Внимание! Мы предоставили доступ всем авторизованным пользователям к контактам Предприятий!
Все услуги   ›  Контроль качества   ›  Определение остаточных напряжений
показать все

Определение остаточных напряжений

Дополнительная информация по услуге: Определение остаточных напряжений
  • Описание
  • Стоимость
  • Примеры работ (фото, видео)
  • Исполнители
  • Оборудование
  • ГОСТы
Разместить заказ
Выбрать исполнителя

Определение остаточных напряжений: от неизвестного к известному

После устранения внешней нагрузки или причин, которые ее вызвали, в металле могут возникнуть остаточные напряжения. Они появляются в результате неоднородного нагрева или охлаждения в процессе термической обработки, механической обработки (например, при сварке, ковке, штамповке), а также в результате фазовых превращений в материале. Обнаружить их помогает определение остаточных напряжений.

Роль остаточных напряжений в эксплуатации деталей

определение остаточных напряжений сварного шва
определение остаточных напряжений сварного шва

Влияние остаточных напряжений на эксплуатационные свойства металлов может быть как положительным, так и отрицательным. К самым распространенным критериям оценки относятся:

  • усталостная прочность. Остаточные напряжения могут снижать или повышать усталостную прочность металла. Компрессионные (сжимающие) часто способствуют ее увеличению, а растягивающие - уменьшению;
  • стойкость при статических нагрузках. В зависимости от распределения остаточных напряжений они могут как повысить, так и снизить прочность материала;
  • жёсткость и упругость. Остаточные напряжения могут изменять жёсткость металла, влияя на его упругие свойства;
  • коррозионная стойкость. Растягивающие напряжения особенно опасны в коррозионных условиях, так как могут способствовать возникновению и развитию трещин с очагами ржавления;
  • стабильность формы. Напряжение может вызвать деформацию изделий, что важно учитывать при точной механической обработке деталей.

Таким образом, методы определения остаточных напряжений и по возможности минимизация этих процессов или их использование с позитивной стороны - важная часть производства изделий. Она может намного повысить надежность и долговечность металлических конструкций.

Деструктивные методы определения остаточных напряжений

определение остаточных напряжений помогает снизить усталостную прочность металла
определение остаточных напряжений помогает снизить усталостную прочность металла

Услуги по определению остаточных напряжений могут опираться на две группы методов: деструктивные и недеструктивные. Деструктивные методы часто используют в исследовательских целях или при важном качественном контроле, когда необходимо определить уровень остаточных напряжений в материале. 

Несмотря на точность, в промышленности их применяют не так часто из-за разрушительного воздействия на образцы. 

В процессе деструктивных образец материала подвергается изменениям, делающим его непригодным для дальнейшего использования. 

Эти методы обеспечивают точные измерения, но требуют разрушения или значительной модификации исследуемой детали. К ним относятся:

  • отрезание. Предполагает постепенное удаление слоёв материала с образца и измерение изменений в его геометрических параметрах. Дает информацию о напряжениях, которые были в этих слоях;
  • разделение. Образец, содержащий остаточные напряжения, разделяют или раскалывают на части. Метод можно использовать для изучения цилиндрических объектов, когда образец делят на две части и по изменению формы каждой определяют остаточные напряжения;
  • сверление отверстий. Предполагает высверливание маленьких отверстий в материале и измерение деформаций вокруг них. Замеры указывают на остаточные напряжения. Этот метод требует специального оборудования для точности;
  • метод вырезки. Производится удаление части детали для последующего изучения изменений в геометрии или в структуре материала. Способ позволяет наблюдать напряженно-деформированное состояние в разных частях образца.


Недеструктивное определение остаточных напряжений

Определение остаточных напряжений может и не иметь разрушительного характера. Недеструктивные методы позволяют оценивать внутреннее состояние материала, не повреждая его структуру. К вариантам “мягкого” контроля относятся:

  • рентгеновский дифракционный анализ. Один из самых точных методов измерения остаточных напряжений. Основан на анализе изменений в дифракционной картине, возникающей при взаимодействии рентгеновских лучей с кристаллической структурой материала. Изменения пиков дифракции указывают на перемены в микроструктуре, связанные с напряжениями;
  • ультразвуковая дефектоскопия. Использует принцип модификации скорости прохождения ультразвуковых волн в материале под воздействием остаточных напряжений. Учет различий в скорости позволяет делать выводы о распределении напряжений внутри образца;
  • магнитные методы. В их основе зависимость магнитных свойств ферромагнитных материалов от напряженного состояния. Действие остаточных напряжений меняет магнитную проницаемость металла, что и используется для их определения;
  • электромагнитные методы определения остаточных напряжений анализируют изменения в электромагнитных свойствах материала, вызванные остаточными напряжениями. Особенно эффективны для оценки напряженно-деформированного состояния и выявления микродефектов;
  • оптические методы (в том числе голографическая интерферометрия и поляризационно-оптический метод) основаны на анализе изменений в оптических свойствах или деформации материала под воздействием остаточных напряжений. Позволяют наблюдать микродеформации поверхности с высокой точностью.

К недеструктивным методам обращаются для контроля качества, для оперативной диагностики на стадии производства, а также для мониторинга состояния конструкций в процессе их эксплуатации. Их главное преимущество - в возможности повторного и многократного использования обследуемых изделий.

Для чего важно определить остаточные напряжения?

определение остаточных напряжений позволяет избежать деформации изделий
определение остаточных напряжений позволяет избежать деформации изделий

Услуги по определению остаточных напряжений важны не только для производства, но и для эксплуатации металлических изделий, так как эти “побочные эффекты” могут влиять на их пользовательские характеристики, долговечность и безопасность.

Остаточные напряжения, особенно растягивающего типа, могут значительно снизить усталостную прочность металлических изделий, делая их более восприимчивыми к трещинообразованию при циклических нагрузках. Контроль и управление ими увеличивают срок службы изделий.

Растягивающие остаточные напряжения могут ускорять процесс коррозии, особенно в коррозионно-активных средах. На производстве важно преобразовать их в сжимающие, а следовательно, предотвратить или замедлить коррозионное разрушение.

Неуправляемые процессы могут вызвать непредвиденную деформацию изделий как на этапе производства, так и в процессе эксплуатации. Это может привести к отказу изделия или к необходимости его доработки.

Если вовремя определить остаточные напряжения и проконтролировать их, можно избежать всех этих неприятностей. Забота о качестве продукции - инвестиции в репутацию вашей компании и довольные сотрудничеством клиенты. Участники проекта не просто выполнят для вас качественный анализ металла, а дадут советы по улучшению надежности и долговечности любых изделий из него. Обращайтесь!

Разновидность анализа Стоимость, тыс. руб.
Магнитометрический метод  от 5   
Рентгенографический метод  от 10   
Ультразвуковой метод  от 7   
Дифрактометрический метод  от 15   
Метод сверления отверстий от 3   
Метод снятия стружки  от 4   
Тензометрический метод  от 2   
У Вас есть вопрос?
+7 (495) 789-95-19
горячая линия
Или свяжитесь с нами через
службу поддержки
Или воспользуйтесь разделом вопрос-ответ
?
?