金屬材料是工業(yè)生產的重要物質基礎，其性能直接影響著天然氣、石油石化、航空航天、電力冶金、風電、火電、核電、鐵路船舶等領域設備設施的安全運行。隨著服役時長的增長，設備材料的力學性能不可避免的劣化，嚴重威脅設備的運行安全，因此進行材料的力學性能評估具有重要意義。傳統的評價方法如拉伸試驗、疲勞試驗、斷裂韌性試驗等制作試樣會對設備造成破壞，需要停機檢測，并且檢測時間長、效率低、不能進行現場測試，所以往往無法被接受。在此情況下，微損原位檢測服役設備的壓痕法應運而生。壓痕檢測方法從硬度測試開始不斷發(fā)展延伸，目前已經可以實現材料拉伸性能、殘余應力、斷裂韌性等多個力學性能參數的測量。
圖1-1 壓痕測試功能
團隊經過多年技術攻關，研發(fā)出“便攜萬能壓痕測試儀”，通過記錄特定形狀的壓頭侵入材料所產生的位移載荷信息來計算力學性能和殘余應力，摒棄傳統破壞性測試觀念，可以進行現場無損測試，有效避免了裝備的停機破壞檢測。目前設備已通過勝利油田檢測中心的精度測試，與傳統檢測手段盲測對比，誤差小于10%，滿足工程應用要求。由團隊負責編制的國內外首部采用壓痕能量差法測量（焊接）殘余應力的標準——《金屬材料 殘余應力測試 壓入能量差法》，已通過CSTM標準立項論證。
圖1-2 自主研發(fā)的壓入測試技術
PMT-1000是目前最新型設備（PMT—XXX，PMT是Portable
Mechanical Properties Tester的簡稱， XXX是設備最大承載能力，例如PMT-1000，最大承載能力為1000kg），主要包括萬能壓痕測試儀、控制系統、計算軟件三部分，可實現與電腦終端有線及無線連接進行設備操作控制、信息傳輸及實時計算。
圖1-3 萬能壓痕測試系統
壓痕測試儀包括儀器機體、特定形狀壓頭、旋轉平動機構、磁式固定底座四部分，見圖1-3所示，其中儀器機體采用伺服電缸傳動，控制球型或努氏壓頭下壓侵入被測材料；磁性固定底座可快速吸附于磁性材料表面，保證壓痕測試過程的穩(wěn)定，同時可以通過旋鈕進行磁性控制，方便機體調整，對被測區(qū)域點位進行精準測量。
采用無線和有線兩套控制和數據傳輸系統，適用于多種測試環(huán)境。有線測試系統采用液晶觸摸屏菜單方式進行參數設置及壓入控制，控制盒小巧輕便，操作方便，可使用電池供電，無懼野外環(huán)境，數據實時儲存于SD卡。無線測試系統可通過手機app和電腦軟件遠程控制，數據實時傳輸到軟件，大大減小控制盒體積，更加便攜，方便特殊位置測量。數據傳輸到軟件實時進行處理計算，直接一鍵出具力學性能及殘余應力結果，實現了數據的快速計算及力學性能參數的可視化。
PMT-1000型萬能壓痕測試儀既能進行力學性能測量，也能進行應力測量，主要用于能源裝備安全評定和現場焊接結構的殘余應力無損測量，在材料研究、機械制造、采礦冶金、水利工程、鐵道運輸、化工設備、船舶制造、航空工業(yè)、電力建設等行業(yè)應用廣泛，是石油化工、重裝企業(yè)、科研院所、生產施工中進行非破壞性的安全評定及分析的一種重要工具。
·ISO/TR 29381金屬材料-通過壓痕試驗測量力學性能-壓痕拉伸性能
·GB/T 21838金屬材料 硬度和材料參數的儀器化壓痕試驗
日內瓦國際發(fā)明展創(chuàng)辦于1973年，是全世界舉辦歷史最長、規(guī)模最大的發(fā)明展之一，其獎項分為評審團特別嘉許金獎、金獎、銀獎和銅獎。第48屆日內瓦國際發(fā)明展是自疫情以來首次恢復線下展出，共有40個國家800多個參展單位的1000多個發(fā)明項目參加展覽。
展會由瑞士聯邦政府、日內瓦州政府、日內瓦市政府和世界知識產權組織共同主辦。展會每年都能吸引來自全球五大洲的近50多個國家的企業(yè)、高校、科研院所以及個人發(fā)明人參展。
———近乎無損地檢測試樣二向殘余應力
———無需額外粘貼應變片或配備其他光學測量裝置
———準確實用且便于操作
關于壓痕儀：
1、壓痕儀的主要應用領域（檢測行業(yè)）有哪些？
? 現場在役壓力容器和大型輸油輸氣管道設備無損檢測
? 現場檢驗材料性能
? 制造過程中的力學性能指標檢測
? 熱處理效果評價
? 在役構件性能檢測
? 停車檢修測試
? 設備老化壽命評估
? 壓力容器特種設備檢測機構
? 石油石化大型儲罐、輸油輸氣管道、核能電廠、壓力容器制造和使用廠家。
? 全周期安全與質量評估：
1. 事故分析
2. 原始材料現場驗收
3. 焊接部位可靠性評估
4. 安全運營檢測
5. 材料疲勞老化評估
6. 優(yōu)化設計生產檢驗、成品檢驗
2、檢測儀可檢測哪些內容？
? 硬度、屈服強度、抗拉強度、斷裂韌性、雙向殘余應力、高溫蠕變
3、壓痕儀的測試方法有多少種？
? 壓痕法
? 面向工程現場“快、準、易”地檢測力學性能和殘余應力。
? 三小特點：
1. 測試儀器小--重量 3kg，高度 30cm
2. 測試點小--最大壓入深度 100um
3. 損傷小--寬度~200um
4、檢測儀是任何材質都可以檢測嗎？有不可以檢測的材質的嗎？
? 金屬材料和部分非金屬材料
5、壓痕儀和傳統檢測儀器相比，優(yōu)缺點是什么？
? 優(yōu)點：無需停機、無損檢測、精準、現場 10 分鐘出結果
? 缺點：需停機、切割試樣送檢、準確、大約 2 天時間
6、如何確保檢測儀測試的準確性？
? 標準試樣校驗
? 執(zhí)行國內外生產制造、測試測量標準
? 跟傳統常規(guī)實驗室測試儀器做相關性驗證測試，誤差小于5%以內
7、檢測儀的工作原理是什么？它是如何測量材料的硬度和彈性的？
? 通過壓入載荷和深度曲線，利用創(chuàng)新性核心算法大模型計算出材料力學性能指標和參數
8、壓痕儀成功案例有哪些？
? 服務于多家大型石油石化設備制造商在金屬材料熱處理和焊接過程中的殘余應力標定結果，幫助工廠工藝工程師團隊優(yōu)化技術方案。
? 各省地特種設備檢驗檢測機構，多維度多層面完善檢測報告，提供公正詳細客觀的測試結果給到送檢單位。
9、壓痕儀有權威機構的檢測證書嗎？
? GB/T39635-2020,GB/T21838.1-2019.GB/T 37782-2019
? ISO KS B0950(2002).KS B0951(2005)
? KS ISO/TR 29381(2008).ISO/TR 29381 ANNEX(2008)
? ASME CODE CASE 2703(2011).CODE CASE N-881(2017)
? CSTM T/CSTM 00824(2023),T/CSTM 00825-2023.T/CSTM00826-2023.
10、檢測儀的測試點這么小，能保證產品整體的結果準確嗎？會不會存在測試點是一個數值，其余點又是一個數值的情況？
? 精準測試測量，客觀反饋金屬材料力學性能指標。
? 金屬材料特性是表里如一的，通過測試金屬材料表面力學指標，從學術理論上是有據可查可考的。
? 金屬材料表明力學性能發(fā)生變化后，內部組織結構也會發(fā)生類似的形變。
11、檢測儀有自己的標準檢測流程嗎？檢測不同功能性質時的流程都是一樣的嗎？
? 有的
? （在）服役設備--》設備測試點表面拋光--》壓入測試--》高通量結果分析
12、不同配置的壓痕儀，具體區(qū)別是什么？
? 測試功能和模塊算法的不同。
13、檢測儀的使用年限是多久，如果出現故障該怎么檢修？
? 整機保修兩年。
? 球壓頭使用 3000 次左右
? 提供 24 小時線上指導服務。質保期內如需配件更換，寄回廠家免費換新。質保期外提供標準備件,以廠家成本價收取費用。
14、使用壓痕儀時，如何選擇合適的壓頭和施加力量？
? 根據不同測試需求和功能，選擇力學性能壓頭或者殘余應力壓頭。
? 按操作規(guī)程，使用哪個人員放置在被測試設備上，儀器自動進行測試。
15、在進行壓痕測試時，需要注意哪些操作細節(jié)？有哪些常見的操作誤區(qū)？
? 提供崗前培訓，操作手冊和視頻指導。
? 精密儀器必須輕拿輕放
16、壓痕儀的數據處理和分析軟件有哪些功能？
? 輸出屈服強度、抗拉強度、應變硬化指數、殘余應力。
17、如何對壓痕儀進行日常維護和保養(yǎng)？保養(yǎng)周期是多久？
? 執(zhí)行儀器設備保養(yǎng)維護原則
? 存放在干燥、通風、遮光、干凈的室內環(huán)境里。
18、在進行壓痕測試時，如何確保測試環(huán)境的穩(wěn)定性和一致性？
? 儀器固定在被測試設備材料上，不可晃動，不可移動正在工作中的儀器，避免造成傳感器和機械裝置損壞。
19、如何正確解讀壓痕儀測試的結果，并根據結果對材料性能進行評估和改進？
? 具備力學和材料學知識的專業(yè)人士和從業(yè)者通過測試測量結果數據優(yōu)化材料處理和質量評估
20、壓痕儀的發(fā)展趨勢和未來發(fā)展方向是什么？
(1) 問診把脈在役設備
(2) 無損檢測，為企業(yè)設備安全高效運行保駕護航。
(3) 安全生產、產品質量都是企業(yè)生存之本。
無錫市張華醫(yī)藥設備有限公司
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