonepajan hitsaukseen soveltuvia toimenpiteitä. Löydetyillä yleisillä toimenpiteillä vaikutetaan erityisesti tuotannon sitoman pääoman määrään, toimitusvarmuuteen ja asiakassuhteen muotoon sekä niissä tapahtuviin muutoksiin. Hitsaukseen liittyvillä toimenpiteillä vaikutetaan pääasiassa tekijöihin, joiden avulla hitsaustyön määrää tuotteen valmistuksessa voidaan vähentää, tuotteen hitsaustyöhön kuluvaa aikaa voidaan pienentää ja hitsaustyötä voidaan helpottaa ja keventää.

Compliance of crane electrics with electrical safety standards and codes

Master’s thesis focuses on the questions of crane electrics compliance with electrical safety standards. Overview and short comparison of the world’s effective standards in the field is made in order to understand their demands. Basic concepts of a proper electrical circuit design are presented. Characteristics, construction and operation principles of overcurrent protective devices are studied in details. Electrics of the basic crane is designed according to the assumed customer’s demands, compliance with the requirements of the standards is checked. Solutions to achieve better compliance in some issues are proposed. Accent is made on the National Electrical Code (NEC) and standards by Underwriters Laboratories (UL) latests demands. Requirements of the International Electrotechnical Commission (IEC) are also taken into account.

Genesis and Emplacement of Carbonatites and Lamprophyres in the Svecofennian Domain

A small carbonatite dyke swarm has been identified at Naantali, southwest Finland. Several swarms of shoshonitic lamprophyres are also known along the Archean-Proterozoic boundary in eastern Finland and northwest Russia. These intrusions, along with the carbonatite intrusion at Halpanen, eastern Finland, represent a stage of widespread low-volume mantle-sourced alkaline magmatism in the Svecofennian Domain. Using trace element and isotope geochemistry coupled with precise geochronology from these rocks, a model is presented for the Proterozoic metasomatic evolution of the Fennoscandian subcontinental lithospheric mantle. At ~2.2-2.06 Ga, increased biological production in shallow seas linked to continental rifting, resulted in increased burial rates of organic carbon. Subduction between ~1.93-1.88 Ga returned organic carbon-enriched sediments of mixed Archean and Proterozoic provenance to the mantle. Dehydration reactions supplied water to the mantle wedge, driving arc volcanism, while mica, amphibole and carbonate were brought deeper into the mantle with the subducting slab. The cold subducted slab was heated conductively from the surrounding warm mantle, while pressures continued to gradually increase as a result of crustal thickening. The sediments began to melt in a two stage process, first producing a hydrous alkaline silicate melt, which infiltrated the mantle wedge and crystallised as metasomatic veins. At higher temperatures, carbonatite melt was produced, which preferentially infiltrated the pre-existing metasomatic vein network. At the onset of post-collisional extension, deep fault structures formed, providing conduits for mantle melts to reach the upper crust. Low-volume partial melting of the enriched mantle at depths of at least 110 km led to the formation of first carbonatitic magma and subsequently lamprophyric magma. Carbonatite was emplaced in the upper crust at Naantali at 1795.7 ± 6.8 Ma; lamprophyres along the Archean-Proterozoic boundary were emplaced between 1790.1 ± 3.3 Ma and 1781 ± 20 Ma.

Meios de cultura semi-seletivos para Macrophomina phaseolina

Macrophomina phaseolina (Tassi) Golidanich é um fungo habitante do solo importante economicamente devido ao amplo número de espécies de plantas que infectam e da dificuldade do seu controle. Vários estudos envolvendo densidade de inóculo, taxonomia, sobrevivência, necessitam de meios de cultura seletivo ou semi-seletivo. O objetivo do trabalho foi avaliar 16 meios de cultura quanto à especificidade a este patógeno, proporcionando maior porcentagem de detecção do seu crescimento e menor número de contaminações, para substituir o meio semi-seletivo RB modificado, rotineiramente utilizado em estudos deste patógeno. O meio semi-seletivo RB modificado é bastante eficiente e contém em sua composição o fungicida metalaxyl (inibidor de oomycetos), que atualmente não se encontra disponível comercialmente em formulação simples, sem adição do Mancozeb ou Clorotalonil que inibem o crescimento do fungo M. phaseolina. Os meios de cultura avaliados foram repicados com o inóculo do fungo produzido em substrato areno-orgânico, contido em bolsas de náilon, recuperados após 30 dias de um solo não autoclavado, contido em uma bandeja. Cada meio de cultura avaliado tiveram 7 repetições, representadas por uma placa de Petri. Para as comparações das médias das porcentagens do crescimento de M. phaseolina e do número de contaminantes foi utilizado o teste de Scott-knott a 5% de probabilidade e os valores em porcentagem foram transformados em arc sem (√/100). Dentre os meios de cultura avaliados os MSTP 1 [(BDA com tetraciclina 50 mg.L-1 mais propamocarb a 1 mL.L-1(Previcur N® 72,2% p.a.)], MSRP 0,5 (BDA com rifampicina 100 mg.L-1 mais fungicida propamocarb a 0,5 mL.L-1) e MSRP 1 (BDA com rifampicina 100 mg.L-1 mais fungicida propamocarb a 1 mL.L-1) proporcionaram maior porcentagem e detecção do fungo M. phaseolina e menor número de contaminações por outros fungos e bactérias. Estes meios de cultura semi-seletivos podem ser utilizados em futuros trabalhos visando estudos epidemiológicos e de medidas de controle do fungo M. phaseolina.

Advanced orbital pipe welding

Since the introduction of automatic orbital welding in pipeline application in 1961, significant improvements have been obtained in orbital pipe welding systems. Requirement of more productive welding systems for pipeline application forces manufacturers to innovate new advanced systems and welding processes for orbital welding method. Various methods have been used to make welding process adaptive, such as visual sensing, passive visual sensing, real-time intelligent control, scan welding technique, multi laser vision sensor, thermal scanning, adaptive image processing, neural network model, machine vision, and optical sensing. Numerous studies are reviewed and discussed in this Master’s thesis and based on a wide range of experiments which already have been accomplished by different researches the vision sensor are reported to be the best choice for adaptive orbital pipe welding system. Also, in this study the most welding processes as well as the most pipe variations welded by orbital welding systems mainly for oil and gas pipeline applications are explained. The welding results show that Gas Metal Arc Welding (GMAW) and its variants like Surface Tension Transfer (STT) and modified short circuit are the most preferred processes in the welding of root pass and can be replaced to the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) in many applications. Furthermore, dual-tandem gas metal arc welding technique is currently considered the most efficient method in the welding of fill pass. Orbital GTAW process mostly is applied for applications ranging from single run welding of thin walled stainless tubes to multi run welding of thick walled pipes. Flux cored arc welding process is faster process with higher deposition rate and recently this process is getting more popular in pipe welding applications. Also, combination of gas metal arc welding and Nd:YAG laser has shown acceptable results in girth welding of land pipelines for oil and gas industry. This Master’s thesis can be implemented as a guideline in welding of pipes and tubes to achieve higher quality and efficiency. Also, this research can be used as a base material for future investigations to supplement present finding.

Usability of laser–arc hybrid welding processes in industrial applications

Metal industries producing thick sections have shown increasing interest in the laser–arc hybrid welding process because of its clear advantages compared with the individual processes of autogenous laser welding and arc welding. One major benefit of laser–arc hybrid welding is that joints with larger gaps can be welded with acceptable quality compared to autogenous laser welding. The laser-arc hybrid welding process has good potential to extend the field of applications of laser technology, and provide significant improvements in weld quality and process efficiency in manufacturing applications. The objective of this research is to present a parameter set-up for laser–arc hybrid welding processes, introduce a methodical comparison of the chosen parameters, and discuss how this technology may be adopted in industrial applications. The research describes the principles, means and applications of different types of laser–arc hybrid welding processes. Conducted experiment processing variables are presented and compared using an analytical model which can also be used for predictive simulations. The main argument in this thesis is that profound understanding of the advanced technology of laser-arc hybrid welding will help improve the productivity of welding in industrial applications. Based on a review of the current knowledge base, important areas for further research are also identified. This thesis consists of two parts. The first part introduces the research topic and discusses laser–arc hybrid welding by characterizing its mechanism and most important variables. The second part comprises four research papers elaborating on the performance of laser– arc hybrid welding in the joining of metals. The study uses quantitative and qualitative research methods which include in-depth, interpretive analyses of results from a number of research groups. In the interpretive analysis, the emphasis is placed on the relevance and usefulness of the investigative results drawn from other research publications. The results of this study contribute to research on laser–arc hybrid welding by increasing understanding of how old and new perspectives on laser–arc hybrid welding are evidenced in industry. The research methodology applied permits continued exploration of how laser–arc hybrid welding and various process factors influence the overall quality of the weld. Thestudy provides a good foundation for future research, creates improved awareness of the laser–arc hybrid welding process, and assists the metal industry to maximize welding productivity.

Hitsauksen aiheuttamat muodonmuutokset ja niiden hallinta alumiiniveneiden rakenteissa

Alumiiniveneissä hitsauksen aiheuttamat muodonmuutokset ovat usein erittäin haitallisia, koska niiden aiheuttamat mittamuutokset ja ulkonäölliset haitat alentavat tuotteen laatua sekä arvoa. Monissa tapauksissa myös hitsausliitoksen suorituskyky heikentyy ja lisäksi hitsausmuodonmuutokset voivat aiheuttaa toiminnallisia ongelmia alumiiniveneiden runkorakenteisiin. Tästä johtuen hitsausmuodonmuutosten hallinta ja minimointi ovat erityisen tärkeitä tekijöitä pyrittäessä parantamaan alumiiniveneiden laatua ja kustannustehokkuutta sekä kasvattamaan alumiinivenealan kilpailukykyä. Tässä diplomityössä tutkittiin robotisoidun kaasukaarihitsauksen aiheuttamia muodonmuutoksia sekä niiden hallintaa alumiinista valmistettujen työ- ja huviveneiden runkorakenteissa. Työssä perehdyttiin nykyaikaiseen alumiinivenevalmistukseen sekä hitsattujen rakenteiden yleisiin lujuusopin teorioihin ja käyttäytymismalleihin. Alumiinin hitsausmuodonmuutosten tutkimuksissa suoritettiin käytännön hitsauskokeita, joiden kohteina olivat alumiiniveneissä käytetyt rakenneratkaisut ja liitostyypit. Työn tavoitteena oli määrittää alumiinin hitsauksessa syntyviin muodonmuutoksiin keskeisesti vaikuttavia tekijöitä ja parametreja. Tutkimustulosten perusteella pyrittiin esittämään ratkaisuja alumiiniveneiden rakenteisiin aiheutuvien hitsausmuodonmuutosten vähentämiseksi ja hallitsemiseksi. Alumiinirakenteissa hitsausmuodonmuutokset ovat hyvin tapauskohtaisia, koska usein niiden syntyminen määräytyy monen tekijän yhteisvaikutuksesta. Teräsrakenteille käytetyt yleiset analyyttiset laskentakaavat ja käyttäytymismallit eivät sovellu suoraan alumiinirakenteille, mikä johtuu alumiinin erilaisista materiaaliominaisuuksista ja käyttäytymisestä hitsauksen aikana. Tulevaisuudessa empiiristen koejärjestelyiden ja analyyttisten mallien lisäksi sovellettavan numeerisen elementtimenetelmän avulla voidaan parantaa alumiinin hitsauksessa aiheutuvien muodonmuutosten kokonaisvaltaista hallintaa.

Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo, RJ

O objetivo deste trabalho foi fazer a caracterização morfométrica a partir de alguns parâmetros físicos da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo, RJ. Para isso, gerou-se inicialmente o Modelo Digital de Elevação Hidrologicamente Consistente (MDEHC) a partir de cartas topográficas do IBGE, na escala 1:50.000, utilizando o sistema de informações geográficas, através dos softwares ArcVIEW e Arc/INFO. A partir do MDEHC, foram calculados alguns parâmetros morfométricos para o estudo do comportamento hidrológico da bacia. A área de drenagem encontrada foi de 9,9156 km² e o perímetro, de 17,684 km. A bacia hidrográfica do rio Debossan tem formato alongado, coeficiente de compacidade de 1,5842, fator de forma de 0,3285 e índice de circularidade de 0,3985. A densidade de drenagem obtida para a bacia foi de 2,3579 km/km². A forma mais alongada da bacia hidrográfica indica que a precipitação pluviométrica sobre ela se concentra em diferentes pontos, concorrendo para amenizar a influência da intensidade de chuvas, as quais poderiam causar maiores variações da vazão do curso d'água.

Sistema de otto-codificação modificado para endereçamento de redes hidrográficas

Há, no âmbito do gerenciamento de recursos hídricos, uma carência por sistemas de aplicação global que referenciem, indiquem e identifiquem, de forma única e eficiente, a organização espacial das bacias hidrográficas e respectivas redes de drenagem. Neste trabalho, propôs-se uma modificação no sistema de endereçamento originalmente concebido por Otto Pfafstetter. A nova metodologia utiliza tão-somente as redes de drenagem no formato vetorial e considera, em vez da área das bacias, o comprimento dos seus cursos d'água para codificá-los. Essa estratégia elimina o elevado ônus associado à obtenção de dados de altimetria e à derivação dos respectivos modelos digitais de elevação, imprescindíveis à correta determinação das áreas de contribuição das bacias hidrográficas. Adicionalmente, elimina-se o esforço computacional das operações baseadas em localização espacial, uma vez que agora é possível realizá-las exclusivamente por atributos. Com base nessa metodologia, desenvolveu-se o aplicativo Otto-Sys, utilizando a linguagem de programação AML, nativa do sistema de informações geográficas Arc/INFO workstation. Para exemplificar os resultados da otto-codificação por comprimento dos cursos d'água, apresentou-se um estudo de caso utilizando a rede de drenagem do rio Caeté, afluente do rio Iaco, pertencente à bacia do rio Purus, no Estado do Amazonas. O detalhamento dessa hidrografia vetorial implicou cinco níveis de codificação. Tendo-se codificado toda a rede hidrográfica, qualquer sistema de informações geográficas, mesmo aqueles que não dispõem de recursos específicos para análises e navegação em redes, poderá oferecer serviços de navegação topológica, organização, estruturação, endereçamento e gerenciamento dessas bases de dados. Desse modo, o acesso em tempo real a tais procedimentos poderá ser perfeitamente estendido a qualquer dispositivo capaz de acessar os sistemas web.

Análise da estrutura da paisagem de um remanescente de floresta com Araucária, Paraná, Brasil

Este estudo teve como objetivo analisar a estrutura da paisagem da Fazenda Lageado Grande (FLG), área com 3.136,32 ha, localizada em General Carneiro, Palmas e Bituruna, PR, na porção centro-sul do Estado do Paraná. A análise foi baseada no uso de métricas da paisagem do software Fragstats 3.3, mediante a utilização do programa Arc Map 9.2, com cálculos de proporção de áreas de conexão na paisagem. As análises mostraram que a FLG possuía matriz de cobertura do solo predominantemente florestal com espécies nativas; os fragmentos apresentavam, de maneira geral, formas retangulares, ou seja, estavam mais sujeitos aos efeitos de borda; havia redução de mais da metade da área original da Fazenda quando se considera efeito de borda, e os fragmentos de mesma classe estavam próximos uns dos outros, favorecendo a conectividade estrutural da paisagem. Os fragmentos dos ambientes nativos, mesmo que intensamente explorados e alterados, dada a sua continuidade florestal, podem ser considerados áreas de alto valor de conservação da biodiversidade.

WiseRoot-prosessilla hitsatun päittäisliitoksen väsymislujuus

Työssä tutkittiin Kempin WiseRoot-prosessilla hitsattujen päittäisliitosten väsymiskestävyyttä laboratoriokokein ja väsymiskestävyyden mitoitusmenetelmillä. WiseRoot-hitsausprosessi on räätälöity lyhytkaariprosessi juuripalkojen hitsaukseen yhdeltä puolelta. Väsytyskoekappaleissa käytettiin eri lujuusluokan rakenneteräksiä sekä materiaalipaksuuksia. Mantsinen Group Ltd Oy hitsasi lisäksi yhdeltä ja kahdelta puolelta hitsattuja vertailukappaleita normaalilla MAG-hitsausprosessilla. Väsymismitoitus tehdään yleisesti perustuen väsymisluokkiin, joten väsytyskokeilla ja mitoitusmenetelmillä saatuja tuloksia tarkasteltiin näiden luokitusten avulla. Tuloksia vertailtiin sekä keskenään että standardeista löytyviin väsymisluokkasuosituksiin. Väsymiskestävyyden mitoitusmenetelmistä työssä käytettiin nimelliseen jännitykseen, teholliseen lovijännitykseen ja paikalliseen venymään perustuvaa menetelmää sekä murtumismekaniikkaa. Laboratoriokokeiden perusteella voidaan todeta, että WiseRoot-hitsausprosessilla on mahdollista tuottaa yhdeltä puolelta päittäisliitos, jonka väsymiskestävyys on verrattavissa kahdelta puolelta hitsattuun päittäisliitokseen. Mitoitusmenetelmillä saadut tulokset olivat pääsääntöisesti konservatiivisia verrattuna koetuloksiin. Ainoastaan paikalliseen venymään perustuvalla menetelmällä saadut väsymisluokat olivat suurempia kuin väsytyskoetulosten perusteella lasketut väsymisluokat.

Remoção de sólidos em suspensão na água residuária da despolpa de frutos do cafeeiro em filtros constituídos por pergaminho de grãos de café submetido a compressões

A remoção de sólidos em suspensão é fundamental para que se possa aplicar a água residuária gerada na despolpa de frutos do cafeeiro (ARC) na fertirrigação de culturas agrícolas. Dentre as opções disponíveis para efetuar a remoção de SS da ARC, está o uso de filtros orgânicos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência do grau de compressão na redução do volume e na eficiência do pergaminho, utilizado como material filtrante, na remoção de sólidos em suspensão (SS) na ARC. Numa primeira etapa, foram realizados ensaios nos quais corpos-de-prova de pergaminho triturado (retido entre as peneiras de 2,5 e 3 mm) e não-triturado (na condição em que é produzido) foram submetidos a diferentes compressões para a redução do volume das colunas filtrantes em 5; 10; 15; 20; 25 e 28%. Numa segunda etapa, os corpos-de-prova foram utilizados como material filtrante da ARC para a avaliação da sua capacidade de remoção de SS presentes nessa água residuária. O pergaminho triturado ofereceu maior resistência à compressão e proporcionou, para as mesmas reduções volumétricas no material filtrante, maior eficiência na remoção de SS da ARC do que o pergaminho não-triturado. Reduções na faixa de 10% a 15% no volume do filtro constituído por pergaminho triturado foram suficientes para obter satisfatórias eficiências na remoção de SS da ARC, enquanto, para filtros constituídos de pergaminho não-triturado, as reduções de volume devem ser superiores a 25%.

Efeitos de águas residuárias de café no crescimento vegetativo de cafeeiros em seu primeiro ano

Ao utilizar o solo como forma de tratamento e de disposição final de águas residuárias de café (ARC) e essa como fonte de água e de nutrientes para os cafeeiros, solucionam-se problemas ambientais e diminuem-se os custos de produção para o cafeicultor. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de diferentes doses de potássio aplicadas via ARC no crescimento vegetativo de cafeeiros (Coffea arabica L.), Catuaí' e Catucaí', em seu primeiro ano, bem como o incremento de potássio e a condutividade elétrica na solução do solo. O estudo foi desenvolvido em casa de vegetação do Departamento de Engenharia, na Universidade Federal de Lavras, no município de Lavras - MG. Os tratamentos foram definidos por diferentes doses de potássio (K+): 30 mg L-1; 65 mg L-1; 100 mg L-1; 135 mg L-1, aplicadas via ARC, e pela testemunha (água de irrigação e adubação convencional). ARC com concentrações até 135 mg L-1 de potássio contribui para o crescimento vegetativo do cafeeiro, especificamente, altura de planta e diâmetro do ramo ortotrópico, mostrando-se igualmente, ou melhor, que a água de irrigação e potássio por meio da adubação convencional. Além disso, o aumento na concentração de potássio do solo em todos os tratamentos não foi suficiente para aumentar a condutividade elétrica em níveis que possam afetar o crescimento da planta, no período avaliado.

Partida de um reator anaeróbio horizontal para tratamento de efluentes do processamento dos frutos do cafeeiro

O presente estudo teve o objetivo de avaliar a partida e a adaptação de um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) no tratamento de águas residuárias do processamento primário dos frutos do cafeeiro (ARC). O reator foi construído com tubos de PVC de 0,2 m de diâmetro e 3,2 m de comprimento. O sistema foi preenchido com cubos de espuma de poliuretano para imobilização de biomassa ativa. O reator apresentou volume total de 0,1 m³ e volume útil equivalente a 0,04 m³. Em média, houve remoção de 49% da matéria orgânica, com o reator trabalhando sob carga orgânica volumétrica média de 2,66 kg m-3 d-1, medida como DQO. A suplementação de alcalinidade, somada à inoculação prévia de biomassa, proporcionou partida estável do RAHLF, confirmada pelo consumo de ácidos voláteis e adaptação da microbiota ao resíduo. O sistema apresentou resistência às variações de vazão e de carga orgânica observadas, e os teores de fenol e potássio monitorados não causaram inibição da atividade biológica no RAHLF. O maior controle sobre as variações de carga é fator importante na continuidade dos estudos.

Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: I - remoção de matéria orgânica

Seis sistemas de tratamento, compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis Sistemas Alagados Construídos (SACs), tiveram suas condições operacionais avaliadas quando utilizados no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita nº 2. Os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita "zero". A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, de forma a se obter uma relação DBO/N/P de 100/5/1. Em metade dos SACs foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs não influenciaram nas eficiências globais de remoção de poluentes pelos sistemas. Os sistemas que receberam as menores cargas orgânicas apresentaram as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica, alcançando 78% para DQO e 70% para DBO. A remoção de SST foi superior a 70% em todos os sistemas avaliados, indicando a viabilidade da aplicação de filtro anaeróbio seguido por SACs no tratamento da ARC.