Uno dei principali fattori che influenzano le proprietà meccaniche dei materiali e il comportamento di elementi meccanici e componenti strutturali sono le tensioni residue. La resistenza e la vita a fatica, la tensocorrosione e la fatica da contatto sono fortemente dipendenti dalla presenza di tensioni residue, che sono generate dai processi manifatturieri, dai trattamenti termici e superficiali, e da possibili sovraccarichi. La misura quantitativa dello stato di tensione residua è quindi uno strumento fondamentale per valutare la qualità dei materiali e la resistenza dei componenti.
Il diffrattometro a raggi X (XRD) StressTech X3000 permette di rilevare le tensioni residue in maniera non-distruttiva misurando lo spostamento del picco di diffrazione causato dal cambio di distanza dei piani cristallografici, secondo prestabiliti indici di Miller, dovuto alla deformazione residua e di mettere in relazione quest’ultima allo stato di sforzo residuo. La misurazione si basa su procedimento d-sin²χ e può essere misurata sia in geometria Ψ che in geometria Ω.
È possibile eseguire la misurazione sia su piccoli campioni di laboratorio che su componenti di grandi dimensioni, come alberi, alberi a gomiti, turbine Pelton, ingranaggi, molle, ecc.
Il design del diffrattometro X3000 ne permette un facile spostamento in situ per applicazioni su impianti industriali, ad esempio pipeline, o su grandi infrastrutture, come i ponti. L’area del rilevamento varia da un minimo di circa 1 mm² fino a quasi 10 mm² e, tramite processi elettrochimici di asportazione localizzata del materiale, è possibile effettuare misure in profondità per determinare il profilo della tensione residua lungo lo spessore.
Inoltre, questo strumento permette di rilevare l’austenite residua e l’incrudimento localizzato del materiale, mediante la misura della larghezza a metà altezza del picco di diffrazione (FWHM).
Il diffrattometro X3000 dispone di tre tubi a raggi X con anodi diversi (Cr, Cu, Ti) che permettono di trattare la quasi totalità dei materiali di rilevanza ingegneristica.
La misurazione viene effettuata dal software XTronic, partendo dalla rilevazione fino al calcolo dei valori della tensione residua e dell’austenite trattenuta. Il software XTronic è in linea con il nuovo standard europeo EN 15305 per le misure della tensione residua tramite raggi X.

Informazioni tecniche

Unità principale

• Generatore di alta tensione per il tubo di raggi X: tensione variabile continuità da 5 a 30 kV/0, fino a 10 mA.
• Caratteristiche elettriche: da 90 a 260 VAC, da 48 a 62 Hz, 600 VA
• Raffreddamento: a liquido, con circuito chiuso a ricircolazione e scambiatore di calore per il tubo di raggi X e per l’unità di potenza.

Goniometro

• Goniometro Xstress 3000 G2 montato su tripode con ancoraggi magnetici.
• Inclinazione χ: programmabile da –45° a +45° (standard)
• Oscillazione χ: programmabile da 0° a ±6°.
• Detectors: Sensori dual position sensitive MOS Linear Image in geometria χ simmetrica modificata. Risoluzione angolare: 0.029°/pixel, 512 pixels/0.5 in. L’angolo 2θ si può regolare spostando manualmente i detectors fino alla posizione desiderata. Il 2θ-range dei detectors è regolabile con continuità da 100° a 165°
• Tubo di raggi X: Ingombro ridotto, 30 kV, 10 mA, 300 W. Anodo: Cr, Cu, Ti

Software XTronic
Software per Microsoft Windows per il controllo, la misura e l’elaborazione dei risultati.

• Modo χ di esposizione; calcolo dello spostamento del picco di diffrazione con il metodo cross-correlation e altri tre metodi.
• Libreria dei materiali e dei parametri di misura
• Calibrazione automatica della distanza del goniometro dal campione.
• Controllo di: detectors, motori DC, alimentazione, funzioni di sicurezza, etc.
• Modo Ω di misura
• Software per analisi dello stato di sforzo triassiale.