Apakah kaedah untuk mengesan tekanan sisa?

Tekanan sisa merujuk kepada keadaan tekanan dalaman yang kekal dalam bahan walaupun tanpa beban luaran. Keadaan tekanan ini biasanya disebabkan oleh faktor -faktor seperti medan suhu yang tidak rata, ubah bentuk plastik, atau perubahan fasa semasa proses seperti pemesinan, rawatan haba, dan kimpalan. Kehadiran tekanan sisa memberi kesan kepada sifat -sifat mekanikal bahan, kehidupan keletihan, rintangan kakisan, dan ciri -ciri lain. Oleh itu, dengan tepat mengesan tekanan sisa adalah penting untuk memastikan kualiti produk dan keselamatan. Artikel ini akan memperkenalkan beberapa kaedah yang biasa digunakan untuk mengesan tekanan sisa dan menganalisis kelebihan, kekurangan, dan julat yang berkenaan.

1. Kaedah ujian mekanikal

Kaedah ujian mekanikal adalah pendekatan tidak langsung untuk menilai tekanan sisa dengan mengukur perubahan kecil dalam dimensi objek. Instrumen biasa yang digunakan termasuk alat pengukur terikan, mikrometer, dan caliper mikrometer dalaman. Prinsip asas kaedah ini ialah apabila tekanan sisa wujud dalam bahan, dimensinya (seperti panjang, diameter, dan lain -lain) akan mengalami sedikit perubahan. Dengan tepat mengukur perubahan ini dan menerapkan prinsip -prinsip mekanik elastik, tekanan sisa dalam bahan boleh dianggarkan.

Kelebihan:

Operasi mudah dan kos rendah.

Keperluan peralatan yang rendah, menjadikannya mudah dilaksanakan.

Kekurangan:

Hanya mampu mengesan tekanan sisa pada permukaan bahan, dengan keberkesanan yang lemah untuk mengesan tekanan dalaman.

Ketepatan pengukuran dipengaruhi oleh pelbagai faktor, seperti pemilihan titik pengukuran dan ketepatan instrumen pengukur.

2.Kaedah lubang buta

Kaedah lubang buta adalah teknik ujian yang merosakkan yang melibatkan penggerudian lubang kecil di permukaan objek untuk melepaskan tekanan di sekitar lubang. Tekanan sisa kemudian disimpulkan dengan mengukur perubahan ketegangan sebelum dan selepas lubang dibuat. Kaedah ini dicadangkan oleh sarjana Jerman Mathar pada tahun 1934 dan sejak itu telah berkembang menjadi kaedah yang agak matang untuk mengesan tekanan sisa.

Kelebihan:

Sesuai untuk mengukur medan tekanan sisa dengan kecerunan yang ketara.

Menyediakan ketepatan pengukuran yang tinggi, terutamanya untuk pengukuran tekanan sisa permukaan.

Kekurangan:

Ia adalah kaedah ujian yang merosakkan, yang menyebabkan kerosakan pada objek.

Proses pengukuran adalah rumit dan memerlukan pengendali mahir dan peralatan khusus.

3. Kaedah difraksi sinar-X

Kaedah difraksi sinar-X digunakan untuk mengukur tekanan sisa dengan menggunakan fenomena difraksi sinar-X dalam bahan kristal. Apabila sinar-X diarahkan pada bahan kristal, difraksi berlaku, dan sudut difraksi berkaitan dengan pemalar kisi kristal. Dengan mengukur variasi sudut difraksi dalam arah yang berbeza, tekanan sisa dalam bahan dapat disimpulkan.

Kelebihan:

Ujian tidak merosakkan, bermakna ia tidak menyebabkan sebarang kerosakan pada objek.

Sesuai untuk pelbagai bahan kerja pepejal dengan ketepatan pengukuran yang tinggi.

Mampu menguji pada sudut yang berbeza pada titik yang sama untuk mengesan kesan tekstur.

Kekurangan:

Peralatan ini mahal, dan operasi itu kompleks.

Terdapat bahaya radiasi tertentu kepada pengendali, yang memerlukan langkah keselamatan yang sesuai.

Kaedah ini masih belum matang untuk bahan -bahan dengan bijirin besar atau struktur bertekstur, seperti aloi aluminium dan keluli tahan karat.

4. Kaedah ujian ultrasonik

Kaedah ujian ultrasonik mengukur tekanan sisa dengan menggunakan hubungan antara kelajuan penyebaran ultrasound dan ketumpatan bahan. Apabila gelombang ultrasonik bergerak melalui bahan, kelajuan mereka dipengaruhi oleh ketumpatan bahan. Dengan mengukur kelajuan dan masa penyebaran gelombang, tekanan sisa dalam bahan dapat disimpulkan.

Kelebihan:

Ujian tidak merosakkan, bermakna ia tidak menyebabkan sebarang kerosakan pada objek.

Operasi mudah dan pengukuran pantas.

Sesuai untuk pengukuran tekanan ke atas julat yang besar dan dalam struktur kompleks.

Ketepatan dan kepekaan yang tinggi.

Kekurangan:

Memerlukan penyediaan khas objek, seperti penyingkiran salutan.

Hasil pengukuran dipengaruhi oleh pelbagai faktor, seperti suhu dan struktur bahan.

Teknologi yang agak baru, dengan pengesahan pasaran yang tidak mencukupi.

Kaedah analisis kimia

Kaedah analisis kimia menilai tekanan sisa dengan mengukur perubahan dalam komposisi kimia dan struktur mikro bahan. Kaedah ini melibatkan rawatan kimia dan analisis bahan, dan dengan mengukur perubahan dalam komposisi kimia, tekanan sisa dapat disimpulkan.

Kelebihan:

Menyediakan maklumat dalaman terperinci, termasuk komposisi kimia dan mikrostruktur.

Ketepatan pengukuran yang tinggi.

Kekurangan:

Operasi kos tinggi dan kompleks.

Memerlukan rawatan kimia yang merosakkan bahan.

Tidak sesuai untuk semua jenis bahan.

6. Kaedah ujian memori magnetik

Kaedah ujian memori magnet mengesan tekanan sisa dengan menggunakan reorientasi yang tidak dapat dipulihkan struktur domain magnet logam di kawasan yang dikonfirmasi tekanan, fenomena yang dikenali sebagai kesan "memori magnet". Apabila logam tertakluk kepada tekanan, domain magnetnya akan kembali. Reorientasi ini kekal walaupun selepas tekanan dibebaskan, membentuk "memori magnet." Dengan mengukur kesan "memori magnet" ini, tekanan sisa dalam bahan dapat disimpulkan.

Kelebihan:

Ujian tidak merosakkan, bermakna ia tidak menyebabkan sebarang kerosakan pada objek.

Operasi mudah, sesuai untuk ujian di tapak.

Kekurangan:

Ketepatan pengukuran dipengaruhi oleh pelbagai faktor, seperti suhu dan gangguan medan magnet.

Hanya terpakai kepada bahan ferromagnet; tidak sesuai untuk bahan bukan ferromagnetik.

7.Kaedah Thermography Inframerah

Kaedah thermography inframerah mengesan tekanan sisa dengan menggunakan kesan haba yang dihasilkan dalam bahan di bawah tekanan. Apabila objek tertakluk kepada tekanan, sejumlah kecil haba dijana secara dalaman. Perubahan suhu ini boleh diukur dan dianalisis menggunakan kamera terma inframerah. Dengan mengukur dan menganalisis variasi suhu ini, tekanan sisa dalam bahan dapat disimpulkan.

Kelebihan:

Ujian bukan hubungan, bermakna ia tidak menyebabkan sebarang kerosakan pada objek.

Sesuai untuk pengukuran tekanan di kawasan besar dan struktur kompleks.

Kekurangan:

Ketepatan pengukuran dipengaruhi oleh pelbagai faktor, seperti suhu alam sekitar dan emissivity permukaan bahan.

Peralatan mahal dan operasi kompleks.

Kesimpulan

Terdapat pelbagai kaedah untuk mengesan tekanan sisa, masing -masing dengan kelebihan tersendiri, kelemahan, dan kebolehgunaannya. Dalam aplikasi praktikal, adalah perlu untuk mempertimbangkan faktor -faktor seperti jenis bahan, saiz, bentuk, ciri pengedaran tekanan, dan keperluan ujian objek yang diuji untuk memilih kaedah pengesanan yang sesuai. Dengan kemajuan teknologi yang berterusan, kaedah pengesanan tekanan sisa baru terus muncul, seperti yang berdasarkan teknologi penderiaan serat optik dan teknik pengiktirafan imej. Kaedah baru ini memberikan idea dan alat segar untuk pengesanan tekanan sisa.

Pada masa akan datang, pengesanan tekanan sisa akan semakin memberi tumpuan kepada ujian yang tidak merosakkan, ketepatan tinggi, pemantauan masa nyata, dan kecerdasan. Trend ini akan menawarkan kaedah pengesanan yang lebih tepat dan boleh dipercayai untuk pengeluaran industri dan penyelidikan saintifik.