ارزیابی سیگنالهای آکوستیک امیشن جهت تشخیص مکانیزمهای ترکخوردگی تنشی لوله آلومینیومی AA7075-T6 با استفاده از روش خوشهبندی فازی (FCM)
نویسندگان
1 مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش
5 مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
doi
10.30494/jndt.2024.417641.1130چکیده
کاربرد لولههای آلومینیومی آلیاژی دارای عملیات حرارتی با سختی بالا (AA7075-T6) در صنایع مختلف به دلیل خواص مطلوب آنها از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، ماشین پذیری عالی و شکلدهی مناسب در حال گسترش روزافزون میباشد و از طرفی با توجه به حساس بودن این نوع لولهها به پدیده ترکخوردگی تنشی، ارزیابی و پایش مکانیزمهای مرتبط با این موضوع اهمیت قابلتوجهی در صنعت پیدا کرده است. در این پژوهش، از روش خوشه بندی فازی (FCM) جهت تشخیص سیگنالهای آکوستیک امیشن مرتبط با مکانیزم-های ترک خوردگی تنشی لوله آلومینیومی بهره گرفته شده است. استفاده از این روش، ضمن آشکار نمودن خوشهها به روش بدون ناظر منجر به کلاسهبندی و تفکیک مناسبتر دادهها میگردد. در این راستا یک سیستم آزمایشگاهی شامل ویو گاید، محفظه محلول خورنده، نمونههای آلومینیومی قوسیشکل مطابق استاندارد ASTM-E399 به همراه تجهیزات آکوستیک امیشن طراحی و آماده گردید. سپس با استفاده از آزمون نرخ کرنش آهسته (SSRT) و دریافت سیگنالهای AE به صورت همزمان، نمونه آلومینیومی AA7075-T6 در دو محیط خورنده (HCL9% و HCL33%) برای شناسایی دو نوع مکانیزم اصلی ترک خوردگی تنشی شامل حل شدن آندی و تردی هیدروژن (کاتدی) قرار گرفت. برای آنالیز سیگنالهای بدست آمده، پنج پارامتر توصیفی آکوستیکی شامل زمان اوج، ضربآهنگ، انرژی، دامنه و مدت زمان استمرار مورد استفاده قرار گرفت. جهت انتخاب مؤثرترین مشخصههای آکوستیکی و کاهش حجم اطلاعات از روش آنالیز اجزای اصلی استفاده شد. در ادامه با روش فازی (خوشهبندی FCM) پیرو دادههای بهینهشده از آنالیز اجزاء اصلی، تشخیص و تفکیک این دو نوع مکانیزم خوردگی میسر گردید. مطابق نتایج بدست آمده، مشخص گردید که مکانیزم غالب در پدیده ترکخوردگی تنشی در محلول خورنده HCL، مکانیزم حل شدن آندی میباشد که با افزایش غلظت یون های H+ و –C، ضمن افزایش چگالی جریان خوردگی، میزان وابستگی خوردگی تنشی به این مکانیزم افزوده میشود.