【残余应力测试仪】在船舶系统零部件中的应用

船舶系统零部件长期处于高温、高压和高湿的海洋环境中，会受到海水的流动、气泡、温度、湿度、冲击力以及海水中众多腐蚀性介质和微生物的影响。当金属材料在特定的腐蚀环境下，持续存在拉应力的作用时，将会导致严重的腐蚀开裂，即为应力腐蚀。

船舶系统的应力腐蚀失效多发生在设备交付使用后，因此要求船舶系统零部件的应力测试是尽量无损的。其次，因为船舶系统中发生应力腐蚀失效的位置多位于船舶底舱附近，是海水易接触的部位，所以船舶系统零部件的应力测试设备应具有轻便性。同时，应力腐蚀失效部位往往也存在较多的腐蚀产物，由腐蚀产物构成的不导电层对应力的测试也有一定程度的影响。

基于X射线衍射法的残余应力测试仪可以有效检测船舶系统零部件应力腐蚀问题。

欧盟标准委员会(CEN)于2008年批准了新的X 射线衍射残余应力测试仪标准EN 15305：2008 Non-destructive Testing Test Method for Residual Stress Analysis by X-ray Diffraction。同年，中国也颁布了GB/T 7704—2008«无损检测X射线应力测定方法»，并且经过不断地更新，目前已经颁布了GB/T 7704—2017«无损检测X射线应力测定方法»。而ASTM也在2010年发布了X射线衍射残余应力测定标准ASTM E915—2010 Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measurement。

X射线衍射法的残余应力测试仪

应力的测试方法中以X射线衍射法的应用最为普遍，因为其理论推导严格成熟，测量结果准确可靠，并且在测量表面残余应力时该方法完全是无损的。X射线衍射法可以测量应力沿层深的分布，测试光斑一般为ϕ(1~5)mm，所测深度根据靶材和被测试材料的变化而有所不同。

X射线衍射法的不足之处在于其只能测试晶粒均匀分布的材料，当被测试材料不能满足X射线衍射方法中要求材料均匀连续、各向同性的假设时(如织构材料、粗晶材料等)，测试结果就会有较大的误差。同时，如果存在材料表面沿深度方向存在较强的应力梯度、衍射峰重叠、衍射强度很低、衍射峰过分宽化等现象时，也会降低X射线衍射法测试结果的准确性。因此，X射线衍射法对于无织构、近似均匀连续的金属零部件的应力测试结果准确，而对其他零部件的应力测试效果相对较差。

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