Mobilne Pomiary Twardości (HT)

Mobilne pomiary twardości są stosowane, gdy badany obiekt jest zbyt duży, aby mógł być zbadany w laboratorium testowym. Jest przydatne do stosowania w terenie, na przykład w celu sprawdzenia, czy prawidłowo przeprowadzono obróbkę cieplną spoiny po spawaniu lub, czy spoina spełnia wymagane limity twardości określone w normach, lub ustanowionych przez uznane organy branżowe. Mobilne techniki pomiarów twardości są szybkie i ekonomiczne.

Pomiary twardości metali przeprowadza się żeby wyniki można było skorelować z innym własnościami materiału takimi jak wytrzymałość na rozciąganie lub odporność na ścieranie. Zbyt miękki materiał i może się okazać że nie jest wystarczająco wytrzymały zgodnie z jego przeznaczeniem. Jeśli materiał jest zbyt twardy może być kruchy i wrażliwy na pękanie.

Wiele norm i specyfikacji określa warunki pomiarów twardości w terenie po takich czynnościach jak cięcie acetylenowo-tlenowe, gięcie na zimno, obróbka cieplna po spawaniu itp. Twardość materiału rodzimego, spoiny i strefy wpływu ciepła jest decydującym parametrem, który może określać pozostałą żywotność materiału i pogorszenie jego własności spowodowane przegrzaniem.

Nasi pracownicy posiadają wymagany poziom doświadczenia i wiedzę, aby profesjonalnie wykonywać pomiary twardości w terenie. Wykorzystują najnowszy przenośny twardościomierz marki GE w celu zapewnienia najdokładniejszych odczytów. Wszystkie pomiary twardości wykonywane są według zweryfikowanej i zatwierdzonej pisemnej procedury, która uwzględnia warunki i wymagania dla kalibracji, przygotowania powierzchni, usuwania materiału niereprezentatywnego (farba, tlenki, warstwa odwęglona) oraz samej metodologii przeprowadzania pomiarów. Wszystkie te czynniki są bardzo istotne w wymagających zastosowaniach, takich jak np. pomiary twardości stali P91. Zastosowanie nowoczesnej technologii według naszej procedury gwarantuje otrzymanie wiarygodnych pomiarów.

LBNiW oferuje pomiary twardości w terenie metodą UCI (Ultrasonic Contact Impedance) oraz metodą dynamiczną Leeb’a (Equotip). Wykorzystujemy przenośne techniki pomiarów twardości do badania metali żelaznych i nieżelaznych oraz ich stopów, spawów, stref wpływu ciepła (HAZ), odlewów, odkuwek, materiałów po obróbce cieplnej, elementów po obróbce maszynowej, oraz elementów instalacji w fazie eksploatacji takich jak rurociągi, zbiorniki ciśnieniowe i konstrukcje stalowe.

W konwencjonalnych stacjonarnych pomiarach twardości, wartość twardości określa się optycznie na podstawie rozmiarów wgłębienia w materiale wytworzonego przez wgłębnik przyłożony pod określonym obciążeniem testowym. Natomiast, w metodzie UCI wielkość powstałego wgłębienia nie jest określana optycznie.

Metoda UCI wykorzystuje sondę, która ma wbudowany pręt zakończony diamentowym wgłębnikiem Vickersa zamontowanym na jednym końcu. Pręt oscyluje z częstotliwością około 70 kHz, gdy diament sondy jest dociskany do badanego materiału, częstotliwość ulega zmianie od tej wartości bazowej ze względu na właściwości badanego materiału. Zmiana częstotliwości jest proporcjonalna do powierzchni styku, czyli obszaru wgłębienia wytworzonego przez diament Vickersa. Oprogramowanie urządzenia porównuje dwie częstotliwości i matematycznie przelicza wartość twardości Vickersa (HV).

W metodzie UCI, badany materiał musi być drobnoziarnisty i jednorodny ze względu na niewielki obszar badania, a powierzchnia musi być polerowana. W związku z tym surowe odlewy i odkuwki są zasadniczo wykluczone, ponieważ twardość powierzchni zmienia się z jednego miejsca do drugiego. Pamiar twardości metodą UCI jest metodą porównawczą dlatego przed badaniem należy dokonać, kalibracji na materiale z modułem Younga zbliżonym do badanego materiału.

Metoda UCI dobrze nadaje się do pomiaru twardości w strefie wpływu ciepła spoiny, także przy cienkich materiałach. Ze względu na małą powierzchnię diamentu Vickersa można skutecznie mierzyć twardość aż do brzegu spoiny. Inne przenośne twardościomierze mają większą powierzchnię ucisku co ogranicza ich zdolność do robienia pomiarów w tym obszarze.

Zalecana minimalna grubość badanego materiału = 6mm

Opracowana w połowie lat siedemdziesiątych, metoda Leeba była pierwszą powszechnie akceptowalną przenośną techniką do szybkich pomiarów twardości bardzo dużych elementów znajdujących się w terenie. Nazwa “metoda dynamiczna” pochodzi od podstawowej natury testu. Bijak wewnątrz sondy urządzenia jest uwalniany z określoną prędkością i uderza w próbkę, zmierzona prędkość po odbiciu jest porównywana do pierwotnej prędkości i matematycznie przeliczana na twardość Leeba (HL), która jest wyświetlana cyfrowo na urządzeniu. Oprogramowanie aparatu może następnie dokonać konwersji jednostek HL na konwencjonalne jednostki pomiaru twardości tj. HRC, HV lub HB.

W tamtym czasie urządzenie Equotip uznano za rewolucyjne. Niestety, wiele z tych twardościomierzy zakupiono do stosowania w warunkach, gdzie metoda ma ograniczenia, co doprowadziło do powstania niejasności dotyczących dokładności urządzenia. Kiedy stosowane w odpowiednich warunkach twardościomierze Equotip są dosyć dokładne, bardzo proste w obsłudze i powtarzalność pomiarów jest wysoka.

Najbardziej krytycznymi zmiennymi wpływającymi na dokładność pomiarów są grubość badanego elementu i jego masa. Jak opisano powyżej, w metodzie Leeba następuje uwolnienie bijaka, który uderza w badany obiekt z dość znaczną siłą. Jeżeli grubość materiału jest zbyt cienka i ma on niewielką masę, w momencie uderzenia następuje jego ugięcie. Prowadzi to do błędu w prędkości odbicia, co z kolei negatywnie wpływa na uzyskany odczyt. Otrzymywane wartości są wówczas mało powtarzalne i mocno rozstrzelone.

Equotip znakomicie nadaje się do badania dużych odlewów, odkuwek, rolek stalowych, oraz innych grubościennych elementów, kiedy to daje wiarygodne wyniki.

Zalecana minimalna grubość badanego materiału = 20mm

• Szybkie wyniki
• Łatwe do zastosowania w terenie
• Przenośne narzędzia mogą być stosowane w wielu trudnodostępnych miejscach
• Stosunkowo niedrogie

• Operator może znacznie wpływać na wyniki, jeśli odpowiednia technika nie jest stosowana do uzyskania odczytu
• Metoda UCI wymaga polerowania powierzchni aby uzyskać niemal lustrzany wygląd
• Equotip powinien być stosowany tylko na elementach o grubości 20 mm lub większej