Портативные твердомеры

Твердомер — прибор для измерения показателя твердости деталей из металла и сплавов. Как правило, устройство определяет этот показатель при помощи алмазного конуса или стального шарика, который проникает вглубь материала.

Какие бывают виды твердомеров

Приборы бывают следующих видов: механические, контактно-импедансные (ультразвуковые), динамические. Все приборы состоят из преобразователя (датчика), электронного блока и кабеля.

• Механический прибор измеряет твердость детали, исходя из сопротивляемости поверхности вдавливанию. Это наиболее опасный метод для изделий из относительно мягких металлов.
• Ультразвуковой прибор работает по методу ультразвукового контактного импеданса, то есть проводит проверку при помощи наблюдений за изменениями частоты колебаний индентора после его внедрения на проверяемую поверхность.
• Динамический прибор определяет параметр твердости детали с помощью измерения скорости бойка до и после удара о проверяемую поверхность.

Все перечисленные устройства измеряют параметр твердости материалов по разным шкалам. Основные — Роквелла (HRC), Бринелля (HB), Виккерса (HV) и Шора (HSD). Как правило, устройства дают показания лишь по одной шкале, но есть приборы, которые представляют полученные данные в разных шкалах. Такие устройства называются комбинированными.

Комбинированные твердомеры для металлов сочетают в себе два метода измерения: ультразвуковой и динамический. Если ультразвуковые устройства подходят для измерения небольших изделий, а динамические — для больших, то комбинированные — универсальны, с их помощью можно определить показатель твердости детали вне зависимости от ее параметров.

Где найти портативные твердомеры в Барнауле

Единый центр неразрушающего контроля предлагает поставку современного качественного оборудования для осуществления контроля качества производимых изделий. В нашем интернет-магазине вы можете купить портативные твердомеры по самым доступным ценам в Барнауле. В наличии есть следующие модели устройств:

• Твердомер N6. Подходит для измерения твердости цилиндрических поверхностей из черных, цветных металлов и сплавов. Благодаря особой конструкции портативного твердомера измерение проводится без разрушения образцов. Шкала измерения — Роквелла (HRC).
• Твердомер N7. Прибор, который предназначен для определения твердости зубьев. Как и у N6, шкала измерения — Роквелла (HRC). Подходит для диагностики твердости металлов, сплавов и стали.
• Твердомер N4. Используется для диагностики металлов, сплавов, углерода, пластика, стали. В отличие от N6 и N7, производит измерения не только по шкалам Роквелла, но и супер Роквелла. Кроме того, в паре с линзой Бринелля может определять показатель твердости по шкале Бринелля (HB).

Все перечисленные переносные приборы обладают широким диапазоном нагрузок, компактными габаритами и легким весом. Они просты в использовании и относительно недорого стоят.

Такие устройства применяются в полевых, лабораторных и производственных условиях. Иногда переносные твердомеры металлов используются при обследовании магистральных коммуникаций, подводных сооружений, строительных конструкций.

Рассмотрим принцип и процесс работы твердомеров подробнее.

Измерение твердости портативным твердомером существенно отличается от процесса измерения твердости классическими стационарными твердомерами. Шкалы измерения твердости – Бринелль, Роквелл, Виккерс всем известны – они зависят от методики измерения. Твердомер Бринелля предусматривает внедрение шарика фиксированного шарика под фиксированной нагрузкой, измеряется диаметр отпечатка. Это есть шкала Бринелля. Роквелл – это внедрение пирамиды и измерение разности глубины измерения между предварительной нагрузкой и основной нагрузкой. Это есть шкала Роквелла. Виккерс внедряется пирамида, но другой формы, и измеряется размер отпечатков.

Твердомер Бринелля никогда не сможет измерить твердость по шкале Роквелла, потому что он реализует совершенно другую методику. Портативные твердомеры могут показывать результаты измерения в Бринеллях, Виккерсах и Роквеллах, но методики эти не реализуются. Устройства реализуют свои методики – одни из них больше стандартизованы, другие меньше. В России ни одна портативная методика измерения твердости не реализована, кроме одной. Недавно вышел стандарт по ударному измерению твердости – измерение твердости по Либу. Но появился только первый том, а за рубежом их три – они предусматривают и метрологическое обеспечение, и верификацию\валидацию показаний. У нас в лучших традициях перевели только один, и неизвестно, есть ли план по переводу остальных.

Эти приборы реализуют свои шкалы о которых не распространяются, т.к. привыкли к трем классическим – Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу. Прибор измеряет какие-то параметры в зависимости от того, какой метод он реализует, а потом это как-то пересчитывается во всем известные единицы твердости. Как осуществляется этот пересчет, с какими метрологическими характеристиками он делается – об этом все умалчивают.

Ультразвуковой метод – он в России вообще никак не стандартизован, поэтому производитель вправе выполнять преобразователи как угодно. До того, как был стандартизован ударный метод, каждый выполнял ударные преобразователи как хотел, хотя исходя из физики процесс взаимодействия энергии с которой боек взаимодействует с объектом, он критически влияет на показания, которые будет показывать прибор и пересчет полученных результатов в другие шкалы.

Есть стандартные таблицы пересчета из одной шкалы в другую, но везде написано, что результаты измерения полученные пересчетом являются справочными, поэтому всё это требует дополнительных проверок.

Подробнее о том, как работают портативные твердомеры

Подавляющее большинство производителей в своих портативных твердомерах реализуют 2 метода:

• Динамический ударный, где измеряется отношение скорости падения к скорости отскока;
• Ультразвуковой импедансный, где в зависимости от твердости объекта, в него внедряется стержень, меняется его резонансная частота и по изменению частоты строится корреляция с твердостью объекта.

Ультразвуковые устройства более подвержены влиянию различных мешающих факторов: модуль упругости, марка материалов и т.д. Но с другой стороны они оставляют меньший отпечаток и до недавнего времени были более востребованы у пользователей ввиду того, что мерять им проще, отпечаток меньше, но всех не устраивало качество показаний.

Ударные датчики показывают стабильнее, они лучше стандартизованы, и массогабаритные требования к объекту измерения больше для ударных преобразователей больше, нежели для ультразвуковых, отпечаток остается больше даже у самого малоэнергетичного ударного датчика.

Как выглядит процесс измерения твердости?

Измерения выполняют следующим образом. Взводится пружина, преобразователь устанавливается на меру, нажимается кнопка и мы получаем результат на дисплее прибора.

Измерения можно проводить и в стесненных условиях. Для того чтобы провести измерения твердости зубчатых колес, или каких то деталей сложной конфигурации, есть специализированные преобразователь. У них индентор выглядит следующим образом, контактирование с объектом осуществляется шариком, он имеет длинный носик и можно проводить измерения каких-то сложных геометрий. Обычно его используют для зубчатых колес.

Есть «ультразвуковые» датчики. Измерение проводится просто – датчик ставится на изделие, прижимается, и на приборе формируется результат измерения.

Классически сложилось, что ультразвуковые датчики выпускаются на 3 нагрузки: 1 килограмм, 5 и 10 килограмм, соответственно, 10, 50 и 100 Ньютонов. Чем больше нагрузка, тем сильнее и глубже в металл проникает индентор. Так будет лучше глубина проникновения и меньше влияние шероховатостей. Но больше будет отпечаток.

В чем разница между ультразвуковыми и динамическими датчиками и какой из них выбрать?

Если мы останавливаемся на ультразвуковом методе, то выбор нагрузки составляется с шероховатостью и толщиной. Если это тонкие листы, нагрузку нужно будет взять поменьше, но все равно нужно выполнять требования по массе изделия. Тонкое изделие даже датчиком с низкой нагрузкой нужно будет притирать к массивному основанию, чтобы исключить собственный резонанс этого листа.

В случае с динамическим методом, стандартом предусмотрено 7 разных модификаций преобразователей. Разница у этих датчиков в их масс-энергетических характеристиках. Две основные характеристики – это масса бойка, который взаимодействует с объектом, и скорость, с которым он это делает. Чем больше масса, тем больше энергия, тем остается больший отпечаток, можно проводить измерения на больших шероховатостях. Но эквивалентно к скорости растет требование к массе объекта. Если у нас объект маленький, легкий и тонкий, то использовать датчик с большой энергией нельзя. Объект тоже нужно будет притирать, чтобы выполнить требования по массе.

Некоторые датчики снабжены датчиком угла поворота, следовательно, мы автоматически осуществляем компенсацию угла наклона путем ввода поправки. Некоторые производители не снабжают датчики углом поворота, но компенсацию можно выставить вручную – ставим под каким углом проводятся измерения.

Каков диапазон измерений и погрешность у портативных твердомеров?

И ударные, и ультразвуковые преобразователи перекрывают все возможный диапазон измерения, и трудным для твердомеров является измерение мягких металлов. Для для твердомера – чем мягче поверхность, чем больше трудностей.

Вверху диапазона мы ограничены показателем в 900 Виккерса. По погрешности мы заявляем единицу Роквелла, 10 единиц Виккерса и 10 единиц Бриннеля, но все эти единицы, что диапазон, что погрешности, имеют место быть на мерах твердости второго разряда. Погрешность производителя заявляется в лабораторных условиях, которые можно и нужно воспроизводить, но далеко не факт, что ваши реальные условия на объекте будут чуточку похожи на лабораторные условия производителя. Самым правильным решением будет сделать свои меры – не купить, а сделать собственные, которые будут отвечать требованиям вашего объекта и будут ему эквивалентны.

Для твердомеров страшнее всего систематическая погрешность, которая может быть большой за счет того, что показания он выдает по пересчетным шкалам, а пересчет в зависимости от выбора стандарта и материала будет давать большие ошибки.

Что еще должен уметь хороший портативный твердомер?

Естественно, хороший прибор должен уметь вести автоматическую статистику - вычитать среднее значение и параметры статистической выборки (минимальное максимальное значение, размах), и все результаты он должен заносить в свою память, чтобы можно было потом их воспроизвести.

Хороший портативный твердомер должен поддерживать несколько методов измерения: ультразвуковой контактный, ударный метод измерения, а также статический метод измерения, который ближе всех ко классическому методу измерения Роквелла. Он выводит результаты измерений по шкале Роквелла – он ближе к ней подходит по стандарту, несмотря на то, что он портативный. Здесь меньше нагрузка и её можно обеспечить вручную.

Сейчас одинаково часто можно встретить как стационарные, так и портативные твердомеры. При этом у последних есть несколько преимуществ:

• Во-первых, такие установки малогабаритные и легкие, большинство из них легко помещается в карман.
• Во-вторых, по функционалу они ничем не уступают стационарным, но в отличии от них, могут обходиться без источников внешнего питания. Поэтому все необходимые измерения можно легко провести в полевых условиях.
• В-третьих, они стоят дешевле, чем стационарные устройства, поэтому подойдут для небольших предприятий, которые не могут позволить себе дорогие установки.

Как выбрать переносной твердомер металлов

При покупке специалисты рекомендуют обратить внимание на следующие параметры прибора: гибкость, тестовую нагрузку, диапазон твердости, уровень точности.

• Тестовая нагрузка. Зависит от твердости тестируемого материала. Например, если вы собираетесь проводить испытания изделий из стали и сплавов, то параметр нагрузки должен иметь диапазон до 3 000 кгс. Для сравнения, для мягких металлов подойдет нагрузка до 500 кгс.
• Уровень точности. Варьируется в зависимости от характеристик и свойств измеряемой поверхности: чистоты, плоскости, статичности или динамичности.
• Диапазон твердости. От этого показателя зависит материал пробивного устройства. Если параметр твердости выше 650 НВ/30, то следует использовать алмазное пробивное устройство. Если этот показатель ниже, то подойдет пробивное устройство из твердого металла или стали.
• Гибкость прибора. Этот параметр связан с формой и размером исследуемых материалов.

Если вы не знаете, какой портативный твердомер металлов купить, то можете обратиться к нашему менеджеру. Он поможет не только выбрать прибор, но и подобрать аксессуары для него, например, инденторы. Вналичие есть модели, которые производят измерения в различных шкалах: Виккерса, Роквелла, Бринелля или Кнупа. Для того, чтобы заказать консультацию, заполните форму обратной обратной связи, укажите ФИО, номер телефона и e-mail.

Как купить устройство у нас

Интернет-магазин ecnk.ru предлагает три варианта доставки портативных твердомеров: курьером, самовывоз или до терминала “Деловых линий” в вашем городе. Наш адрес: переулок Радищева , д.2 Г, офис 203.

Для того, чтобы получить заказ в Барнауле: позвоните по телефону , напишите в WhatsApp на номер +7 987 295-40-71 или отправьте письмо на электронную почту ecnk@ecnk.ru.

Как правильно подобрать твердомер? Наши секретные вопросы.

Вопросы для выбора твердомера

• Какое изделие Вы собираетесь контролировать?
• Из какого оно металла?
• Какая его ожидаемая толщина в зоне контроля?
• Для труб:
  - какая толщина стенки и диаметр?
  - зона контроля внутри или снаружи?
• Какой вес объекта контроля? (ответ особенно важен, если деталь весит 5 кг или меньше)
• Какова доступная площадь зоны контроля и её шероховатость?
• Есть ли возможность зашлифовать изделие в зоне контроля до зеркального блеска?
• Можно ли оставлять отпечатки на поверхности изделия?
• Нужно ли мерить твердость тонких гальванических покрытий? (если да, то нам понадобятся их названия и толщины)

Получив эту информацию, мы в считанные минуты подберем Вам твердомер и необходимую комплектацию. Будет идеально,если Вы пришлете нам чертеж объекта контроля, с указанием зоны где нужно проводить замер.