Здравейте! Като доставчик в индустрията за високо прецизно леене съм се сблъсквал с всякакви предизвикателства и възможности. Един от най-важните аспекти, с които често се сблъскваме, е измерването на остатъчното напрежение при високопрецизни отливки. И така, нека се потопим в методите, използвани за тази важна задача.
Остатъчното напрежение е напрежението, което остава в материала, след като първоначалната причина за напрежението (като машинна обработка, термична обработка или отливане) е била отстранена. Може да има значително влияние върху производителността и издръжливостта на високопрецизните отливки. Ако не се управлява правилно, остатъчното напрежение може да доведе до напукване, изкривяване и намален живот на умора на отливките.
Рентгенова дифракция (XRD)
Един от най-популярните методи за измерване на остатъчното напрежение е рентгеновата дифракция. Тази техника се основава на принципа, че разстоянието между атомните решетки в материала се променя, когато е под напрежение. Когато рентгеновите лъчи се насочат към проба, те се дифрактират от атомите в решетката. Чрез анализиране на дифракционната картина можем да определим разстоянието между решетките и на свой ред да изчислим остатъчното напрежение.
XRD е недеструктивен, което е огромно предимство. Може да се използва за измерване на повърхностни и близки до повърхността остатъчни напрежения. За високопрецизни отливки това е наистина полезно, защото не искаме да повредим частите по време на процеса на тестване. Например, когато произвеждамеОграничителен свързващ блок за подемник на контейнерен кран, XRD може да ни помогне да гарантираме, че нивата на остатъчно напрежение са в приемливи граници, така че блокът да може надеждно да изпълнява функцията си.
XRD обаче има и някои ограничения. Изисква сравнително равна и гладка повърхност за точни измервания. А оборудването може да бъде доста скъпо и изисква обучени оператори.
Ултразвуков метод
Ултразвуковият метод е друг начин за измерване на остатъчното напрежение. Той работи чрез измерване на промяната в скоростта на ултразвуковите вълни в даден материал. Когато даден материал е под напрежение, скоростта на ултразвуковата вълна се променя. Чрез сравняване на скоростта на вълната в напрегнато и ненапрегнато състояние можем да изчислим остатъчното напрежение.
Този метод също е неразрушителен и може да се използва както за измерване на повърхностно, така и за вътрешно напрежение. Той е сравнително бърз и може да покрие голяма площ. Например, когато произвеждамеЧасти за прецизно отливане на стомана, ултразвуковият метод може бързо да оцени разпределението на остатъчното напрежение в детайла.
Но ултразвуковият метод е чувствителен към микроструктурата на материала. Различните микроструктури могат да повлияят на скоростта на вълната, което може да доведе до грешки в измерването.
Дупка - Метод на пробиване
Методът на пробиване на дупка е полуразрушителна техника. Това включва пробиване на малък отвор в материала и измерване на релаксацията на остатъчното напрежение около отвора. Тензометри обикновено са прикрепени към повърхността близо до отвора за измерване на промените в напрежението.
Този метод е относително прост и рентабилен. Той може да осигури точни измервания на остатъчното напрежение в локалната зона около отвора. Например, когато имаме работа сСкоба за изпускателна система от водно стъкло, методът на пробиване на дупка може да ни помогне да разберем областите на концентрация на напрежение.
Въпреки това, тъй като това е полуразрушителен метод, той не може да се използва върху части, където повредата е неприемлива. А точността на измерването зависи от качеството на пробиването на отвора и правилното монтиране на тензодатчиците.
Неутронна дифракция
Неутронната дифракция е мощна техника за измерване на остатъчно напрежение във вътрешността на материалите. Неутроните могат да проникнат дълбоко в материала, което ни позволява да измерим разпределението на напрежението вътре в отливката.
Този метод дава много точни резултати и може да измерва триизмерното състояние на напрежение. Но това изисква източник на неутрони, като ядрен реактор или източник на неутрони за разцепване, които са скъпи и не са лесно достъпни.
Метод на вихрови токове
Методът на вихровите токове се основава на принципа, че когато променливо магнитно поле се приложи към проводящ материал, се индуцират вихрови токове. Наличието на остатъчно напрежение може да повлияе на електропроводимостта на материала, което от своя страна влияе върху разпределението на вихровия ток. Чрез измерване на промените във вихровия ток можем да оценим остатъчното напрежение.
Този метод е бърз и може да се използва за онлайн проверка. Подходящ е за откриване на повърхностно и близко до повърхността остатъчно напрежение. Но той е приложим главно за проводими материали и е чувствителен към повърхностните условия.
Кой метод да избера?
Изборът на метод за измерване на остатъчното напрежение зависи от няколко фактора. Ако частта трябва да бъде тествана без разрушаване, XRD, ултразвуковите и методите с вихрови токове са добри варианти. Ако трябва да измерим вътрешното напрежение, неутронната дифракция може да е най-добрият избор, въпреки че е ограничена от наличието на източник на неутрони. За локално измерване на напрежението може да се използва методът на пробиване на отвор, но трябва да вземем предвид потенциалната повреда на детайла.
Като доставчик на високопрецизни отливки, ние използваме комбинация от тези методи, за да гарантираме качеството на нашите продукти. Искаме да сме сигурни, че нашите отливки, независимо дали саОграничителен свързващ блок за подемник на контейнерен кран,Части за прецизно отливане на стомана, илиСкоба за изпускателна система от водно стъкло, отговарят на най-високите стандарти за качество и производителност.
Ако сте на пазара за високопрецизни отливки и искате да научите повече за нашите продукти и управлението на остатъчното напрежение в нашия процес на леене, не се колебайте да се свържете с нас за дискусия относно доставката. Винаги се радваме да поговорим за това как можем да отговорим на вашите специфични нужди.
Референции
- Noyan, IC, & Cohen, JB (1987). Остатъчно напрежение: измерване чрез дифракция и интерпретация. Springer Science & Business Media.
- ASTM E837 - 13a. Стандартен метод за изпитване за определяне на остатъчните напрежения по метода на отвора - деформация при пробиване - измервателен уред.
- Schajer, GS (2009). Метод за пробиване на отвори за измерване на остатъчни напрежения: преглед. Journal of Strain Analysis for Engineering Design, 44(5), 355 - 370.