Yn ZHHIMG®, rydym yn arbenigo mewn cynhyrchu cydrannau gwenithfaen gyda chywirdeb nanometr. Ond mae gwir gywirdeb yn ymestyn y tu hwnt i'r goddefgarwch gweithgynhyrchu cychwynnol; mae'n cwmpasu uniondeb strwythurol hirdymor a gwydnwch y deunydd ei hun. Mae gwenithfaen, boed yn cael ei ddefnyddio mewn sylfeini peiriannau manwl gywir neu adeiladu ar raddfa fawr, yn agored i ddiffygion mewnol fel micro-graciau a bylchau. Mae'r amherffeithrwydd hyn, ynghyd â straen thermol amgylcheddol, yn pennu hirhoedledd a diogelwch cydran yn uniongyrchol.
Mae hyn yn galw am asesiad uwch, anfewnwthiol. Mae Delweddu Is-goch Thermol (IR) wedi dod i'r amlwg fel dull Profi Annistriol (NDT) hanfodol ar gyfer gwenithfaen, gan ddarparu dull cyflym, di-gyswllt o asesu ei iechyd mewnol. Ynghyd â Dadansoddiad Dosbarthiad Thermo-Straen, gallwn symud y tu hwnt i ddod o hyd i ddiffyg yn unig i ddeall ei effaith ar sefydlogrwydd strwythurol yn wirioneddol.
Gwyddoniaeth Gweld Gwres: Egwyddorion Delweddu IR
Mae delweddu is-goch thermol yn gweithio trwy ddal yr ynni is-goch sy'n cael ei belydru o wyneb gwenithfaen a'i gyfieithu'n fap tymheredd. Mae'r dosbarthiad tymheredd hwn yn datgelu priodweddau thermoffisegol sylfaenol yn anuniongyrchol.
Mae'r egwyddor yn syml: mae diffygion mewnol yn gweithredu fel anomaleddau thermol. Mae crac neu wagle, er enghraifft, yn rhwystro llif gwres, gan achosi gwahaniaeth canfyddadwy mewn tymheredd o'r deunydd sain cyfagos. Gallai crac ymddangos fel streipen oerach (yn rhwystro llif gwres), tra gallai rhanbarth mandyllog iawn, oherwydd gwahaniaethau mewn capasiti gwres, ddangos man poeth lleol.
O'i gymharu â thechnegau NDT confensiynol fel archwiliad uwchsonig neu belydr-X, mae delweddu IR yn cynnig manteision amlwg:
- Sganio Cyflym, Ardal Fawr: Gall un ddelwedd orchuddio sawl metr sgwâr, gan ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer sgrinio cydrannau gwenithfaen ar raddfa fawr yn gyflym, fel trawstiau pont neu welyau peiriant.
- Di-gyswllt a Di-ddinistriol: Nid oes angen cyplu corfforol na chyfrwng cyswllt ar y dull, gan sicrhau dim difrod eilaidd i wyneb di-ffael y gydran.
- Monitro Dynamig: Mae'n caniatáu cipio prosesau newid tymheredd mewn amser real, sy'n hanfodol ar gyfer nodi diffygion a achosir gan wres posibl wrth iddynt ddatblygu.
Datgloi'r Mecanwaith: Damcaniaeth Thermo-Straen
Mae cydrannau gwenithfaen yn anochel yn datblygu straen thermol mewnol oherwydd amrywiadau tymheredd amgylchynol neu lwythi allanol. Mae hyn yn cael ei lywodraethu gan egwyddorion thermoelastigedd:
- Anghydwedd Ehangu Thermol: Mae gwenithfaen yn graig gyfansawdd. Mae gan gyfnodau mwynau mewnol (fel feldspar a chwarts) gyfernodau ehangu thermol gwahanol. Pan fydd tymereddau'n newid, mae'r anghydwedd hwn yn arwain at ehangu anghyson, gan greu parthau crynodedig o straen tynnol neu gywasgol.
- Effaith Cyfyngu ar Ddiffygion: Mae diffygion fel craciau neu fandyllau yn eu hanfod yn cyfyngu ar ryddhau straen lleol, gan achosi crynodiadau straen uchel yn y deunydd cyfagos. Mae hyn yn gweithredu fel cyflymydd ar gyfer lledaeniad craciau.
Mae efelychiadau rhifiadol, fel Dadansoddiad Elfen Gyfyngedig (FEA), yn hanfodol ar gyfer mesur y risg hon. Er enghraifft, o dan newid tymheredd cylchol o 20°C (fel cylch dydd/nos nodweddiadol), gall slab gwenithfaen sy'n cynnwys crac fertigol brofi straen tynnol arwyneb sy'n cyrraedd 15 MPa. O ystyried bod cryfder tynnol gwenithfaen yn aml yn llai na 10 MPa, gall y crynodiad straen hwn achosi i'r crac dyfu dros amser, gan arwain at ddirywiad strwythurol.
Peirianneg ar Waith: Astudiaeth Achos mewn Cadwraeth
Mewn prosiect adfer diweddar yn ymwneud â cholofn gwenithfaen hynafol, llwyddodd delweddu IR thermol i nodi band oer cylchog annisgwyl yn y rhan ganolog. Cadarnhaodd drilio dilynol mai crac llorweddol mewnol oedd yr anomaledd hwn.
Dechreuwyd modelu thermo-straen pellach. Datgelodd yr efelychiad fod straen tynnol brig o fewn y crac yn ystod gwres yr haf wedi cyrraedd 12 MPa, gan ragori'n beryglus ar derfyn y deunydd. Y gwaith adfer gofynnol oedd chwistrellu resin epocsi manwl gywir i sefydlogi'r strwythur. Cadarnhaodd gwiriad IR ar ôl atgyweirio faes tymheredd llawer mwy unffurf, a dilysodd efelychiad straen fod y straen thermol wedi'i leihau i drothwy diogel (islaw 5 MPa).
Gorwel Monitro Iechyd Uwch
Mae delweddu IR thermol, ynghyd â dadansoddiad straen trylwyr, yn darparu llwybr technegol effeithlon a dibynadwy ar gyfer Monitro Iechyd Strwythurol (SHM) seilwaith gwenithfaen hanfodol.
Mae dyfodol y fethodoleg hon yn awgrymu gwell dibynadwyedd ac awtomeiddio:
- Cyfuniad Aml-Fodd: Cyfuno data IR â phrofion uwchsonig i wella cywirdeb meintiol asesiad dyfnder a maint diffygion.
- Diagnosteg Ddeallus: Datblygu algorithmau dysgu dwfn i gydberthyn meysydd tymheredd â meysydd straen efelychiedig, gan alluogi dosbarthu diffygion yn awtomatig ac asesu risg rhagfynegol.
- Systemau IoT Dynamig: Integreiddio synwyryddion IR â thechnoleg IoT ar gyfer monitro cyflyrau thermol a mecanyddol mewn amser real mewn strwythurau gwenithfaen ar raddfa fawr.
Drwy nodi diffygion mewnol yn anfewnwthiol a meintioli'r risgiau straen thermol cysylltiedig, mae'r fethodoleg uwch hon yn ymestyn oes cydrannau yn sylweddol, gan ddarparu sicrwydd gwyddonol ar gyfer cadwraeth treftadaeth a diogelwch seilwaith mawr.
Amser postio: Tach-05-2025