1. Quins són els avantatges i els desavantatges de la difracció de raigs X-?
Principi: Basat en la llei de Bragg. Quan els raigs X-irradien la xarxa cristal·lina d'un material, es produeix la difracció. La tensió residual provoca una distorsió elàstica de l'espaiat de la gelosia, alterant així l'angle de difracció. Mitjançant la mesura precisa del desplaçament de l'angle de difracció, es pot calcular la magnitud i la direcció de la tensió.
Avantatges:
Mesura quantitativa absoluta: es poden obtenir directament els valors de tensió (MPa) i la direcció.
Alta resolució espacial: capaç de mesurar àrees minúscules (tensió puntual) i gradients de tensió (p. ex., distribució al llarg de la profunditat de la capa).
Teoria madura i estàndards-ben establerts (p. ex., ASTM E915, GB/T 7704).
Inconvenients:
Equips cars, funcionament complex, requereixen personal especialitzat i un entorn específic.
S'utilitza habitualment per a l'anàlisi de mostres de laboratori; difícil de detectar ràpidament en línia.
Profunditat de mesura poca (normalment 10-30 micròmetres), reflectint l'estrès superficial.
Aplicacions: S'utilitza principalment per a anàlisis precises de laboratori, desenvolupament de nous processos, arbitratge de qualitat i calibratge d'altres mètodes.
2. Quins són els avantatges i els desavantatges de les proves d'ultrasons?
Principi: La tensió residual altera les constants elàstiques dins d'un material, afectant així la velocitat de propagació de les ones ultrasòniques (efecte acustoelàstic). Mesurant amb precisió el temps de propagació o els canvis de freqüència de tipus d'ona específics (ones longitudinals, ones transversals, ones superficials), es pot deduir el valor de tensió.
Avantatges:
Ràpid i portàtil: permet l'exploració-àmplia i la supervisió en línia.
Mesura l'estrès mitjà dins d'una certa profunditat (segons la freqüència ultrasònica i el tipus d'ona).
Requeriments baixos de l'objecte que es mesura, que només requereixen un bon acoblament acústic.
Inconvenients:
La precisió de la mesura es veu afectada significativament per la textura del material i la mida del gra, que requereix calibració per a materials específics.
L'algorisme de l'equip és complex i la precisió absoluta de la mesura sol ser inferior a la dels mètodes de raigs X-.
Aplicacions: apte per a la detecció ràpida a les línies de producció, la detecció de tendències de distribució de tensions longitudinals en tires i plaques, i l'avaluació-in situ de components grans.
3. Quins són els avantatges i els inconvenients de la detecció magnètica?
Principi:
Soroll de Barkhausen: l'estrès residual afecta el moviment irreversible de les parets del domini magnètic d'un material, alterant així la intensitat del senyal de Barkhausen (BN). Aquest senyal de soroll és rebut per un sensor, que permet avaluar l'estat d'estrès.
Anisotropia magnètica: l'estrès provoca anisotropia en la permeabilitat magnètica d'un material. La tensió es pot calcular mesurant la magnetoresistència en diferents direccions.
Avantatges:
Velocitat de detecció extremadament ràpida, ideal per a l'escaneig continu i aplicacions en línia.
Sensible als canvis de tensió superficial.
Equips relativament portàtils.
Inconvenients:
Molt dependent de la calibració i molt afectat per la microestructura del material (per exemple, l'orientació del gra, la duresa).
S'utilitza habitualment per a comparacions qualitatives o mesures de tensió relativa de materials coneguts; capacitat quantitativa absoluta relativament feble.
4. Quins són els avantatges i els desavantatges de la perforació per a la inspecció?
Principi: es perfora un forat cec poc profund (normalment 1-2 mm de profunditat) al punt de prova. Això allibera la tensió localitzada, provocant una deformació minúscula al voltant del forat. Un extensímetre preinstal·lat mesura aquesta tensió, i la magnitud i la direcció de la tensió original al punt perforat es calculen mitjançant fórmules teòriques.
Avantatges:
Tecnologia madura, alta fiabilitat i resultats quantitatius.
El cost de l'equip és relativament més baix que els mètodes de raigs X-.
Pot mesurar l'estrès a una certa profunditat sota la superfície.
Inconvenients:
És un mètode de prova micro-destructiu, que deixa petits forats a la superfície del producte.
L'operació implica múltiples passos (tractament superficial, muntatge, perforació, mesurament), donant lloc a una velocitat més lenta.
Per a plaques primes (com ara bobines-laminades en fred), la perforació pot penetrar a la superfície i provocar una fallada.
5. Quins són els avantatges i els desavantatges del mètode de tall/tira per a la detecció?
Principi: una mostra es talla d'una cinta d'acer (per exemple, al llarg de la direcció transversal o longitudinal). A causa de l'alliberament de la tensió residual, la cinta mostrarà una flexió significativa (deformació). Mitjançant la mesura del radi de curvatura de l'ordit, es pot deduir la distribució de tensió mitjana original.
Avantatges:
Senzill, intuïtiu i de baix cost.
Pot reflectir l'estat d'equilibri d'estrès al llarg de tota la longitud de la mostra.
Inconvenients:
Altament destructiu; la mostra és completament inutilitzable.
Només pot obtenir la tendència de distribució d'estrès o tensió mitjana global, no les tensions puntuals locals.
Els càlculs quantitatius requereixen suposicions simplificades, la qual cosa resulta en una precisió limitada.