240NU212 - Técnicas de Ensayo No Destructivo

Transcripción

1 Unidad responsable: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona Unidad que imparte: FIS - Departamento de Física Curso: Titulación: 2016 MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA NUCLEAR (Plan 2012). (Unidad docente Optativa) Créditos ECTS: 4,5 Idiomas docencia: Inglés Profesorado Responsable: Otros: ALFREDO DE BLAS DEL HOYO GUILLEM PERE CORTES ROSSELL Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Conocimiento de las técnicas de diagnóstico más utilizadas en las operaciones de inspección y gestión de vida de componentes de una planta nuclear. Genéricas: 2. Capacidad de proyectar, calcular y diseñar procesos, equipos, instalaciones y plantas, relacionados con la obtención de energía de origen nuclear y con el uso de las radiaciones ionizantes. 3. Tener conocimientos adecuados de aspectos matemáticos, analíticos, científicos, instrumentales, tecnológicos y de gestión. Metodologías docentes Combinación de sesiones experimentales y clases para introducir la información básica. 1) Clases El profesor introduce la información básica de las diferentes secciones 2) La planificación del aprendizaje independiente Durante el curso, los estudiantes deberán resolver algunos ejercicios propuestos, búsqueda de algunos términos en la literatura especializada y llevar a cabo algunas simulaciones de herramientas y detectores para analizar los sistemas y sus operaciones. 3) Aprendizaje cooperativo Resolución en clase de ejercicios complejos que requieran una colaboración completa de todos los miembros del grupo de trabajo 4) Laboratorio Durante el semestre, se llevarán a cabo cuatro técnicas experimentales en el laboratorio. Cada práctica comporta una tarea de pre-laboratorio, es obligatoria la redacción de un informe con tareas post-laboratorio y las tareas analíticas Objetivos de aprendizaje de la asignatura 1. Enumerar las características básicas de un test de corriente de Foucault 2. Describir los fundamentso de física de un test de corriente de Foucault 3. Determinar el punto de operación en el gráfico de una impedancia normalizada y la variación 4. Interpretar las variaciones del punto de operación en el gráfico de impedancia normalizado 5. Describir las características principales en el análisis fluoresecnte de rayos X 6. Describir las herramientas básicas para la generación y medida de los rayos X 7. Capacitar al estudiante para proponer un experimento para identificar la composición del material para los análisis 1 / 7

2 fluorescentes de rayos X 8. Describir los principios básicos de los test de ultrasonido para la detección de fallos/evaluación 9. Familiarizar al estudiante con los instrumentos utilizados en tests de ultrasonido 10. Enumerar las características básicas de algunas de las técnicas más utilizadas en centrales nucleares (métodos de superfícies, líquido penetrante, partículas magnéticas, métodos visuales) 11. Describir los fundamentos de física de alguna de las técnicas más utilizadas en centrales nucleares (métodos de superfície, líquido penetrante, partículas magnéticas, métodos visuales) 12. Describir los pasos básicos para los processos de manufactura de un conjunto de combustible 13. Explicar el rendimiento del funcionamiento y la fiabilidad del combustible y localizar los aspectos básicos de la producción de combustible de control 14. Describir la inspección de la producción de combustible 15. Medir la impedancia de la bobina para graficar los puntos de operación de diversos tubos 16. Medir la conductividad de algunos tubos y bloques con equipos de corriente de Foucault 17. Identificar los fallos en un ejemplo de técnicas de test ultrasónicas 18. Identificar la composición de materiales fluorescentes de rayos X Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 112h 30m Horas grupo grande: 0h 0.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 40h 30m 36.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 72h 64.00% 2 / 7

3 Contenidos 1. Corrientes de Foucault Dedicación: 14h Grupo grande/teoría: 4h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 8h Exposición en clase por parte del profesorado de las principales técnicas de las corrientes de Foucault. El estudiante aprenderá las características principales, los fundamentos físicos, la variable analizada y su interpretación - 4h Presentación (Teoría) - 2h Problemas en clase - 1h Análisis de los circuitos AC. Inductáncia real - 1h Diagrama Förster 2. Fluorescentes de rayos X Dedicación: 10h Grupo grande/teoría: 2h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 6h Resumen general de los análisis de técnicas de rayos X fluorescentes para la medición de la composición del material. Se describirán los principios de funcionamiento de los tubos de rayos X y sus características principales Resumen general de los análisis de técnicas de rayos X fluorescentes para la medición de la composición del material. Se describirán los principios de funcionamiento de los tubos de rayos X y sus características principales 3. Tests de ultrasonido Dedicación: 5h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 3h Al final de este tema, el estudiante será capaz de describir los principios físicos de la detección de fallos en los test de ultrasonido. El estudiante también utilizará un kit comercial para la detección de fallos para los tests de ultrasonido - 1,5h Exposición oral por parte del profesorado (Teoría) - 0,5h Demostración experimental del funcionamiento del kit para tests de ultrasonido 3 / 7

4 4. Radiación ionizante Dedicación: 7h Grupo grande/teoría: 2h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 3h Resumen general de los test no destructivos basados en la interacción de la radiación ionizante (partículas alpha, electrones, rayos X, gamma y neutrones) - 2h Exposición oral por parte del profesorado (Teoría) - 2h Ejercicios sobre calibradores radioactivos 5. Otras técnicas de NDT Dedicación: 9h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 6h Exposición en clase llevada a cabo por el profesor, de técnicas no destructivas, préviamente no presentadas, pero interesantes en su aplicación en la inspección de elementos de las centrales nucleares - 3h de presentación (teoría) 6. Aplicación de centrales nucleares Dedicación: 9h Clases teóricas: 3h Aprendizaje autónomo: 6h El profesor expone los principales elementos de una central que requieren una inspección regular y monitorización. Después se presentarán las principales técnicas - 3h de presentación (teoría) 4 / 7

5 7. Inspección del conjunto de combustibles Dedicación: 8h Clases teóricas: 6h Aprendizaje autónomo: 2h El profesor expone los objetivos y las técnicas de inspección del conjunto de combustibles. Se presenta la producción del combustible, prestando especial atención a las fases de inspección, con sus principales equipos y procesos. El rendimiento del combustible en el reactor y su fiabilidad también se analizan, y se presentan en aspectos como la vigilancia y la detección de fallos ( y su caracterización) - 6h de presentación Sesiones de laboratorio Dedicación: 8h Clases de laboratorio: 8h En grupos de máximo 3 personas, los estudiantes realizarán 4 sesiones de laboratorio de dos horas cada una. Cada sesión se basa principalmente en dos técnicas no destructivas: corrientes de Foucault y rayos X fluorescentes Cada sesión conlleva una tarea de post-laboratorio. El grupo de trabajo tiene que entregar un informe de cada sesión de laboratorio, con el análisis de los resultados, incidéncias y respuestas a algunas preguntas Las sesiones de laboratorio son: 1. Determinación experimental del diagrama de Förster 2. Determinación de la conductividad 3. Material de identificación de los rayos X fluorescentes 4. Calibración de la concentración de sales 5. Calibración de transmisiones Actividades de evalución Dedicación: 2h Otras actividades: 2h Actividades de evaluación: 1. Sección 1 a 4 de la descripción del curso. Examen de teoría y ejercicios 2. Sección 5 a 7 de la descripción del curso. Test 5 / 7

6 Planificación de actividades TEORÍA En clase, el profesor introduce los conceptos para dar a los estudiantes la capacidad de desarrollar los objetivos de la asignatura Material de soporte: Presentaciones orales con la ayuda de los proyectores. La presentación será préviamente entregada a los estudiantes utilizando el campus virtual Presentaciones orales con la ayuda de los proyectores. La presentación será préviamente entregada a los estudiantes utilizando el campus virtual 1-14 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Problemas presentados y discutidos en clase Tiempo extra para trabajar en casa y acabar el problema 3 y 7 SESIONES PRÁCTICAS Cuatro sesiones experimentales en el laboratorio de detección e instrumentación nuclear de la sección de ingeniería nuclear Material de soporte: Los equipos del laboratorio de detección e instrumentación nuclear. Se entregará a los estudiantes una guía para cada sesión utilizando el campus virtual Se entregará un informe para cada práctica experimental ACTIVIDADES DE EVALUCIÓN Las actividades de evaluación que se llevarán a cabo: 1). Sección 1 a 13 de la descripción del curso. Exámen de teoría y ejercicios 2) Sección 4 de la descripción del curso. Test 3) Sección 5 de la descripción del curso. Test 6 / 7

7 Notas de exámenes 1-18 Sistema de calificación NOTA FINAL: NF = 0,4* NM + 0,2* NP + 0,4* NL NM: Nota media de los exámenes (actividades de evaluación) NP: Nota de resolución de problemas NL: Notas de laboratorio y nota de detector de simulación Normas de realización de las actividades Las sesiones de laboratorio son obligatorias Bibliografía 7 / 7