Técnica de medición de perforación profunda (DHD)
La perforación de orificios profundos (DHD) es una técnica de medición de tensión residual que se utiliza para medir las tensiones bloqueadas y aplicadas en materiales y componentes de ingeniería. [1] DHD es una técnica semidestructiva de relajación de tensión mecánica (MSR), que busca medir la distribución de tensiones a lo largo del eje de un orificio de referencia perforado. El proceso es único en su capacidad para medir tensiones residuales a nivel microscópico con una penetración de más de 750 milímetros (30 pulgadas), sin la destrucción total del componente original. DHD se considera profundo en comparación con otras técnicas de perforación de agujeros, como la perforación de agujeros centrales. [2]
DHD implica perforar un orificio a través del grosor del componente, medir el diámetro del orificio, trepanar (cortar una ranura circular alrededor del orificio) un núcleo de material alrededor del orificio y finalmente volver a medir el diámetro del orificio. [3] Para los metales de ingeniería, el proceso de trepanado se suele realizar mediante mecanizado por descarga eléctrica (EDM) para minimizar la introducción de tensiones adicionales durante el corte. Las diferencias entre los diámetros medidos antes y después de la liberación de la tensión permiten calcular las tensiones residuales originales utilizando la teoría de la elasticidad . Puede ver un video animado de YouTube que explica la técnica DHD aquí: YouTube: técnica de perforación de orificios profundos .
En primer lugar, los casquillos de referencia se fijan a las superficies delantera y trasera del componente en el lugar de medición, para minimizar el "abocardado" y ayudar a alinear los conjuntos de datos durante el análisis. A continuación, se perfora un orificio de referencia a través de un componente; en la ingeniería de metales, se suele utilizar una broca pistola debido al perfil de orificio liso y recto que producen. Después de perforar, el diámetro del orificio de referencia se mide a intervalos frecuentes a lo largo de toda la longitud y la circunferencia de los casquillos de medición y referencia con una sonda de aire. Esta es una varilla delgada con aire presurizado forzado desde el extremo a través de dos pequeños orificios en una dirección normal al eje del orificio de referencia. A medida que la sonda de aire se mueve a través del orificio, los cambios en el diámetro del orificio darán como resultado cambios en la presión, que se detectan con un medidor calibrado.transductor para convertir el cambio de presión en un voltaje. [4] Un cilindro (es decir, un núcleo) de material que contiene el orificio de referencia a lo largo de su eje se corta (trepana) del componente mediante mecanizado por electroerosión (EDM), para relajar las tensiones que actúan sobre el orificio de referencia. Finalmente, se vuelve a medir el diámetro del orificio de referencia en todo el espesor del cilindro y los casquillos de referencia, tomándose las medidas del diámetro en los mismos lugares que las medidas antes del trepanado.
Si hay tensiones residuales de gran magnitud (>60 % de tensión de fluencia ) en el componente, la técnica DHD se puede modificar para tener en cuenta el comportamiento plástico durante el proceso de alivio de tensión. El riesgo de deformación plástica durante la relajación de la tensión es un problema en las técnicas de perforación de orificios debido al factor de concentración de tensión de los orificios de aproximadamente x3, que "amplifica" efectivamente la relajación de la tensión y aumenta la posibilidad de ceder. [5] Por lo tanto, para iDHD, el procedimiento se cambia para que se realice de forma incremental, siendo cortado el núcleo (trepanado) en varios pasos de profundidad creciente y realizándose las mediciones del diámetro entre cada paso. Luego, el análisis incorpora esta secuencia de distorsiones incrementales para calcular las tensiones residuales de gran magnitud.
