Οι φορητοί μετρητές σκληρότητας μετάλλων είναι συμπαγή όργανα σχεδιασμένα για τη μη καταστροφική μέτρηση σκληρότητας μεγάλων, σταθερών, επιτόπιων ή σύνθετων μεταλλικών εξαρτημάτων, όπου οι παραδοσιακοί μετρητές σκληρότητας σε πάγκο δεν είναι δυνατοί. Οι δύο κύριες τεχνολογίες είναι η μέθοδος Leeb (δυναμική ανάκαμψη) και η μέθοδος UCI (υπερηχητική αντίσταση επαφής), οι οποίες λειτουργούν με βάση διαφορετικές φυσικές αρχές, αλλά και οι δύο προσφέρουν τη φορητότητα που απαιτείται για επιτόπιες επιθεωρήσεις. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη ναυπηγική βιομηχανία, στη βιομηχανική συντήρηση, στον ποιοτικό έλεγχο μεγάλων σφυρήλατων και χυτευμένων προϊόντων και στην επιτόπια επιθεώρηση χαλύβδινων κατασκευών.
Θέλετε βοήθεια στην επιλογή του προϊόντος;
Μέθοδος Leeb
Η μέθοδος Leeb βασίζεται στη δυναμική ανάκαμψη ενός μικρού σώματος (σώμα κρούσης) γνωστής μάζας εξοπλισμένου με μια σφαίρα καρβιδίου βολφραμίου: ένα βαθμονομημένο ελατήριο το προβάλλει στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας με καθορισμένη ταχύτητα και μετά την κρούση, αναπηδά με μειωμένη ταχύτητα. Η απώλεια ταχύτητας (ενέργεια που απορροφάται από το τεμάχιο εργασίας κατά την πλαστική παραμόρφωση) σχετίζεται με τη σκληρότητα: τα μαλακά τεμάχια εργασίας απορροφούν πολλή ενέργεια (χαμηλή ανάκαμψη), τα σκληρά τεμάχια εργασίας απορροφούν λίγη (υψηλή ανάκαμψη). Ο λόγος v_rebound/v_impact πολλαπλασιασμένος επί 1000 δίνει την τιμή HL (Σκληρότητα Leeb). Υπάρχουν διαφορετικές συσκευές (D, DL, C, G, S, E) με διαφορετικές μάζες και γεωμετρίες για την κάλυψη τεμαχίων εργασίας διαφορετικών μεγεθών και σκληροτήτων.
Μέθοδος UCI
Η μέθοδος UCI (Ultrasonic Contact Impedance - Υπερηχητική Αντίσταση Επαφής) χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα εξοπλισμένο με ένα μικρό εσοχή Vickers (μια τετραγωνική πυραμίδα διαμαντιού) που δονείται στη συχνότητα συντονισμού του (συνήθως 78 kHz). Όταν η εσοχή πιέζει το τεμάχιο υπό καθορισμένο φορτίο, η περιοχή επαφής επηρεάζει τη συχνότητα συντονισμού, η οποία μειώνεται ως συνάρτηση της σκληρότητας (μαλακά τεμάχια: μεγαλύτερη περιοχή επαφής, χαμηλότερη συχνότητα). Το όργανο μετρά τη μετατόπιση συχνότητας και τη μετατρέπει σε τιμή σκληρότητας HV (Vickers). Το μικρό μέγεθος της εσοχής UCI (δεκάδες µm) επιτρέπει μετρήσεις σε συγκολλημένες κατασκευές, ζώνες HAZ, επιστρώσεις και εξαρτήματα με λεπτά τοιχώματα.
Χαρακτηριστικά και μετατροπές
Οι σύγχρονοι φορητοί σκληρομετρητές ενσωματώνουν: αυτόματη μετατροπή από την κύρια κλίμακα (HL ή HV) σε άλλες κλίμακες (HRC, HRB, HB, HV, σR εκτιμώμενη αντοχή σε εφελκυσμό) σύμφωνα με τους πίνακες ASTM E140 και DIN 50150, με προειδοποίηση σχετικά με τα όρια της εγκυρότητας της μετατροπής (ανάλογα με το υλικό και το εύρος), αυτόματη αντιστάθμιση για την κατεύθυνση της δοκιμής (κάθετα προς τα κάτω, οριζόντια προς τα πάνω - η ανάκαμψη Leeb ποικίλλει ανάλογα με την κατεύθυνση), στατιστικά στοιχεία για τις παρτίδες μέτρησης, κατώφλια GO/NOGO, έξοδο δεδομένων Bluetooth/USB, λογισμικό υπολογιστή για προηγμένη ανάλυση.
Εφαρμογές
Οι συσκευές σκληρότητας Leeb χρησιμοποιούνται για: δοκιμές σκληρότητας χυτών χυτηρίων, μεγάλων σφυρήλατων, αξόνων, γραναζιών, συγκολλημένων κατασκευών (δοκιμή HAZ), δοχείων πίεσης, ναυπηγικής και σιδηροδρομικής κατασκευής, αγωγών και σωληνώσεων, καθώς και συντήρηση μηχανικών εξαρτημάτων επί τόπου. Οι συσκευές σκληρότητας UCI είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς για: δοκιμές συγκολλήσεων (χαρτογράφηση ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα), λεπτά εξαρτήματα (όπου η Leeb απαιτεί μη διαθέσιμη μάζα), παχιές επιστρώσεις (σκληρή επιχρωμίωση, γαλβανισμός), γρανάζια με μικρά δόντια και συγκροτήματα μπουλονιών και βιδών με καθορισμένο βαθμό σκληρότητας.
Πρότυπα αναφοράς
Τα κύρια πρότυπα είναι: ISO 16859 (μέθοδος δοκιμής σκληρότητας Leeb), ASTM A956 (ισοδύναμο ΗΠΑ)· DIN 50159 (δοκιμή σκληρότητας UCI). Για μετατροπή μεταξύ κλιμάκων: ISO 18265 και ASTM E140. Η βαθμονόμηση φορητών συσκευών δοκιμής σκληρότητας χρησιμοποιεί δοκιμαστικά μπλοκ πιστοποιημένα κατά ISO 17025 με γνωστές τιμές σκληρότητας στις διάφορες κλίμακες (HRC, HB, HV). Η επαλήθευση απόδοσης και η επιθεώρηση της άκρης (για UCI) προβλέπονται από το πρότυπο. Το προσωπικό που εκτελεί επιθεωρήσεις χρησιμοποιώντας μεθόδους NDT πρέπει να είναι εξειδικευμένο (επίπεδο 1, 2, 3 ISO 9712).