 |
 |
|
Existing applicants/evaluators log in here
|
|
Young Researchers and Professionals
| Project leader |
Budimir Marko |
| Administering organization: |
Institute for Nuclear Technology – INETEC
Dolenica 28, 10250 Lučko – Zagreb
www.inetec.com |
| Partner Institution/Company: |
INETEC - Institute for Nuclear Technology |
| Grant type: |
3B |
| Project title: |
Study and development of ultrasonic non-destructive examination systems |
| Project summary: |
Ultrasonic systems for non-destructive examination (NDE) are indispensable tools in many industrial and medical branches. For each of these branches the wide variety of applications demands a multitude of design and engineering solutions. Only within the Institute for Nuclear Technology (INETEC), that is an expertise institution for NDE at nuclear, thermal and hydro power plants, there is more than a hundred different types of ultrasound probes used. This large set can be divided into subsets regarding several criteria: central ultrasound frequency and frequency bandwidth, number of independent active elements, size and types of materials used for active elements, application types... The prices of these probes range from several hundred up to 17 000 USD, and none of them has been designed or made in Croatia.
The strategic objectives of this project are diverse. The first one is to develop a technology for design and production of high precision NDE ultrasonic probes. We will start initially with single and dual probes for examination of cracks that appear due to stress corrosion cracking in steel caps of reactors of VVER-type nuclear power plants. The next step will be broadening of applications of single and dual crystal probes towards other specific problems solving due to the flexibility of the ultrasound technology, and setting up a research on much more complex phased array probes for NDE. This research would thus develop competitive Croatian products in the market of ultrasound applications. Another strategic objective is to apply innovative ideas concerning new ultrasonic active materials, and their novel engineering techniques, by using lead based relaxor-ferroelectrics, new pore-free piezoelectric nanoceramics and non-lead based piezoelectrics that are ecologically favorable, which is important in medical applications. Finally, in long terms, we aim to establish a new area of scientific research in Croatia, related to physics and materials engineering of piezoelectric materials, which can lead to development of new technologies, in areas of sensors and Micro Electro Mechanical Systems (MEMS).
The work will be divided into four interconnected multidisciplinary work packages: numerical simulations of transducer properties using specialized software; materials engineering, including mechanical, thermal and electrical treatment of piezoelectric materials and as well passive materials used for acoustical backing, matching layers and acoustical lenses; production and assembling of transducer housings and electronics matching of transducers to measuring systems; prototype performance testing and quality management according to international standards and certificates.
|
| Hrvatski sažetak: |
Ultrazvučni sustavi za kontrolu i ispitivanje bez razaranja su alati bez kojih nije moguće zamisliti kvalitetno obavljen posao u mnogim industrijskim granama i medicinskim područjima. Za svaku od tih grana i područja postoji mnoštvo praktičnih zahtjeva i problema koji onda zahtijevaju brojna dizajnerska i inženjerska rješenja takvih sustava. Samo unutar Instituta za nuklearnu tehnologiju – INETEC, koji je ekspertna ustanova za ispitivanje sigurnosti u nuklearnim, toplinskim i hidroelektranama korištenjem metoda ispitivanja bez razaranja, koristi se više od stotinu različitih vrsta ultrazvučnih sondi. Taj jako veliki skup moguće je podijeliti u podskupove prema različitim kriterijima: centralna frekvencija testnog ultrazvuka, broj neovisnih ultrazvučno aktivnih elemenata unutar jedne probe, veličina i tip materijala korištenih za aktivne elemente, vrste aplikacija gdje se sonde upotrebljavaju... Cijene spomenutih sondi variraju od nekoliko stotina USD pa sve do 17 000 USD, i niti jedna on njih nije dizajnirana ni proizvedena u Hrvatskoj.
Strateški ciljevi projekta su raznovrsni. Primarni cilj je razviti tehnologiju za dizajn i proizvodnju utrazvučnih sondi visoke preciznosti za ispitivanje bez razaranja. Istraživanje će započeti na jednostrukim i dualnim sondama za ispitivanje pukotina koje se pojavljuju u čeličnim kapama reaktora nuklearnih elektrana. Sljedeći korak će biti širenje primjene stečenog znanja na druge vrste ispitivanja bez razaranja i započinjanjem istraživanja na složenijim „phased array“ sondama. Ovo istraživanje bi tako moglo razviti konkurentne hrvatske proizvode na tržištu ultrazvučnih tehnologija i alata. Drugi, jednako bitan, strateški cilj je primjena inovativnih ideja korištenjem novih ultrazvučnih materijala i novih tehnika pripreme već poznatih piezoelektričnih materijala. Plan je koristiti feroelektrične relaksore na bazi olova, nove piezoelektrične nanokeramike, te piezoelektrične materijale koji ne sadrže olovo te su tako ekološki i medicinski prihvatljiviji nego materijali na bazi olova. U konačnici, također ciljamo na uspostavljanje novog područja u znanstvenim istraživanjima u Hrvatskoj, vezanih za fiziku i znanost o materijalima piezoelektričnih i feroelektričnih materijala, što može dovesti do razvoja novih tehnologija, posebno u područjima senzora i mikro-elektro-mehaničkih-sustava (MEMS).
Projket će biti podijeljen u četiri multidisciplinarna paketa: numeričke simulacije svojstava ultrazvučnih sustava korištenjem specijaliziranih softverskih paketa; ispitivanje svojstava i priprema piezoelektričnih i akustički pasivnih materijala za korištenje u ultrazvučnim sondama; dizajn i konstrukcija kućišta sondi i pripadajućih elektroničkih sklopova; ispitivanje elektromehaničkih svojstava proizvedenih prototipova i kontrola njihove kvalitete prema međunarodnim standardima i certifikatima. |
| Amount requested from UKF: |
688500 |
| Amount of matching funding: |
865000 |
|
|
|
