Z termicznym odprężaniem związane są trzy główne problemy: koszt, czas i odchylenia materiału. Zanim przedstawione zostaną szczegóły, jak unikać powyższych problemów, należy zwrócić uwagę na dwa aspekty dotyczące odprężania termicznego. Po pierwsze: odprężanie termiczne jest stosowane od 1912 roku. Blisko początku poprzedniego stulecia była to „standardowa” metoda odprężania materiału, która osiągała w większości przypadków spore sukcesy. Sukces w odprężaniu jest mierzony poprzez zapobieganie odchyleniom materiałowym i minimalizowanie przedwczesnego zużycia materiału. Po drugie: „problemy” związane z termicznym odprężaniem nie wynikają z reguły z błędów obsługi technicznej, lecz są to efekty uboczne stosowania wysokiej temperatury. Pierwszym krokiem w pokonywaniu tych problemów jest zdanie sobie sprawy, że w większości fabryk i zakładów nastąpiły znaczne zmiany technologiczne. Dla przykładu w tym samym okresie od początku dwudziestego wieku kalkulator zastąpił liczydło, a kserokopiarka zajęła miejsce kalki. Podobnie w przypadku odprężania powstały alternatywne rozwiązania, które okazały się tak samo skuteczne jak odprężanie termiczne jednak z wyłączeniem efektów ubocznych związanych z użyciem wysokiej temperatury. Te alternatywne metody to: sezonowanie, kriogeneza, rozciąganie, kompresja oraz stabilizacja wibracyjna.

PROBLEM 1 – KOSZT

Współczesne firmy w większości komór grzewczych używają gazu ziemnego. Jest on preferowanym paliwem w związku ze swoją czystością i wysoką efektywnością. Niemniej jednak cena gazu zwiększyła się trzykrotnie od roku 2000 i nie wykazuje żadnej tendencji spadkowej. Jest to związane ze zwiększonym zapotrzebowaniem na ten rodzaj paliwa jak również z tym , że większość elektrowni zaczyna częściej korzystać z gazu niż węgla. Infrastruktura rurociągowa nie rozrasta się w wystarczającym tempie , a nowe szyby powstają, zanim stare zostaną opróżnione. Natomiast międzynarodowe zapotrzebowanie rośnie dramatycznie.

PROBLEM 2 - CZAS

Czas, jaki jest potrzebny, aby poddać termicznemu odprężeniu standardowy element , to od jednego do dwóch dni. W przeszłości na całość wykonania zlecenia dodawało się dwa dni i to właśnie był ten czas niezbędny, aby dokonać tego zabiegu. Nie ma więc takiej potrzeby. Dziś na wykonanie odprężenia termicznego można czekać nawet od trzech do czternastu dni. Wiele firm uważa, że są zdane na łaskę ekip dokonujących zabiegów.

PROBLEM 3 – USZKODZENIA MATERIAŁU

Metal w naturalny sposób w większym stopniu podlega wpływom związanym z termicznym odprężaniem. Bez wątpienia niektóre elementy mogą być bardziej wystawione na negatywny wpływ temperatury. Należy zwrócić uwagę, że dziś odchylenia i uszkodzenia są znacznie większym problemem niż w przeszłości. Dla efektywności, obsługa komór grzewczych rozwinęła trzy metody, które były bardzo często stosowane w przeszłości i nadal mają niebagatelny wpływ na jakość wykonanego zabiegu w piecu grzewczym. Ta praktyka wciąż wpływa znacznie na pojawianie się odchyleń w elementach (należy pamiętać, że za każdym razem, gdy materiał zostaje prostowany, na nowo pojawiają się naprężenia). Oto trzy rozwinięte praktyki.

1. Układanie części na sobie. Prowadzi to do uszkodzeń poprzez ciężar elementów skupionych na górze. Wytrzymałość metalu w podwyższonej temperaturze stanowi około 50% w temperaturze optymalnej, lecz waga pozostaje bez zmian. Im wyższa grupa materiału ułożona na sobie, tym większa siła, jaka wpływa na elementy na dnie, co w konsekwencji prowadzi do uszkodzeń i wypaczenia materiału lub konstrukcji.

2. Wypełnianie komory prawie do granic możliwości. Jeżeli Twoja część ma cieńsze elementy w swojej konstrukcji, może to spowodować, że będzie wystawiona zbyt długo na działanie wysokiej temperatury i doprowadzi to do wypaczenia, które uniemożliwi jej wykorzystanie.

3. Elementy przestrzenne ewentualnie długie konstrukcje rzadko są poziomowane w komorze grzewczej, co przy granicznej górnej temperaturze wyżarzania stabilizującego prowadzi do zniekształcenia konstrukcji i w efekcie konieczność prostowania. Stabilizacja termiczna w temp 100°C znacznie przyspiesza narastanie naprężeń zwłocznych, ale wymaga znacznie dłuższego czasu wykonania zabiegu ok. 100 godzin - kogo stać dziś na przetrzymanie w piecu grzewczym konstrukcji przez tydzień?



Występuje też kilka innych problemów powstałych w wyniku poddawania elementów działaniu wysokiej temperatury. Mogą to być: zmiana mechanicznych właściwości, twardości, elastyczności czy wytrzymałości. Konieczność poprawiania wypaczonych elementów, oczyszczania z powstałej zendry lub wykonywania od nowa otworów.



Aby określić technologię stabilizacji wibracyjnej jako sukces, miała ona przynosić takie same a nawet lepsze efekty niż odprężanie termiczne. Powszechnie stosowana jest metoda wykorzystująca energię do wytworzenia skoku molekularnego mającego na celu wybicie naprężeń z elementów. Niektórzy określają to jako metodę rezonansową. Technologia skuteczna i nadal stosowana w wielu dostępnych obecnie na rynku urządzeniach. Zdano sobie jednak sprawę, że ta metoda nie działa tak jak zakładano, więc kontynuowano badania w tej kwestii. W końcu skorzystano z energii występującej tuż przed skokiem. Kiedy została ona zaaplikowana, można było zaobserwować, że metal reaguje wyjątkowo dobrze, zachowując świetną kontrolę nad odchyleniami i uszkodzeniami elementów. Zastosowano metodę wybicia naprężeń z konstrukcji z wielkim powodzeniem.

VIBRATORY STRESS RELIEVING „VSR” od swojego powstania jest używana, aby uniknąć problemów z termicznym odprężaniem. zarówno w Polsce jak i na świecie. „VSR” rozwiązuje szereg problemów związanych z „TSR” Istnieją różne systemy odprężania wibracyjnego – jedne bardziej, inne mniej efektywne. Wspólnym mianownikiem dla nich jest fakt, że poddawane obróbce materiały są ustawione na gumowych podporach i poddawane cyklicznym procesom. Przy czym bez względu na zastosowany sprzęt w procesie stabilizacji najistotniejszym czynnikiem jest doświadczenie wykonującego zabieg operatora. Trzy główne spojrzenia na wibracyjne odprężanie to akustyczne (rezonujące R-VSR), subakustyczne (subrezonujące SB-VSR), subharmoniczne (SH-VSR).

Wszystkie z tych metod, działając na różnym sprzęcie, mają za zadanie wymuszenie przyspieszania narastania naprężeń zwłocznych powstałych w materiale w wyniku jego przetwarzania i są optymalnymi metodami radzenia sobie z tym problemem. Tak jest w istocie, nasze wieloletnie doświadczenia w tym zakresie pozwalają potwierdzić jednoznacznie słuszność powyższej tezy.

Badania przeprowadzone przez dr inż. Piotra Sędka /Politechnika Śląska w Gliwicach/ wskazują jednoznacznie, że aby uzyskać stabilność wymiarową konstrukcji spawanej, nie trzeba obciążać jej znacznymi siłami zmiennymi. Ma to ogromne znaczenie, gdyż urządzenia (wibratory) do stabilizacji wibracyjnej nie muszą być znacznych rozmiarów, a mogą być niewielkie i przenośne.

Ilość naturalnych częstotliwości każdego elementu zależy od jego wielkości, sztywności i masy - w wyniku wymuszenia drgań konstrukcja jest w stanie „ odpowiedzieć” jedną lub kilkoma częstotliwościami rezonansowymi w zależności od złożoności systemów.

ROZWIĄZANIE PROBLEMU KOSZTÓW

Koszt korzystania z technologii STABILIZACJI WIBRACYJNEJ jest z reguły o 90 – 95% niższy od tego przy odprężaniu termicznym.
Oszczędności wynikają z porównania pomiędzy realnym kosztem korzystania z tego procesu , a odprężaniem termicznym i wszystkimi innymi dodatkowymi opłatami, jakie muszą być poniesione w tym przypadku.

ROZWIĄZANIE PROBLEMU CZASU

Użycie technologii STABILIZACJI WIBRACYJNEJ trwa od 30 minut do kilku godzin, co jest od 8 do 48 razy szybsze niż w przypadku odprężania termicznego.
Czas poddawania stabilizacji z użyciem tej technologii może przekroczyć dwie godziny tylko w przypadku wyjątkowo ciężkich lub wyjątkowo dużych elementów.

ROZWIĄZANIE PROBLEMU USZKODZEŃ

Istnieje fałszywe przekonanie, że jakiekolwiek odprężanie materiału powoduje jego uszkodzenia . To przekonanie upowszechniło się tylko przez szerokie wykorzystanie wysokiej temperatury do odprężania elementów. STABILIZACJA WIBRACYJNA zadaje kłam temu twierdzeniu. Jest to technologia, która nie jest destruktywna i nie wykorzystuje ciepła, dzięki czemu nie ma potrzeby martwić się o uszkodzenia. Fakt, że ta metoda nie powoduje uszkodzeń , stało się wielką zaletą w opinii firm, które chcą osiągnąć większą precyzję w obróbce materiałów.

Sezonowanie

Było ono popularną praktyką przed pojawieniem się odprężania termicznego. Elementy były odkładane na czas od 6 do 24 miesięcy,a w tym czasie produkcja trwała dalej. Nikt nie chce dziś dodawać dwóch lat do swoich planów produkcyjnych. Kriogeneza Jest to proces „głębokiego zamrażania”. Wymaga on zanurzenia elementu w zbiorniku i zamrożonym do temperatury – 150 C ,a następnie ogrzanym do temperatury około +815 C .Ten proces jest czasochłonny, kosztowny i dopuszczalny tylko na małych elementach.

Rozciąganie

Ta metoda „rozciąga” element o około 1, 5 do 3% swojej wielkości, a następnie zwalnia do poprzednich rozmiarów. Części poddawane tej metodzie muszą być proste w kształcie i nie o grubej ściance.

Kompresja

Proces polegający na „ściskaniu” części o 1-6% objętości i zwalnianiu do poprzednich rozmiarów. Części muszą być symetryczne i o ponad 13 cm grubości.

Metody przedstawione powyżej są nadal stosowane sporadycznie, względnie „dedykowane”, jednak wiodącymi technologiami dla utrzymania stabilności wymiarowej konstrukcji są TSR i VSR ze wskazaniem na technologie VSR i jej odmiany.

Mając na uwadze powyższe , Stabilizacja Wibracyjna jako metoda przyspieszania narastania naprężeń zwłocznych powstałych w materiale w wyniku jego przetwarzania jest optymalna metodą radzenia sobie z tym problemem. I tak jest w istocie. Nasze wieloletnie doświadczenia w tym zakresie, pozwalają potwierdzić jednoznacznie słuszność powyższej tezy.

Badania przeprowadzone między innymi przez dr inż. Piotra Sędka /Politechnika Śląska w Gliwicach/ wskazują jednoznacznie, że aby uzyskać stabilność wymiarową konstrukcji spawanej, nie trzeba obciążać jej znacznymi siłami zmiennymi. Ma to ogromne znaczenie, gdyż urządzenia (wibratory) do stabilizacji wibracyjnej nie muszą być znacznych rozmiarów, a mogą być niewielkie i przenośne. Upraszcza to znacznie proces stabilizacji, gdyż może on być prowadzony nawet na stanowisku spawalniczym i nie wymaga budowania specjalnego oprzyrządowania.



Świadcząc usługi stabilizacji wymiarowej metodą wibracyjną,w zestawieniu z naszym wieloletnim doświadczeniem, jest profesjonalny, zapewniając tym samym wykonanie zabiegu z maksymalną skutecznością. Dysponujemy urządzeniami do stabilizacji pracującymi w systemie r-vsr produkcji GB i PL , z kolei najnowsza technologia sprowadzona do kraju mająca w USA uznanie takich instytucji miedzy innymi jak NASA jest do dyspozycji naszych klientów od lutego 2010r. Jej technologia zastrzeżona patentem działa w systemie sh-vsr i jest ostatnim najskuteczniejszym osiągnięciem myśli technicznej w tym zakresie.



Na rynku istnieją i ciągle pojawiają się nowe urządzenia z przeznaczeniem do wykonywania Stabilizacji Wymiarowej jednak nie jest tajemnicą, że nie może równać się profesjonalny sprzęt, na którego wyprodukowanie i przebadanie przed wdrożeniem poświęcono spore nakłady finansowe i zaangażowano renomowane zakłady i instytucje badawcze z niskonakładową i chałupniczą produkcją nie opartą nawet na licencji wdrożonych w profesjonalny sprzęt technologii.

Mając na uwadze nasze wieloletnie doświadczenie w tym zakresie i przeprowadzenie Zabiegu Stabilizacji na wielu różnych konstrukcjach tak pod względem gabarytów jak i sztywności , mamy prawo twierdzić, że jesteśmy firmą , z którą można nawiązać obopólnie korzystną współpracę ,o czym przekonało się wielu naszych klientów, których z powodzeniem obsługujemy od lat. Nie bez znaczenia jest fakt , że do tej pory nie zanotowaliśmy reklamacji wykonanej usługi.

Materiały wykorzystane w artykule:




1. Informacje z pierwszej ręki. Firma Bonal Technologies opracowała metodę sub-harmonicznego wibracyjnego usuwania naprężeń (VSR) we własnym zakładzie produkcyjnym po wypróbowaniu rezonansowej metody usuwania naprężeń, gdy okazało się, że ta metoda nie daje „systematycznie” skutecznych wyników.

2. Wnikliwy producent. Firma Bonal poinformowała producenta sprzętu o defektach w jego procesie rezonansowego usuwania naprężeń i zaoferowała wysłanie mu, bez kosztów, zmian, które pomogłyby usystematyzować przebieg procesu. Jednak dostała odpowiedź, że „nie jestem zainteresowany”. W związku z tym firma Bonal wystąpiła o i otrzymała patent na „sub-rezonansowy” i “sub-harmoniczny” proces usuwania naprężeń i nazwała go „Meta-Lax®.”

3. Niezależne badania. Departament Energii Stanów Zjednoczonych sponsorował badania metody sub-harmonicznego usuwania naprężeń i oświadczył, że “Meta-Lax jest dowiedzionym substytutem dla 80-90% usuwania naprężeń po obróbce cieplnej metali.” Dodał również “[Meta-Lax] poprawia niespójność poprzedniej technologii rezonansowo-wibracyjnej przez zastosowanie bardziej efektywnej, bardziej stabilnej wibracyjnej energii sub-harmonicznej.” Tylko wibracyjne usuwanie naprężeń Meta-Lax ma aprobatę Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych.

4. Dowiedziona alternatywa. Przez lata sub-harmoniczny proces firmy Bonal był używany „zamiast” cieplnego usuwania naprężeń, bez żadnej straty w jakości czy stabilności. Nie da się tego powiedzieć o innym sprzęcie do usuwania naprężeń. Firmy, które stosowały Meta-Lax z dobrym skutkiem to NASA, Armia Stanów Zjednoczonych, Marynarka Stanów Zjednoczonych, Boeing, General Motors, Northrop-Grumman i tysiące organizacji dbających o jakość.

5. Doskonalenie procesu. Wiele firm, które jak Bonal początkowo stosowały metodę rezonansowego usuwania naprężeń i były rozczarowane odniosło sukces z Meta-Lax. Niektóre z tych firm to Armia Stanów Zjednoczonych, Marynarka Stanów Zjednoczonych, Boeing, General Motors i Wyman-Gordan.

6. Ustalanie standardów jakości. Sub-harmoniczne wibracyjne usuwanie naprężeń Meta-Lax zostało wykorzystane do ustalenia nowych standardów “jakościowych” w wielu branżach przemysłu metalowego, w tym w wyścigach, kopalniach, fabrykach form, odlewniach tłoczników, przemyśle lotniczym i kosmicznym, narzędziowniach, transporcie i obronie.

7. Opublikowane artykuły. Ponad 150 potwierdzonych artykułów zostało opublikowanych o sukcesie Meta-Lax w przemyśle. Niektóre z firm, które się do tego przyczyniły to NASA, Armia Stanów Zjednoczonych, Marynarka Stanów Zjednoczonych, General Motors, Giddings & Lewis, Toyoda Machinery i Owens Corning, jak również wiele małych i średnich firm na całym świecie. Każdy artykuł to aprobata dla Meta-Lax.

Podsumowanie

Stosowanie sprzętu do wibracyjnego usuwania naprężeń musi być oparte na pewności otrzymania „stabilnie” skutecznych wyników na częściach, które byłyby poddawane termicznemu usuwaniu naprężeń. Przemysł opowiedział się po naszej stronie. Opatentowany proces Meta-Lax® firmy Bonal jest jedynym wyborem w przemyśle, gdy liczy się stabilność.