Építőanyagok és Magasépítés Tanszék Szerkezetek diagnosztikája MSc (BMEEOEMMAT1) Dr. Balázs L. György Dr. Salem G. Nehme CT (SZÁMÍTÓGÉPES TOMOGRÁFIA) MÉRNÖKI ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI? Készült: Dr. Lublóy Éva Betontechnológia szakmérnöki diplomamunkája alapján Tud. vezető: Dr. Balázs L. György, egyetemi tanár Földes Tamás, Kaposvári Egyetem Diagnosztikai Központ Dr. Balázs L. György Dr. Lublóy Éva: Szerkezetek diagnosztikája MSc (BMEEOEMMAT1) CT Mérnöki alkalmazási lehetőségei 1/41
CT= KOMPUTER TOMOGRÁFIA MŰKŐDÉSE Páciens asztal Gantry Számítógép Dr. Balázs L. György Dr. Lublóy Éva: Szerkezetek diagnosztikája MSc (BMEEOEMMAT1) CT Mérnöki alkalmazási lehetőségei 2/41
röntgencső GANTRY detektor Dr. Balázs L. György Dr. Lublóy Éva: Szerkezetek diagnosztikája MSc (BMEEOEMMAT1) CT Mérnöki alkalmazási lehetőségei 3/41
A CT fejlődési lépései Timetable of Computed Tomography 1895 W.C. Roentgen: X-rays 1917 J.H. Radon: Radon transform, allows image reconstruction from transmission measurements 1963 A.M. Cormack: technique for calculating the absorbtion distribution in the human body 1972 G.N. Hounsfield and J. Ambrose: first clinical CT examinations Feldcamp et al pioneered microct system 1974 60 clinical CT installations (head scanners) 1975 First whole body scanner in clinical use 1979 Hounsfield and Cormack awarded Nobel Prize 1989 Spiral CT 1998 Multislice CT, nanotomography by nanoct 2000 > 30000 clinical CT installations, 2007 Multislice with double X ray tube 4/41
CT KÉSZÜLÉKEK FEJLŐDÉSE, GENERÁCIÓK Első generációs CT gép Legyező alakú sugár Spirál CT Elektronsugár CT Mikro-CT 5/41
A CT vizsgálati mód lépései Basic principle of measurement I=I 0 exp(- ds) Line Integral ds = - ln(i/ I 0 ) Attenuation coefficient, CT value 6/41
Micro CT 7/41
MIT MÉR A CT? 8/41
A HOUNSFIELD ÉRTÉK DEFENICÓJA HU= K( ) ahol HU a Hounsfield egység (Hounsfield Unit) [-], K egy konstans, aminek az értéke 1000 [-], μ az adott képpont sugárgyengítési együtthatója [kg/m 2 ], μ víz a víz sugárgyengítési együtthatója [kg/m 2 ]. víz víz 9/41
Density g/cm3 3.0 2.5 2.0 Quartz Salt HOUNSFIELD ÉRTÉKEK Fluorite Aragonite Calcite 1500 2000 2500 3000 3500 Hounsfield scale (H.U.) Density g/cm3 3.0 2.5 Kaolinite Chlorite Opal 2.0-500 0 500 1000 1500 2000 2500 Hounsfield scale (H.U.) Dolomite Graphite 10/41
MÉRÉSI HIBÁK OKAI 11/41
REFLEXIÓ 12/41
PARCIÁLIS VOLUMEN EFFEKTUS 13/41
HOGYAN KÜSZÖBÖLJÜK KI A MÉRÉSI HIBÁT? 14/41
ALAK HATÁS 15/41
A CT MÉRÉS TÍPUSAI A mérés típusai: 1./ egyszerű mérés CT-vel 2./ telítési vizsgálat 3./ átfolyás vizsgálat 4/ szimuláció 16/41
FELTÖLTÉSES CT MÉRÉS 17/41
KŐZET 18/41
CT ALKALMAZÁSA A KŐZET VIZSGÁLATOKNÁL 19/41
BETON 20/41
? 21/41
MÉRÉSI SZELET 22/41
CT ALKALMAZÁSA BETON VIZSGÁLATOKNÁL 23/41
BETON RECEPTÚRÁK (saját kísérletek) M 1 M 2 M 3 M 4 cement (CEM I 42.5N) 400 400 400 436 szilikapor tartalom - 12 36 - víz 140 140 140 153 adalékanyag 0-755 748 736 728 adalékanyag 4-472 468 460 455 adalékanyag 8-661 655 644 637 folyósító 5 5 4.4 4.6 v/c 0.35 0.35 0.35 0.35 v/k (kötőanyag=cement+k*szilikapor tartalom, ahol (itt: k=1) 0.35 0.33 0.30 0.35 24/41
A KÖVETKEZŐ VIZSGÁLATOKAT VÉGEZTÜK nyomószilárdság, hajlító-húzószilárdság, teljes porozitás, látszólagos porozitás, távolsági tényező, fagyállóság, tűzállóság meghatározása 25/41
NYOMÓSZILÁRDSÁG, HAJLÍTÓ-HÚZÓSZILÁRDSÁG, Beton keverék jele Nyomószilárdság [N/mm 2 ] Hajlító-húzó szilárdság [N/mm 2 ] M1 57,39 9,24 M2 67,98 9,20 M3 72,85 10,03 M4 55,76 9,74 26/41
Beton keverék jele Teljes porozitás [%] Látszólagos porozitás [%] Teljes porozitás/látszólagos porozitás [-] kezdeti nedvességtartalom [%] M1 9,23 8,00 1,15 2,08 M2 11,67 9,49 1,23 2,69 M3 9,62 8,29 1,16 2,38 M4 10,38 8,59 1,21 3,02 TELJES POROZITÁS, LÁTSZÓLAGOS POROZITÁS 27/41
TÁVOLSÁGI TÉNYEZŐ, FAGYÁLLÓSÁG Beton keverék jele Távolsági tényező M1 0,343 M2 0,232 M3 0,338 M4 0,327 28/41
TŰZÁLLÓSÁG 29/41
30/41
Beton keverék jele Teljes porozitás [%] Teljes porozitás [%] CT-vel Látszólagos porozitás [%] Látszólagos porozitás [%] CT-vel M1 9,23 7,373 8,00 8,41 M2 11,67 19,07 9,49 6,89 M3 9,62 7,30 8,29 8,92 M4 10,38 6,72 8,59 4,90 31/41
CT-vel végzett betonvizsgálatok összefoglalása CT (komputer tomográfiás) módszerek alkalmasak lehetnek mérnöki szerkezetekhez használt anyagok roncsolásmentes vizsgálatához. A CT segítségével a belső sűrűség eloszlás és a pórusrendszer háromdimenziós vizsgálatára nyílik lehetőségünk. A pórusrendszer pontosabb megismerése leromlási, ill. tönkremeneteli folyamatokkal kapcsolatban felmerült kérdés megválaszolásában nyújthat segítséget. 32/41
AZBESZT CSÖVEK ESETÉN 33/41
Fénykép felvételek a CT vizsgálat megkezdése előtt 34/41
Tipikus CT metszet és eloszlás CT képek Fotó Metszet irány Károsodott felület képe Károsodott felület képe H.U. érték eloszlás a metszetirányban Károsodott felület képe 35/41
Tipikus CT metszet és eloszlás A levált felülkettel szemben lévő térfogatban kis sűrűségű zóna 36/41
b1 b2 b3 b4 j1 j2 j3 j4 Szelvények mentén készített szeletenkénti átlag jobb oldal 2400 j1 j2 j3 j4 Mérési szeletenkénti H.U. átlag 2200 2000 1800 1600 1400 50 100 150 200 250 Mérési szelet 37/41
Szeletenkénti átlag és szórás 1985 150 Mérési szeletenkénti H.U. átlag 1980 1975 1970 1965 1960 140 Standard Deviation 130 120 1955 110 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Mérési szelet 38/41
AC-n végzett CT mérések összefoglalása Igazoltuk, hogy a CT technika alkalmazható AC csövek károsodásának kimutatására. Ki tudtuk ugyanis mutatni a károsodás miatt létrejött sűrűségváltozás zónáit. A károsodott rész jól elkülöníthető volt a CT képeken. 39/41
AJÁNLOTT IRODALOM Berényi, E., Bogner, P., Horváth, Gy., Repa, I. (1997) Radiológia Springer Hungarica, Budapest Bogner P., Földes T., Závoda F., Repa I. (2003) A CT és MR vizsgálatok lehetőségei a szénhidrogénkutatásban, Magyar Radiológia 2003. október, pp. 231-237. Elliott, J.C., Dover, S.D. (1982). X-ray microtomography. Journal of Microscopy-Oxford 126(May), pp. 211-213. Földes Tamás (2011) Kőzetkarakterizáció röntgen computer tomográf (CT) mérésekkel végzett hidrodinamikai vizsgálatokkal Lublóy, É., Földes, T., Balázs, L. Gy. (2011) Potentials in use of X-ray computer tomograph (CT) to study concrete properties, Proceedings, Central European Congress on Concrete Eng., Balatonfüred, pp. 37-40. Balázs, G. L., Lublóy, É., Possibilities of computed tomography (CT) for diagnosis of concrete structures, Proceedings of ACF2014 (Eds. D. Choi and T. Tang), 6th Int Conference of Asian Concrete Federation, 21-24 Sept. 2014, Seoul, South Korea, Lead Paper, pp. 34-37, ISBN 978-89-89499-08-4(93530); www.acf.2014.kr 40/41
KÖSZÖNJÜK A MEGTISZTELŐ FIGYELMET! 41/41