X射線是表面殘余應(yīng)力測(cè)定技術(shù)中為數(shù)不多的檢測(cè)法之一,是根據(jù)材料或制品晶面間距的變化測(cè)定應(yīng)力的,至今仍是研究得廣泛、深入、成熟的內(nèi)應(yīng)力測(cè)定方法被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域。過(guò)去幾十年時(shí)間里大家基于一維探測(cè)器和Sin2Ψ分析方法的分析儀,2012年日本Pulstec公司開(kāi)發(fā)出世界款基于二維探測(cè)器和cosα分析方法的新一代X射線殘余應(yīng)力分析儀——μ-X360,將利用X射線研究殘余應(yīng)力的測(cè)量速度和推到了一個(gè)的高度,設(shè)備一經(jīng)推出受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注和接受,總體說(shuō)來(lái)它比傳統(tǒng)方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
更快: 二維探測(cè)器獲取完整德拜環(huán),單角度入射測(cè)量即可完成測(cè)量,全過(guò)程平均約90秒
更:測(cè)量多可獲得500個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),用于擬合計(jì)算應(yīng)力
更輕松:無(wú)需測(cè)角儀,單角度入射即可,復(fù)雜形狀和狹窄空間的測(cè)量困難
更方便:測(cè)量高, 無(wú)需冷卻水、野外工作無(wú)需外部供電
更強(qiáng)大:有區(qū)域應(yīng)力分布測(cè)量成像(Mapping)功能,軟件有晶粒大小、材料織構(gòu)、殘余奧氏體
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1,測(cè)試點(diǎn)定位容易:對(duì)測(cè)試點(diǎn)的準(zhǔn)確度要求要在±5mm范圍內(nèi)即可,而且內(nèi)置定位標(biāo)識(shí)有輔助的CCD協(xié)助定位,并拍照記錄。
2,測(cè)試速度快:?jiǎn)吸c(diǎn)測(cè)試時(shí)間典型值90秒。
3,測(cè)試值:得到整個(gè)德拜環(huán)的衍射數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可以給出晶粒尺度以及取向(織構(gòu))信息。
4,造價(jià)低廉:無(wú)需使用昂貴的測(cè)角儀。
5,可在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用:結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,現(xiàn)場(chǎng)安裝容易,使用方便。
6,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確:使用整個(gè)德拜環(huán)的數(shù)據(jù)做擬合計(jì)算測(cè)量準(zhǔn)確性。
7,經(jīng)濟(jì):X射線探測(cè)器的靈敏度高使得所需的X射線功率低,X射線靶材無(wú)需水冷經(jīng)濟(jì),X射線功率小。
8,體積小重量輕:4Kg的探頭單元很容易安裝在三角或者別的什么機(jī)械臂上。
9,耗電少:測(cè)量時(shí)功率75瓦,待機(jī)時(shí)30瓦,電池供電都可以。
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 機(jī)械加工領(lǐng)域:測(cè)量機(jī)床、焊接、鑄造、鍛壓、裂紋等構(gòu)件的殘余應(yīng)力。
2. 冶金行業(yè):測(cè)量熱壓、冷壓、煉鐵、煉鋼、煉鑄等工業(yè)生產(chǎn)構(gòu)件的殘余應(yīng)力。
3. 各種配件制造:測(cè)量電站汽輪機(jī)制造、發(fā)動(dòng)機(jī)制造、油缸、壓力容器、管道、陶瓷、裝配、螺栓、彈簧、齒輪、軸承、軋輥、曲軸、活塞銷(xiāo)、萬(wàn)向節(jié)、機(jī)軸、葉片、刀具等工業(yè)產(chǎn)品的殘余應(yīng)力。
4. 表面改性處理:測(cè)量滲氮、滲碳、碳氮共滲、淬火、硬化處理、噴丸、振動(dòng)沖擊、擠壓、滾壓、金剛石碾壓、切削、磨削、車(chē)(銑)、機(jī)械拋光、電拋光等工藝處理后構(gòu)件中的殘余應(yīng)力
5. 民生基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域:
(1)海洋領(lǐng)域:測(cè)量船舶、海洋、石油、化工、起重、運(yùn)輸、港口等領(lǐng)域設(shè)備和設(shè)施的殘余應(yīng)力
(2)能源領(lǐng)域:測(cè)量核工業(yè)、電力(水利水電、熱電核電)、水利工程、天然氣工程等領(lǐng)域的設(shè)備和設(shè)施的殘余應(yīng)力
(3)基礎(chǔ)建設(shè)工程領(lǐng)域:測(cè)量挖掘、橋梁、汽車(chē)、鐵路、航空航天、交通、鋼結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域所用材料、構(gòu)件及其它相關(guān)設(shè)備設(shè)施的殘余應(yīng)力
6. 國(guó)領(lǐng)域:測(cè)量裝備、重型裝備等產(chǎn)品的殘余應(yīng)力。
測(cè)試原理
(1)傳統(tǒng)方法——sin2Ψ
——通過(guò)測(cè)量應(yīng)力引起的衍射角偏移,從而算出應(yīng)力大小。測(cè)量時(shí)需要多次(一般5-7次)改變X射線的入射角,并且調(diào)整一維探測(cè)器的位置找到相應(yīng)入射角的衍射角
——施加應(yīng)力后,通過(guò)測(cè)角儀得到衍射角發(fā)生變化的角度,從而計(jì)算得到應(yīng)力數(shù)據(jù)
(2)μ-X360n——基于cosα方法
——單角度入射后,利用二維探測(cè)器獲得完整德拜環(huán)。通過(guò)比較沒(méi)有應(yīng)力時(shí)的德拜環(huán)和有應(yīng)力狀態(tài)下的變形德拜環(huán)的差別來(lái)計(jì)算應(yīng)力下晶面間距的變化以及對(duì)應(yīng)的應(yīng)力
——施加應(yīng)力后,分析單次入射前后德拜環(huán)的變化,即可獲得殘余應(yīng)力信息
戶(hù)外現(xiàn)場(chǎng)原位殘余應(yīng)力檢測(cè)
1. 管道焊接現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
2. 油罐焊接現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
3. 建筑除掉水泥后檢測(cè)
4. 橋梁金屬現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
5. 鐵路軌道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)輕松勝任各種部件檢測(cè)快速、高、復(fù)雜形狀分析
1.圓棒檢測(cè)
2.機(jī)軸軸頸檢測(cè)
3.焊接處疲勞檢測(cè)
4.齒輪齒牙檢測(cè)
5.彈簧檢測(cè)
6.角焊區(qū)檢測(cè)