有關X射線殘余應力檢測設備的那些秘密

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你總是說有蚊子

電梯直達

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發表于 2021-4-9 10:58:09 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

X射線衍射法測量表面殘余應力利用布拉格定律，X射線波長λ、衍射晶面間距d、衍射角2θ之間關系滿足布拉格方程：

（1）

在已知X射線波長λ的條件下，布拉格定律把宏觀上可以測量的衍射角2θ與微觀的晶面間距d建立起確定的關系。當材料中有應力存在時，其晶面間距d必然隨晶面與應力相對取向的不同而有所變化，導致衍射峰發生偏移，通過測量衍射峰的偏移程度，即殘余應變，通過胡克定律由殘余應變計算殘余應力值。

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樓主| 發表于 2021-4-9 10:59:12 | 只看該作者

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樓主| 發表于 2021-4-9 11:02:00 | 只看該作者

X射線的穿透深度較小，只能測量材料表面的殘余應力，如果需要測量材料內部的殘余應力，或者測量應力梯度，其能力則顯得有些蒼白。通常解決的辦法是需要采用剝層法。即對樣品逐層剝離，測量每層表面的應力，然后采用一定的算法扣除因為剝層造成的應力松弛，換算成各層真實的應力。但容易受到表面處理方法對應力的影響。

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樓主| 發表于 2021-4-9 11:02:46 | 只看該作者

可以無損地測量構件中的應力或殘余應力，特別適宜于測量薄層和裂紋尖端的應力分布。X射線可以測定1-2mm很小范圍內的應力值，是距離表面10μm的應力值，若想測量深度的應力也需要對材料進行破壞。當被測工件晶粒不夠細化不能給出明銳的衍射線時，檢測精度不高，如退火細晶材料的檢測精度可以高達10MPa，而淬火硬質或者冷加工材料的檢測誤差高出十幾倍。
被測試件材料的結構、晶粒的粗細程度、衍射面的選擇、X射線的波長、采用的測量方法、被測試件表面的平滑度和處理情況等都會影響檢測精度。

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樓主| 發表于 2021-4-9 11:03:52 | 只看該作者

方法步驟：

（1）除漆劑除去表面防腐油漆，露出管材本體。

（2）采用1000目砂紙手工打磨除去管體表面氧化層，打磨區域面積2cm×2cm，采用W2.5/4000目金剛石研磨膏進行表面拋光。

（3）透明膠帶貼出正方形的待電解拋光區，面積為1cm×1cm，調節電解拋光儀電壓，對該區域進行電解拋光。

（4）調試u-X360的便攜式X射線應力檢測儀，對電解區域進行殘余應力檢測。

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樓主| 發表于 2021-4-9 11:05:16 | 只看該作者

同時該檢測方法僅在室中使用，需要專門的檢測人員來檢測操作設備，施工現場不適合這種檢測方式；同時設備昂貴檢測費用高，國內也僅有少數實驗室擁有這樣的精密配置。一般對焊接應力、機械加工應力、熱處理應力等檢測，建議采用華云盲孔法應力檢測設備HK21A，該設備是高等院校應力檢測教學設備，操作簡單，可以在車間檢測應力使用，一般的工人師傅就可以操作，檢測精度高，便攜式檢測設備，易運輸存儲。