كيفية التنبؤ فشل المواد المعدنية ؟ الدور الرئيسي في درجة حرارة عالية ، وانخفاض درجة الحرارة والرطوبة والحرارة اختبار الدائرة

ملخص

على المدى الطويل والموثوقية والقدرة على التكيف البيئي من المواد المعدنية أصبحت عنق الزجاجة الرئيسية التي تحد من حياة المنتج والسلامة في طليعة من مجالات تصنيع المعدات المتطورة ، والطاقة الجديدة والسيارات ، والفضاء والهندسة البحرية . المعادن في الخدمة ، ليس فقط تحمل الأحمال الميكانيكية ، ولكن أيضا التعرض المستمر معقدة ومتغيرة في الغلاف الجوي والبيئة ، درجة الحرارة والرطوبة التآزر سوف يؤدي إلى التآكل ، التقصف الهيدروجين ، للتآكل الإجهاد تكسير سلسلة من الفشل التدريجي ، وغالبا ما تكون سرية وفجأة المدمرة . ولذلك ، في مرحلة البحث والتطوير ، واختيار المواد وعملية التحقق ، وكيفية تقييم المتانة البيئية علميا و بسرعة يصبح التحدي الرئيسي في مجال الهندسة . عالية ودرجات الحرارة المنخفضة الحرارة الرطبة غرفة الاختبار هو نوع من الدقة محاكاة البيئة والإجهاد تحميل المعدات ، من خلال استنساخ وتعزيز الظروف المناخية الطبيعية ، من أجل الكشف عن خصائص المواد المعدنية في درجة الحرارة والرطوبة اقتران تطور القانون وعدم توفير آلية لا غنى عنها منصة البحث وقاعدة بيانات الحجر .

المزايا الأساسية والاستراتيجية قيمة معدات الاختبار

تطبيق درجة حرارة عالية ، وانخفاض درجة الحرارة والرطوبة والحرارة اختبار مربع في مجال اختبار المواد المعدنية يتجاوز التقليدية واحدة من التعرض البيئي .التحكم ، والتكرار ، وتسريعنظام التحقق العلمي . وترد مزايا محددة في ما يلي :

1. عالية الدقة البيئة تكرار و محاكاة التوسعالمعدات يمكن أن تحاكي بدقة من البرد القارس الجاف إلى ارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الرطوبة في الغلاف الجوي في العالم نموذجية الطيف البيئي ، ويمكن أن تنطبق على المشهد ( مثل المحرك ، والغلاف الجوي الساحلية ، وتلوث البيئة الصناعية ) عرف درجة الحرارة والرطوبة منحنى ، حتى تراكب الغلاف الجوي ( مثل sò NOx、 الملح الضباب ) لتحقيق عامل اقتران اختبار التآكل .

2. تسارع الحياة اختبار القدرة على التنبؤعلى أساس نظرية أرهينيوس تسارع النموذج ، من خلال تطبيق درجة الحرارة والرطوبة الإجهاد الذي هو أعلى من حالة الخدمة الفعلية ، والشيخوخة والتآكل من المواد يمكن أن تكون عملية محاكاة في فترة تجريبية معقولة ، والتي يمكن تقصير فترة البحث والتطوير بشكل ملحوظ و تحذير من احتمال فشل الرياح في وقت مبكر .

3. عملية التحكم و تتبع البياناتالمعلمة التحكم الآلي وتسجيل البيانات لضمان الاتساق الصارم في ظروف الاختبار و المقارنة بين النتائج ، وتوفير أساس موثوق بها من أجل إنشاء قاعدة بيانات عن خصائص المواد ، وتقدير كمي استقرار مختلف دفعات أو العمليات .

4. خدمة دورة حياة المشروعمن تطوير المواد الأساسية ، وتحسين عملية المعالجة السطحية ، والتحقق من موثوقية قطع الغيار وتقييم خدمة الحياة ، وتطبيق اختبار مربع يمر من خلال دورة حياة المنتج ، هو أداة رئيسية لربط علم المواد ، هندسة التآكل والسلامة الهيكلية .

منهجية عملية الاختبار وطريقة

مجموعة كاملة من المواد المعدنية اختبار المتانة البيئية ، اتبع إجراءات صارمة ومنهجية ، والتي تشمل الروابط الأساسية :

1 - تخطيط النظام وإعداد العينات قبل الاختبار

• المعايير والمتطلبات رسووفقا للمعايير الدولية / الوطنية / الصناعية ( مثل ايزو 9227 ، الجمعية الأمريكية G85 ، جيجابايت / تي 10125 ) أو اتفاق تقني محدد من المنتجات ، وتحديد أهداف الاختبار ( تحديد معدل التآكل ، تقييم حساسية للتآكل الإجهاد ، وما إلى ذلك ) ، وتحديد دقة درجة الحرارة والرطوبة الداخلي ، دورة ، مجموع مدة الاختبار وتقييم المؤشرات .

• إعداد العينات العلميةعينة يجب أن تمثل حالة الاستخدام النهائي من المواد ( بما في ذلك اتجاه المتداول ، والمعالجة الحرارية ، خشونة السطح ، والطلاء / الطلاء ) . الإجهاد الحراري إضافية أو الأضرار الميكانيكية التي ينبغي تجنبها في عملية التحضير ، حافة ينبغي أن تكون محمية بشكل صحيح لضمان الاتساق في المناطق المعرضة . عينة يجب تنظيفها بدقة ، والمجففة ، وزنها الأولي ، وقياس حجم وشكل السجل .

2 . دقة تنفيذ ورصد عملية الاختبار

• المعالجة و الاستقرار الشرطيوضع العينة في مستوى درجة الحرارة والرطوبة البيئة ( على سبيل المثال ، 23 ± 2 درجة مئوية ، 50 ± 5 ٪ ره ) لتحقيق التوازن الكامل ، من أجل القضاء على الإجهاد المتبقية و امتصاص الرطوبة الفرق ، وضمان اختبار نقطة انطلاق متسقة .

• تنفيذ اختبار متعددةس

  • ثابت الحرارة الرطبة اختبارالتعرض لفترة طويلة إلى درجة حرارة عالية ورطوبة البيئة ( على سبيل المثال ، 85 ° C ، 85 ٪ ره ) هو أساسا لتقييم اتجاه التآكل موحدة ، رغوة الطلاء ، وانخفاض قوة لاصقة ، والشيخوخة من البوليمر ختم المواد .

  • درجة الحرارة والرطوبة اختبار دوريمحاكاة ليلا ونهارا أو التغيرات الموسمية في درجة حرارة عالية ، وارتفاع الرطوبة وانخفاض درجة الحرارة وانخفاض الرطوبة ( أو انخفاض درجة الحرارة وارتفاع الرطوبة ) بين دورة البرنامج . هذا النموذج يمكن أن تحفز بشكل فعال الجافة والرطبة بالتناوب التآكل ، طلاء الشقوق الصغيرة و كلفاني التآكل الناجم عن التكثيف / التبخر دورات .

  • الماء المكثف اختبار المناخ المستمرالحفاظ على سطح العينة في حالة التكثيف في درجة حرارة معينة ( على سبيل المثال ، الدين 50017 ) ، وهذا هو اختبار التآكل المتسارع قاسية ، ولا سيما لتقييم مقاومة الماء المكثف من الطلاء ، والطلاء المعدني ركائز .

• الحصول على البياناتالتلقائي تسجيل درجة الحرارة والرطوبة في الوقت الحقيقي البيانات ، دورة مرات ؛ من أجل دراسة هامة ، على الخط رصد الكهروكيميائية ( مثل التآكل المحتملة ، الكهروكيميائية مقاومة الطيف ) يمكن أن تدمج في الوقت الحقيقي تتبع عملية التآكل حركية .

3 - تحليل متعدد الأبعاد وآلية التحقيق بعد الاختبار .

• تحليل مورفولوجيا العيانية والمجهريةس

  • التفتيش البصرينبذة مختصرة : مورفولوجيا ، تغيير اللون ، منطقة صدأ ، كثافة وعمق التآكل النقري ، بدء انتشار الشقوق على سطح العينة تم تسجيلها و تصويرها بالتفصيل .

  • تحليل التباين في الوزنقياس الوزن بدقة قبل وبعد التآكل ، وحساب متوسط معدل التآكل ( مثل ز / م · ح أو مم / ص ) . تقييم شامل يجب أن تتم جنبا إلى جنب مع قياس سماكة المواد التي تعاني من تآكل شديد المحلية ( مثل تأليب ) .

  • توصيف المجهريةباستخدام المجهر الضوئي ( أوم ) ، مجهر مسح بالإلكترون ( SEM ) والطاقة مطياف ( eds ) ، التآكل في المنطقة و الكراك نصيحة لوحظ مع ارتفاع القرار .

• تقييم تدهور الخواص الميكانيكيةمقارنة الخواص الميكانيكية العينات قبل وبعد الاختبار ، اختبار الشد ، والانحناء ، وصلابة ، أو تأثير ، كميا تقييم هشاشة ، وفقدان القوة ، وانخفاض ليونة من المواد الناجمة عن التعرض البيئي .

• فشل آلية اختبار خاصس

  • للتآكل الإجهاد تكسير ( SCC ) اختبارفي درجة حرارة ثابتة والرطوبة ثابتة البيئة ، تعرض العينات التي يتم تطبيقها على الشد العصبي المستمر ( أو الضغط ) ، لاحظ بانتظام حتى كسر ، SCC حساسية المواد يتم تقييمها من خلال كسر الوقت ، و تكسير نمط يتحدد من خلال الجمع بين كسر التحليل .

  • الهيدروجين الناجم عن تكسير ( الائتلاف ) التقييمتقييم حساسية ذرات الهيدروجين إلى اختراق المعادن و تكسير تحت درجة حرارة معينة والرطوبة شرط مهم جدا في المواد مثل الصلب عالية القوة .

التطبيقات المستقبلية والاتجاهات المستقبلية

تواجه التحدي المتمثل في المواد الجديدة والهندسة في المستقبل ، وارتفاع وانخفاض درجة الحرارة والرطوبة والحرارة اختبار الدائرة سوف تتطور إلى أعمق ، أوسع وأكثر ذكاء الاتجاه .

• بناء نظام تقييم المواد الجديدةتهدف إلى قوة عالية سبائك الألومنيوم ، سبائك المغنيسيوم ، والصلب عالية القوة ، مركّبات المصفوفة المعدنية ، وما إلى ذلك ، من الضروري وضع معيار اختبار غير قياسي ومعايير التقييم التي تتطابق مع وضع الفشل ( مثل التآكل بين الخلايا الحبيبية ، spalling التآكل ) .

• دمج متعدد مجال اقتران على الخط رصد التكنولوجيامعدات الاختبار في المستقبل سوف تكون أكثر تكاملا ، ويمكن تحقيق درجة الحرارة والرطوبة - تحميل الميكانيكية - الأشعة فوق البنفسجية الإشعاع - وسائل الإعلام الكيميائية وغيرها من المجالات المادية متعددة ، متعددة المجالات الكيميائية في وقت واحد إلى جانب تطبيق أكثر على الانترنت / في الموقع رصد التكنولوجيا ( مثل الصور الرقمية التكنولوجيا ذات الصلة مدينة دبي للإنترنت في مجال قياس الضغط ، الانبعاثات الصوتية لرصد الشقوق ) .

• بيانات مدفوعة و تطوير نموذج التنبؤعلى أساس كمية كبيرة من البيانات التجريبية ، جنبا إلى جنب مع الذكاء الاصطناعي آلة التعلم الخوارزمية ، نموذج التنبؤ متانة البيئة المادية هي التي شيدت .

• الأخضر والتنمية المستدامةطرق الاختبار سوف تولي مزيدا من الاهتمام إلى العلاقة مع البيئة الحقيقية الطيف ، والحد من الإفراط في الاختبار . وفي الوقت نفسه ، فإن المعدات نفسها سوف تسعى إلى أعلى كفاءة في استخدام الطاقة من تصميم أكثر صديقة للبيئة .

خاتمة

تطبيق ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة والرطوبة والحرارة اختبار الدائرة في اختبار المواد المعدنية هي حلقة وصل رئيسية في عملية التحول من " التصميم التجريبي " إلى " التحقق العلمي والتنبؤ " . من خلال بناء جسر بين المختبر و العالم الحقيقي ، يمكن للمهندسين والعلماء فهم وتقدير الآثار الطويلة الأجل المترتبة على الإجهاد البيئي على خصائص المواد المعدنية . هذا ليس فقط يوفر أساسا لا جدال فيه اختيار المواد ، وتحسين عملية الحماية ، ولكن أيضا يضع أساسا متينا لتعزيز سلامة الحدود ، خدمة الحياة والموثوقية من المعدات الهندسية الهامة والمنتجات الاستهلاكية من المصدر . مع التطوير المستمر و intelligentization من اختبار التكنولوجيا ، وسوف تلعب دورا هاما في تطوير مواد جديدةسوءدعم التطبيقات البيئية سوف تصبح أكثر وضوحا .