Plastic strain and relaxation of residual stresses in boiling water reactor pipe welds

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Virkkunen, Iikka
dc.contributor.author Toivonen, Harri
dc.date.accessioned 2016-03-29T11:33:19Z
dc.date.available 2016-03-29T11:33:19Z
dc.date.issued 2016-02-22
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19951
dc.description.abstract The goal of this thesis was to study the effects of different loading histories on the residual stresses and plastic strain of pipe welds in boiling water nuclear power plants. Different methods used to measure residual stresses were compared and white light interferometer, a new method to measure the surface of the sample for the contour method was introduced. The compared methods were x-ray diffraction, hole drilling and the contour method. In the literature part of the thesis the generation of residual stresses and plastic strain was discussed. The effect of residual stress and plastic strain on the stress corrosion cracking in austenitic stainless steel was also discussed. The changes in residual stresses with different thermal cycles was analyzed. In the experimental part the different methods to measure residual stresses were used to measure the stresses of a reference sample with a known stress distribution. EBSD and micro indentation hardness were used to study the plastic strain in pipe weld samples and reference samples with different loading history. The results gained with the new white light interferometry were compared to the results previously gained with a coordinate-measuring machine. The different methods to measure residual stresses had deviation. The x-ray diffraction method did not measure the produced stress. The stresses measured with the hole drilling method correlated with the produced stress, but the absolute values were different. The contour method could not measure small residual stresses, but as the amount of produced residual stress was higher the method showed the correct stress distribution. The parameters that were measured to study plastic strain in the material changed along the loading history, but were not consistent. The white light interferometer was superior to the previously used coordinate-measuring machine in terms of accuracy and amount of data. en
dc.description.abstract Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia eri jännityshistorioiden vaikutusta kiehuvesireaktorien putkihitsien jäännösjännityksiin sekä plastiseen muodonmuutokseen. Eri jäännösjännitysmittausmenetelmiä verrattiin keskenään sekä white light-interferometria, uusi menetelmä mitata näytteen pinta contour-menetelmää varten esiteltiin. Verrattavat jäännösjännitysmenetelmät olivat reiänporausmenetelmä, röntgendiffraktiomenetelmä sekä contour-menetelmä. Kirjallisuusosassa käsiteltiin jäännösjännitysten sekä plastisen deformaation syntyä. Näiden vaikutusta austeniittisten ruostumattomien terästen jännityskorroosioalttiuteen selvitettiin. Lisäksi käsiteltiin jäännösjännitysten muutoksia eri termisten kuormitusten vaikutuksesta. Kokeellisessa osioissa eri jäännösjännitysmittausmenetelmillä mitattiin referenssinäytteitä, joissa oli tunnettu jäännösjännitysjakauma. EBSD:n ja mikroindentaatiokovuusmittausten avulla tutkittiin plastista deformaatiota putkihitsinäytteissä, sekä referenssinäytteissä, joilla oli vaihteleva kuormitushistoria. White light-interferometrillä saatuja jännitystuloksia verrattiin aiemmin koordinaatiomittauskoneen avulla saatuihin jännitystuloksiin. Eri jäännösjännitysmittausmenetelmillä saaduissa tuloksissa oli paljon eroja. Röntgendiffraktio ei mitannut kappaleeseen tuotettua jäännösjännitystä. Reiänporauksella saadut tulokset korreloivat tuotettujen jännitysten kanssa, mutta jännitysten suuruudet erosivat odotetuista arvoista. Contour-menetelmällä ei pystytty mittaamaan pieniä jännityksiä, mutta suurempien jännitysten kohdalla menetelmä näytti oikean jännitysjakauman. Parametrit, joiden avulla tutkittiin näytteiden plastista deformaatiota, muuttuivat kuormitushistorian muuttuessa, mutta eivät olleet yhdenmukaisia. White light-interferometri oli ylivertainen verrattuna aiemmin käytettyyn koordinaatiomittauskoneeseen sekä tarkkuuden, että datan määrän suhteen. fi
dc.format.extent 108
dc.language.iso en en
dc.title Plastic strain and relaxation of residual stresses in boiling water reactor pipe welds en
dc.title Plastinen muodonmuutos ja jäännösjännitysten relaksoituminen kiehuvesireaktorien putkihitseissä fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword residual stress en
dc.subject.keyword plastic strain en
dc.subject.keyword boiling water reactor en
dc.subject.keyword hole drilling en
dc.subject.keyword contour method en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201603291574
dc.programme.major Koneenrakennuksen materiaalitekniikka fi
dc.programme.mcode K3003 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Virkkunen, Iikka
dc.programme Konetekniikan koulutusohjelma fi
dc.ethesisid Aalto 3617
dc.location P1


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account