به کار گیری تکنیک حرارت نگاری پالسی در ارزیابی عیوب خوردگی در ورق های فولادی-برای تشخیص و بررسی عیب خوردگی در ورق های فلزی از روش های آزمون غیر مخرب، روش حرارت نگاری پالسی استفاده شده است.

حرارت نگاری پالسی امروزه در صنایع مختلف برای بازرسی. و پایش برخی قطعات و مجموعه های در حال کار، مورد استفاده قرار می گیرد. خوردگی در سازه های فلزی و قطعات مکانیکی از مهمترین عیوبی است. که هر ساله هزینه های زیادی را به صنایع تحمیل می کند. که با تشخیص به موقع آن می توان بخشی از این هزینه ها را کاهش داد. روش های زیادی برای تشخیص عیب خوردگی وجود دارد. اما سرعت زیاد انجام آزمون، عدم نیاز به تماس با نمونه، بررسی و بازرسی سطوح بزرگ در زمان کم. و قابلیت انجام آن بر روی بسیار از مواد، از جمله مزایای حرارت نگاری پالسی است.

در این مقاله، برای تشخیص و بررسی عیب خوردگی در ورق های فلزی از روش های آزمون غیر مخرب، روش حرارت نگاری پالسی استفاده شده است. نمونه های مورد آزمایش در این مقاله از جنس فولاد کم کربن و فولاد آلیاژی ساخته شدند. که کاربردهای فراوان در صنایع مختلف دارند. هدف این پژوهش شبیه سازی و شناسایی عیوب خوردگی در قطعات فولادی بود. عیوب مختلفی جهت بررسی قدرت این آزمون غیر مخرب در تشخیص حداقل قطر و بیشترین عمق، طراحی و ساخته شدند.

به کار گیری تکنیک حرارت نگاری پالسی

اثر فاصله منابع تحریک، زاویه تابش، جنس نمونه ها و طول زمان تحریک در آزمون های انجام شده. مورد بررسی قرار گرفت. توانایی و قدرت تشخیص عیوب بدون نیاز به پردازش تصویر از مزایای روش به کار برده شده است. از الگوی عیوب ایجاد شده در نمونه ها در نمونه فولاد کم کربن. کوچکترین عیب با قطر 4 میلی متر در عمق 1 میلی متر و در نمونه فولاد آلیاژی. کوچکترین عیب با قطر 3 میلی متر در عمق 1 میلی متر از سطح قابل تشخیص است.

مقدمه

سختی و سختی پذیری در فولادها

منظور از سختی پذیری یا قابلیت سختکاری (Hardenability ) در فولادها. قابلیت فولاد به افزایش سختی تا عمق مطلوب، از طریق خنک سازی آن با نرخ مناسب است. سختکاری فولاد از طریق تبدیل آستنیت به مارتنزیت انجام می شود. و میزان تشکیل مارتنزیت بستگی به رعایت سرعت لازم در خنک سازی فولاد آستنیتی شده. تا زیر دمای شروع – مارتنزیت دارد. به گونه ایی که آستنیت قابل توجه ای به پرلیت با سایر فراورده ها تبدیل نشود. در نتیجه گفته می شود که فولادهایی که تا عمق زیادی سختکاری می شوند. (یعنی مارتنزیت تا عمق زیادی شکل می گیرد)، دارای سختی پذیری بالایی هستند. و آنهایی که تا عمق کمی مارتنزیت در آنها شکل می گیرد. سختی پذیری کمی دارند.

سختی پذیری، که مقیاسی تجربی برای اندازه گیری قابلیت سخت شدن ماده است. نباید با «سختی» یا با حداکثر سختی مارتنزیت پس از کوئنچ شدن اشتباه گرفته شود. سختی بستگی به درصد کربن و عمق فاز مارتنزیت شکل گرفته در قطعه دارد. برای یک فولاد با درصد کربن مشخص، حداکثر سختی قابل دسترسی از طریق تولید قطعه ای 100% مارتنزیتی است. که فقط ممکن است بر روی سطح یا نمونه های فولادی کوچک امکان پذیر باشد. نرخ خنک سازی در قطعات با ضخامت بالا ممکن است به قدر کافی بالا نباشد. تا بتواند یک ریزساختار 100% مارتنزیتی ایجاد کند، و در نتیجه باعث کاهش عمق مارتنزیت تولید شده و سختی شود.

برخلاف تأثیر کربن بر سختی مارتنزیت، سایر عناصر آلیاژی باعث افزایش سختی فولاد کوئنچ شده نمی شوند. سختی مارتنزیت فقط به درصد کربن بستگی دارد. با این وجود، سایر عناصر آلیاژی فولاد می توانند. سختی پذیری فولاد را افزایش دهند. عناصر آلیاژی می توانند انتشار و پخش شدن کربن را کند کرده (تشکیل پرلیت نیاز به پخش شدن کربن دارد). اما فولاد نیکلی سختی پذیری خیلی بیشتری خواهد داشت. چرا که فولاد نیکل تا عمق بسیار بیشتری در قسمت های ضخمیم سختکاری خواهد شد.

سختی سنجی مواد و قطعات مختلف

روش های دیگری سختی سنجی نیز برای سایر مواد وجود دارند. برای سنجش سختی انواع چوب ها از روشی به نام Janka استفاده میشود. که اساس آن این است که با چه نیرویی بر حسب پوند نیر (Ibf). می توان نیمی از ایک گلوله با قطر 0/444 اینچ را درون چوب فروبرد. بدین ترتیب انواع چوب ها را طبقه بندی شده. و معیاری برای آسان بودن یا دشواری بریدن یا میخ کاری چوب به دست می آید. که به عنوان راهنمایی برای جلوگیری کاربرد آنها بر اساس استحکام به کار می رود.

سختی لاستیک ها و پلاستیک ها با وسیله کوچکی به نام دورومتر اندازه گیری می شود. دورومتر معمولی، وسیله کوچکی است که در آن یک فرو رونده کروی تحت اثر نیروی فنر یا وزنه، روی سطح ماده فشرده شده و یک عقربه عدد سختی را روی صفحه مدرج نمایش می دهد. این دستگاه انواع مختلفی برای آزمایش گسترده کامل الاستومرها و پلاستیک ها از بسیار نرم تا بسیار سخت دارد.

روش هاي ديگر سختي سنجي

براي برخي مواد ، مانند مواد معدني. يکي از بهترين روش هاي سختي سنجي، اندازه گيري مقاومت آنها نسبت به سايش است. سختي خراش طبق مقياس موس اندازه گيري مي شود. در اين روش، اين مقياس شامل 10 ماده معدني استاندارد است. که به ترتيب قابليت خراشيده شدنشان مرتب مي شوند. نرم ترين ماده معدني در اين مقياس، تالک مي باشد. (با سختي خراش 1)، در حالي که الماس سختي برابر 10 دارد. بر اساس اين نوع سنجش سختي، مواد مطابق با توانايي شان براي خراشيدن يکديگر، ارزيابي مي شوند. اگر ماده بتواند روي ماده بتواند روي ماده اي ديگر خراش ايجاد کند، از آن سخت تر است. بدين ترتيب در اين آزمون، نمونه هاي استاندارد توسط ماده مورد ارزيابي خراشيده ميشوند. و عدد سختي ماده بين عدد سختي دون نمونه استاندارد متوالي قرار مي گيرد.

روش هاي سختي سنجي ديگري نيز وجود دارند. که کمتر رايج هستند. مثلاً در سختي سنجي به روش التراسونيک از نيروهاي تا 800 گرم استفاده شده. و عمق اثر را با يک پروب اندازه مي گيرند. و عدد سختي در معيار راکول يا ويکرز به صورت ديجيتال گزارش مي شود. از ويژگي هاي مهم اين روش قابليت خودکار شدن آن است به طوري که در صورت وجود تمهيدات لازم. ميتوان تا 1200 قطعه را در ساعت سختي سنجي کرد

آزمون های دینامیک

سختی فلزات به روش دینامیک. به کمک اندازه گیری میزان جهش یک پرتابه سخت پس از برخورد به سطح قطعه شده به دست می آید. جهش بیشتر پرتابه، نشان دهنده سختی بیشتر است. در اثر برخورد، اثر کوچکی روی نمونه به جای می ماند، اندازه این اثر، نشان دهنده خاصیت پلاستیک قطعه است. که تظاهر «سختی استاتیکی» فلز می باشد. بخشی از انرژی پرتابه صرف ایجاد این اثر گشته و تقریباً باقیمانده انرژی صرف بازگشت پرتابه می شود. دستگاه لیب، بر اساس روش دینامیک ساخته شده و استفاده از آن در صنعت مرسوم است. البته روش های دینامیک دیگری نیز برای سختی سنجی وجود دارند، اما کاربردی و رایج نیستند.

آزمون های استاتیک

در تمام آزمون های استاتیک، نوعی فرو رونده تحت اثر نیروی خارجی در سطح نمونه فرو برده می شود. یکی از ابعاد این فرورفتگی اندازه گیری شده و از آن برای تعیین عدد سختی استفاده می شود. ذات ماده، اندازه و نوع فرورونده و همچنین مقدار نیروی وارد شده بر اندازه فرورفتگی تأثیر گذارند. راکول، برینل، نوپ و ویکرز روش هایی هستند. که غالباً برای تعیین سختی استفاده می شوند. اساس به کار گرفته شده در تمام این آزمایش ها، مجموعه نیروهایی هستند که به فرورونده اعمال می شوند. اگر ماده سخت باشد، فرورفتگی ای کوچک و کم عمق حاصل می شود. در حالی که اگر ماده نرم باشد، فرورفتگی ای کاملاً بزرگ و عمیق حاصل خواهد شد.

روش های اندازه گیری موجود شامل مشاهده بصری فرورفتگی یا عمق سنجی می شود. آزمایشگرهای راکول عمق فرورفتگی را اندازه می گیرند. در حالی که آزمایشگرهای برینل، نوپ و ویکرز نیاز به اندازه گیری قطر فرورفتگی دارند.

اندازه گیری سختی

سختی، از ویژگی های اصلی و ذاتی یک ماده نیست. برای این واژه می توان بیشتر از یک معنی تعریف کرد. می توان آن را مقاومت ماده در برابر سایش. یا مقاومت در مقابل تغییر شکل موم سان (تغییر شکل دائمی یا پلاستیک) دانست. روش های گوناگون آزمون های سنجش سختی بر اندازه گیری یکی از این دو ویژگی ماده استوار است. این آزمون ها ممکن است استاتیک (ایستا) یا دینامیک (پویا) باشند. در آزمون های استاتیک که متداول تر هستند. یک حفره با استفاده از نیرویی معین در قطعه ایجاد کرده و ابعادش را اندازه گیری می کنند. در آزمون های دینامیک، پرتابه ای آزادانه رها شده و به سطح ماده برخورد می کند. بخشی از انرژی پرتابه صرف تغییر شکل ماده شده و باقیمانده آن موجب برگشتن وزنه از سطح می شود. و با اندازه گیری این انرژی سختی جسم را می سنجند.

ارتباط با ما:

• ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
• ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
• تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
• فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

اینستاگرام: folad_paytakht
ایمیل:davooddalakan@gmail.co

سختی یا Hardness به عنوان قابلیت ماده به مقاومت در برابر تغییر شکل دائم. یا نفوذ یک نفوذ کننده (Indenter) به سط آن تعریف میشود. سختی، میزان مقاومت سطح ماده در برابر تغییر شکل دائم یا پلاستیک (غیر الاستیک) است. از آنجایی که در هنگام تست میزان سختی ماده، نفوذ کننده به سطح فشار داده می شود. سختی را می توان به عنوان میزان مقاومت ماده در برابر نیروی فشاری نیز تعریف کرد. هرچه سختی یک ماده بیشتر باشد دیرتر خراش بر می دارد. الماس از سخت ترین مواد طبیعی شناخته شده می باشد.

نباید سختی (Hardness)، سفتی (Stiffness) و استحکام (Strength) را با یکدیگر اشتباه گرفت و بجای یکدیگر استفاده نمود. شناخت اختلاف و تفکیک این سه مفهوم از هم، از اصول بنیادین مهندسی مکانیک است. سفتی معیاری برای تعیین تمایل یک ماده به برگشت به شکل اول. پس از تغییر شکل توسط یک نیرو می باشد. استحکام تعیین می کند. که یک ماده چقدر می تواند تنش را قبل از تغییر شکل دائم یا شکست تحمل کند.

معیارها و آزمون های مختلفی برای سختی مواد وجود دارد. اما تمام آنها از مقاومت ماده در برابر یک فرو رونده یا خراشنده با اعمال نیرو مشخص. بر ابزاری با شعاع یا قطر مشخص سختی ماده را ارزیابی می کنند. سختی میزان مقاومت یک جسم در برابر یک نوک تیز (خراشیدگی) است.

پارامترهای مختلف از جمله دما، نرخ کرنش، اندازه دانه. جهت های بلوری (در تک بلورها)، ترکیبات آلیاژی و غیره بر سختی مواد تأثیر گذارند.

این قابلیت را می توان در مواد با عملیات های حرارتی یا روش های مختلف تغییر داد. برای مثال کاهش اندازه دانه ها در مواد، باعث افزایش سختی آنها می شود. افزودن کربن به آهن نیز (فولاد) سختی آلیاژ را افزایش می دهد.

• ارتباط با ما:
  ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
  ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
  تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
  فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶
• ایمیل:davooddalakan@gmail.co

کاربردها

در سال 2016، مقدار 116000 تن cobalt استفاده شد. از Cobalt در تولید آلیاژهای با کارایی بالا استفاده شده است. همچنین میتوان از آن برای ساخت باتری های قابل شارژ استفاده کرد. و ظهور وسایل نقلیه الکتریکی و موفقیت آنها در بازار احتمالاً ارتباط زیادی با تولید فزاینده جمهوری دمکراتیک کنگو دارد. سایر عوامل مهم که باعث تشویق تولید Cobalt در کنگو شده است. قانون استخراج معدن در سال 2002 بود. که سرمایه گذاری شرکت های خارجی و فراملی. مانند گلنکور را افزایش داد و پایان جنگ های اول و دوم کنگو بود.

آلیاژها

در گذشته سوپر آلیاژهای پایه کبالت بیشتر مصرف کبالت تولید شده را به خود اختصاص می دادند. پایداری دمای این آلیاژها آنها را برای ساخت پره های توربین، توربین های گازی. و موتورهای جت هواپیما مناسب می کند. اگرچه آلیاژهای تک کریستال مبتنی بر نیکل از عملکرد آنها پیشی می گیرند

• ارتباط با ما:
  ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
  ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
  تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
  فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶
• ایمیل:davooddalakan@gmail.co

سنگ معدن های اصلی کبالت شامل کبالتیت، اریتریت، گلوکودوت و اسکوترودیت است. اما بیشتر این نوع عنصر با کاهش محصولات جانبی آن در استخراج و گدازگری نیکل و مس بدست می آید.

از آنجا که این عنصر معمولاً به عنوان محصول جانبی تولید می شود. تأمین این عنصر تا حدود زیادی به امکان اقتصادی استخراج مس و نیکل در یک بازار معین بستگی دارد. پیش بینی شده بود که تقاضا برای این عنصر در سال 2017 به میزان 60% رشد کند.

روش های مختلفی برای جداسازی این عنصر از مس و نیکل وجود دارد. که به غلظت کبالت و ترکیب دقیق سنگ معدن بستگی دارد. یک روش، شناورسازی کف است که در آن سورفاکتانتها به اجزای سنگ متصل می شوند. و منجر به غنی سازی سنگ معدن کبالت می شوند. تف دادن بعدی، سنگ معدن را به سولفات کبالت تبدیل می کند. و مس و آهن به اکسید، اکسایش می یابند. شسته شدن با آب، سولفات را به همراه آرسنات استخراج می کند. باقیمانده ها بیشتر با اسید سولفوریک شسته می شوند. و محلول سولفات مس تولید می شود. کبالت را می توان از سرباره گدازگری مس نیز جدا کرد.

فرآیند های فوق الذکر به اکسید کبالت (Co3O4) تبدیل می شوند. این اکسید در اثر واکنش آلومینومترمی با کاهش در کربن در کوره بلند به فلز تبدیل می شود.

تغییراتی که کنگو در قوانین معدن در سال 2002 ایجاد کرد. سرمایه گذاری های جدید را در پروژه های مس و کبالت کنگو به همراه داشت. معدن موتانا گلنکور در سال 2016 مقدار 24500 تن کبالت، یعنی 40% از تولید کنگو. و تقریباً یک چهارم تولید جهانی را عرضه کرد. پس از عرضه بیش از حد، گلنکور اواخر سال 2019 موتاندا را به مدت دو سال تعطیل کرد. پروژه معدن کاتانگا از گلنکور نیز از سر گرفته شده است.

• ارتباط با ما:
  ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
  ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
  تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
  فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶
• ایمیل:davooddalakan@gmail.co