Анализатор остаточного напряжения
Что такое анализатор остаточных напряжений?
Анализатор остаточных напряжений - это своего рода инструмент для проверки физических свойств, используемый в области механики, машиностроения, гидротехники, авиации, аэрокосмической науки и техники.
Рентгеновский анализ остаточных напряжений является одним из немногих неразрушающих методов в технологии определения поверхностных остаточных напряжений, который основан на изменении расстояния между зернами материала или изделия для определения напряжения, и является одним из наиболее широко распространенных методов. изученные, углубленные и зрелые методы анализа и обнаружения остаточных напряжений, позволяющие измерять реальное поле и образцы неправильной формы.
Применение анализатора остаточных напряжений
Поле механической обработки
Остаточный стресс анализе может использоваться для измерения остаточных напряжений в станках, сварке, литье, ковке, растрескивании и других компонентах.
Металлургическая промышленность
Анализатор остаточных напряжений измеряет остаточные напряжения при горячем прессовании, холодном прессовании, производстве чугуна, стали, литье и других компонентах промышленного производства.
Изготовление различных деталей
Stress X-Ray также можно использовать для измерения остаточного напряжения в промышленных изделиях, таких как производство турбин для электростанций, производство двигателей, масляные цилиндры, сосуды под давлением, трубы, керамика, узлы, болты, пружины, шестерни, подшипники, ролики, коленчатые валы, поршни. штифты, универсальные шарниры, машинные валы, лезвия, инструменты и т. д.
Модификация поверхности: измерение остаточного напряжения в деталях после обработки азотированием, науглероживанием, нитроцементацией, закалкой, упрочнением, дробеструйной очисткой, виброударом, экструзией, прокаткой, алмазной притиркой, резкой, шлифовкой, токарной обработкой (фрезерованием), механической полировкой, электрополировкой и другие процессы.
Инфраструктурное строительство
(1) Морская область: анализ остаточного напряжения может измерять остаточное напряжение в оборудовании и объектах судов, морских, нефтяных, химических, грузоподъемных, транспортных, портовых и других областях.
(2) Область энергетики: измерение остаточного напряжения оборудования и сооружений в атомной промышленности, электроэнергетике (водное хозяйство и гидроэнергетика, термоэлектричество и атомная энергетика), водном хозяйстве, газовой технике и других областях.
(3) Область инженерной инфраструктуры: Измерьте остаточное напряжение материалов, компонентов и другого соответствующего оборудования и объектов, используемых в области земляных работ, мостов, автомобилей, железных дорог, аэрокосмической промышленности, транспорта, стальных конструкций и других инженерных областях. 6. Область оборонной и военной промышленности: Измерение остаточного напряжения продукции военного назначения, такой как оружие и техника, тяжелая техника и т. д.
Принцип работы анализатора остаточных напряжений
Анализатор остаточных напряжений работает путем измерения сдвига угла дифракции из-за напряжения и, таким образом, расчета величины напряжения. Измерение выполняется путем изменения угла падения рентгеновских лучей несколько раз (обычно 5-7 раз) и регулировки положения детектора 1D для определения угла дифракции при соответствующем угле падения.
После приложения напряжения изменение угла дифракции определяется следующим образом: угломер и рассчитываются данные о напряжении.
После одного угла падения полное кольцо Дебая получается с помощью двумерного детектора. Сравнивая разницу между кольцом Дебая без напряжения и деформированным кольцом Дебая с напряжением, рассчитывают изменение расстояния между плоскостями зерен под напряжением и соответствующее напряжение.
После приложения напряжения анализируется изменение в кольце Дебая до и после единичного падения, чтобы получить полную информацию об остаточном напряжении.
Преимущества использования анализатора остаточных напряжений
Быстрее: 2D-детектор прибора для измерения остаточных напряжений регистрирует полное кольцо Дебая за одно измерение, и измерение может быть завершено за один проход под одним углом, в среднем примерно за 60 секунд на весь процесс.
Более точный: прибор остаточного напряжения может получить 500 точек данных для подгонки данных остаточного напряжения за одно измерение, что делает результаты более точными.
Проще: для измерения напряжений не требуется гониометр, достаточно одного угла для сложных форм и ограниченных пространств.
Более удобный: инструмент для измерения напряжения с высокой точностью измерения, не требует охлаждающей воды, не требует внешнего источника питания для полевых работ.
Более мощный: рентгеновский дифракционный аппарат с функцией визуализации измерения регионального распределения напряжений, размера зерна, структуры материала, анализа остаточного аустенита и других функций.
Метод испытания анализатора остаточных напряжений
В настоящее время методы тестирования анализаторы остаточных напряжений можно разделить на метод измерения напряжения с потерями и метод измерения неразрушающего напряжения.
Метод измерения напряжения с потерями
Метод глухих отверстий
Метод глухих отверстий был предложен немецким ученым Матаром в 1934 году и развит до более зрелого уровня. Принцип заключается в том, чтобы нанести цветок деформации на поверхность измеряемой заготовки и пробить отверстие в заготовке, напряжение вокруг отверстия ослабляется, и формируется новое распределение поля напряжения/деформации J; Путем калибровки коэффициентов снятия деформации A и B можно определить исходное остаточное напряжение и деформацию заготовки на основе принципа упругой механики.
Метод отступа
Метод вдавливания основан на принципе определения твердости и представляет собой метод измерения неразрушающего или микроразрушающего напряжения. Его принцип заключается в том, что при локальной нагрузке наличие компонентов внутреннего напряжения будет вызывать смещение и деформацию из-за суперпозиции напряжений, измеряя смещение △Z и деформацию △ε, можно определить исходное поверхностное остаточное напряжение компонента (общий диаметр вдавливания и глубиной 1.2 мм × 0.2 мм).
Метод индентирования требует внимания к следующим вопросам: контроль зоны индентирования и окружающей зоны пластических деформаций; при полном перекрытии зоны пластических деформаций с зоной испытаний результаты измерений ухудшаются, а при полном изолировании зоны пластических деформаций чувствительность теста снижается; установление зависимости между приращением деформации вдавливания и остаточным напряжением в зависимости от остаточного напряжения; калибровочные эксперименты и имитационные расчеты для установления количественной взаимосвязи между приращением деформации и свойствами материала, а также расчетное моделирование вместо калибровки Калибровочные эксперименты и имитационные расчеты используются для установления количественной взаимосвязи между приращением деформации и свойствами материала.
Метод резания
Метод резки заключается в разрезании металла вдоль плоскости деформации, точном измерении профиля деформации режущей поверхности, а затем подгонке тестового профиля, результатов подгонки в качестве граничных условий модели конечных элементов для упругих расчетов, полученных при внутренней вертикальной резке. плоское распределение напряжения, вы можете получить тенденцию распределения и характеристики напряжения режущей поверхности, подходящие для качественного измерения остаточного напряжения в больших кусках материала.
Метод резки имеет высокую точность измерений за счет полного снятия остаточных напряжений за счет разрушения элемента конструкции. Начальное остаточное напряжение в образце может быть получено косвенно путем измерения снятого напряжения с помощью тензодатчика сопротивления.
Неразрушающий метод измерения напряжения
Ультразвуковой метод
Ультразвуковой метод заключается в измерении напряжения по характеристикам распространения ультразвуковых волн внутри материала, т. е. растягивающее напряжение заставляет звуковые волны распространяться дольше и медленнее, а сжимающее напряжение, наоборот, использует акустический эффект двойного лучепреломления, вызванный напряжением, для измерения стресс. Изменение напряжения вызывает очень небольшое изменение скорости звука, при этом 100 МПа вызывает изменение скорости звука всего на 0.1%. Критическая продольная волна преломления (LCR) представляет собой продольную волну преломления, когда угол преломления составляет 90 градусов, которая наиболее чувствительна к напряжению и должна использоваться наиболее широко.
Магнитный метод
В настоящее время применяются два магнитных метода: метод магнитного шума и метод магнитной деформации. Основной принцип метода измерения магнитного шума заключается в использовании магнитострикционного эффекта ферромагнитных материалов. Напряжение вызывает изменение расстояния между доменными границами ферромагнитного материала, что влияет на силу баркгаузеновского (магнитная индукция B с прерывистым скачком напряженности магнитного поля H) эмиссионного сигнала. Метод магнитной деформации использует магнитную анизотропию материала для измерения напряжения. При наличии напряжения соответствующим образом изменяется магнитная проницаемость, а также изменяется магнитное сопротивление магнитопровода между датчиком и поверхностью материала во время измерения, что, в свою очередь, приводит к изменению магнитного потока магнитопровода.
Метод магнитной деформации не может измерять большие остаточные напряжения (более 300 МПа), где зависимость между напряжением и магнитной проницаемостью нелинейна. Магнитный метод компактен, прост и быстр, но напрямую измерить значение напряжения в нескольких точках затруднительно, и можно измерить только количественную зависимость между разностью основного напряжения в одной точке и параметрами магнитного измерения.
Тип материала, тестируемый этим методом, ограничивается определением напряжения в ферромагнитных материалах, таких как сталь и железо; кроме того, как и ультразвуковой метод, хотя магнитный метод и позволяет измерять внутренние напряжения материала, результаты измерений в большей степени нарушает микроструктура материала (пустоты, поры, трещины и т. д.). После того, как отраслевые эксперты Huang Haihong et al. предложил технологию обнаружения металла с магнитной памятью, которая может быстро обнаружить опасную область компонента и может указать концентрацию напряжения через значение градиента сигнала магнитной памяти.
Метод рентгеновской дифракции
Рентгеновский метод был предложен российскими учеными в 1929 году, и после многих лет разработки теоретические и практические методы измерения стали более зрелыми, и это наиболее широко используемый метод неразрушающего контроля остаточных напряжений.
Метод рентгеновской дифракции для измерения остаточных напряжений основан на теории рентгеновской дифракции. Когда пучок рентгеновских лучей с длиной волны λ облучает поверхность кристалла, пик отраженных рентгеновских лучей будет приниматься под определенным углом (2θ), что представляет собой явление рентгеновской дифракции. Угол дифракции 2θ подчиняется известному закону Брэгга: 2dsinƟ=nλ. Расстояние между длиной волны λ рентгеновских лучей и расстоянием d на поверхности дифракционного кристалла.
Метод нейтронной дифракции
Метод дифракции нейтронов в принципе аналогичен методу рентгеновской дифракции, но глубина проникновения нейтронов больше, что позволяет обнаруживать распределение остаточных напряжений внутри крупных кусков материала (порядка сантиметров).
На точность положения пика нейтронной дифракции влияет интенсивность дифракции, которая в основном зависит от времени испытания при определенных условиях, таких как мощность реактора, плоскость дифракционного кристалла и канонический объем.
Нейтронографическое измерение остаточных напряжений требует много времени и средств, обычно требует большого стандартного объема образца (10 мм3) и плохого пространственного разрешения, а также бесполезно для измерения остаточных напряжений в поверхностном слое материала (>100 гм и выше области).
Технические характеристики анализатора остаточного напряжения
Портативный рентгеновский анализатор остаточных напряжений
| Размер коллиматора | 1 мм, диаметр |
| Параметры рентгеновской трубки | 30кВ1.5мА |
| Рентгеновская трубка использовала материал мишени | хромовая мишень (по желанию) |
| Нужна ли охлаждающая вода | Незачем |
| Нужен ли угломер | Незачем |
| Угол падения рентгеновского излучения | Один угол падения для получения всех данных. Используемый детектор представляет собой двумерный детектор. |
| Параметры прямого измерения | Остаточное напряжение, высота полупика и полная ширина дифракционного пика |
| Время измерения | Около 60 секунд |
| Параметры мощности | Мощность 130 Вт, 110-240 В, 50-60 Гц |
Требования:
1. Портативный рентгеновский анализатор остаточных напряжений использует полностью автоматизированное программное обеспечение для измерения остаточного напряжения, ширины полупика, остаточного аустенита и других данных.
2. Внутренние маркеры позиционирования и ПЗС-камера облегчает позиционирование образцов, что делает операцию чрезвычайно простой и быстрой.
3. Быстрый доступ к предварительно заданным условиям измерения для различных материалов и выполнение измерения одним щелчком мыши.
Как заказать анализатор остаточных напряжений?
Если вы заинтересованы в нашем Анализатор остаточного напряжения или есть какие-либо вопросы, пожалуйста, напишите по электронной почте info@antiteck.com, мы ответим вам как можно скорее.