روشهای اندازهگیری تنش پسماند
بررسی تخصصی تکنیکهای مخرب، نیمهمخرب و غیرمخرب به همراه کاربردها، مزایا و معایب صنعتی
روشهای اندازهگیری تنش پسماند (Residual Stress Measurement Methods) معمولاً بر اساس میزان آسیبی که به قطعه وارد میکنند به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:
روشهای مخرب (Destructive Methods)
در این روشها، قطعه بهطور کامل یا در بخش قابل توجهی تخریب میشود تا تنشهای داخلی آزاد شده و از روی تغییر شکل یا کرنش آزاد شده، تنش پسماند محاسبه شود.
روشهای مهم مخرب عبارتند از:
- روش برش و تقسیم نمونه (Sectioning Method)
- روش کانتور (Contour Method)
- برداشت لایهای (Deep Sectioning / Layer Removal)
- ایجاد شکاف کنترلشده (Slitting Method)
- روش انعطاف ترک (Crack Compliance Method)
مزایای اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای مخرب
- قابلیت اندازهگیری تنش در عمق زیاد
- مناسب برای تحلیلهای دقیق تحقیقاتی
- امکان بازسازی کامل میدان تنش
معایب اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای مخرب
- تخریب کامل قطعه
- زمانبر و هزینهبر در آمادهسازی
- غیرقابل استفاده برای قطعات صنعتی در سرویس
برخی روشهای مخرب اندازه گیری تنش پسماند در قطعات
روشهای نیمهمخرب (Semi-Destructive Methods)
در این روشها فقط بخش کوچکی از قطعه آسیب میبیند و معمولاً قطعه بعد از تست قابل استفاده است.
روشهای مهم نیمهمخرب عبارتند از:
- روش سوراخکاری مرکزی (Hole Drilling Method – ASTM E837)
- روش برش حلقوی (Ring Core Method)
- روش سوراخکاری عمیق (Deep Hole Drilling Method)
مزایای اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای نیمه مخرب
- هزینه متوسط
- امکان استفاده در محل (On-site)
- دقت مناسب برای کاربردهای مهندسی
- وجود استاندارد برای نحوه انجام آزمون و بسیار پرکاربرد در صنعت
معایب اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای نیمه مخرب
- ایجاد آسیب موضعی
- محدودیت در عمق اندازهگیری (معمولاً نزدیک سطح)
- حساسیت به اجرای صحیح و نصب کرنشسنج
برخی روشهای نیمه مخرب اندازه گیری تنش پسماند
روشهای غیرمخرب (Non-Destructive Methods-NDT)
این روشها بدون آسیب قابل توجه به قطعه، میتوانند تنش پسماند را اندازهگیری کنند.
روشهای مهم غیرمخرب عبارتند از:
- روش آلتراسونیک (Ultrasonic Method)
- روش پراش اشعه ایکس (X-Ray Diffraction-XRD)
- روش پراش نوترون (Neutron Diffraction)
- روش مغناطیس (Magnetic Method)
مزایای اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای غیرمخرب
- عدم آسیب به قطعه
- قابلیت بازرسی دورهای
- مناسب برای قطعات بزرگ و گرانقیمت
- مناسب برای تجهیزات در حال بهرهبرداری
معایب اندازه گیری تنش پسماند به کمک روشهای غیرمخرب
- نیاز به کالیبراسیون پیچیده
- وابستگی به جنس و ریزساختار ماده
- در برخی روشها محدودیت عمق یا دقت
- هزینه بالای تجهیزات در روشهای پیشرفته (مثل نوترون)