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/愛斯特20年回顧2013年仲春愛斯特迎來(lái)了20周年華誕?;仡櫄v程,這是愛斯特成長(zhǎng)發(fā)展的20年,也是我國(guó)殘余應(yīng)力事業(yè)蓬勃推進(jìn)的20年。愛斯特的每一寸進(jìn)步都離不開本領(lǐng)域?qū)<医淌?、客戶朋友的傾心輔助和全力支持,離不開大家的耕耘和奉獻(xiàn),愛斯特與殘余應(yīng)力事業(yè)息息相關(guān).近年來(lái)專家、老師和廣大客戶朋友在殘余應(yīng)力的研究和應(yīng)用中取得豐碩成果,許多大學(xué)和科研院所的研究成果具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值,享譽(yù)國(guó)內(nèi)外;許多企業(yè)已經(jīng)把殘余應(yīng)力和殘奧含量檢測(cè)當(dāng)作必需的手段,納入生產(chǎn)環(huán)節(jié),在提高和控制產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用,為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如此豐碩的成果和繁榮的局面,一方面為愛斯特鋪設(shè)了持續(xù)發(fā)展道路,一方面對(duì)愛斯特提出了更新更高的要求,同時(shí)也讓愛斯特人清醒地領(lǐng)悟到公司梯隊(duì)建設(shè)和在技術(shù)上疾起直追的緊迫性.借20周年慶典之機(jī),回顧既往,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),記取教訓(xùn),看清未來(lái),對(duì)今后的發(fā)展是有益的。愛斯特的創(chuàng)立——以服務(wù)于殘余應(yīng)力事業(yè)為宗旨愛斯特創(chuàng)立于1993年4月23日.愛斯特,是英文字母ST的美化音譯,原文是StressTechnologies,含義為應(yīng)力技術(shù)與測(cè)試設(shè)備。愛斯特研究所是憑空而來(lái)的嗎?當(dāng)然不是。6位主創(chuàng)人員原來(lái)都是邯鄲市無(wú)損探測(cè)儀器廠的職工,而該廠從1973年承接機(jī)械科學(xué)研究院北京機(jī)電所的科研成果開始生產(chǎn)X射線應(yīng)力測(cè)定儀;到1993年,我們6人從事應(yīng)力儀研發(fā)、生產(chǎn)、推廣、維修等工作,歷時(shí)幾年或十幾年不等。在改革大潮中,這個(gè)廠經(jīng)歷了巨大磨難,幾百名職工生計(jì)難以維持,人心渙散,部分主要技術(shù)人員和獨(dú)立工作能力較強(qiáng)的人員相繼調(diào)離。工廠先后被邯鄲機(jī)床廠和內(nèi)燃機(jī)配件廠兩次兼并。而內(nèi)燃機(jī)配件廠采取堅(jiān)決措施,將原儀器廠房產(chǎn)設(shè)備變賣,將人員分配內(nèi)燃機(jī)配件廠各個(gè)車間。在這種形勢(shì)之下,為了使X射線應(yīng)力儀這個(gè)國(guó)內(nèi)獨(dú)家生產(chǎn)的產(chǎn)品得以延續(xù),為了這門技術(shù)不至于在我們手上失傳,為了我國(guó)殘余應(yīng)力研究者和用戶還能找到買得起用得好的應(yīng)力儀,也為了養(yǎng)家糊口和實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值,經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)期的反反復(fù)復(fù)的思想斗爭(zhēng)和醞釀,我們決心擺脫被兼并、被分配的局面,尋求新的生路。在那個(gè)時(shí)候,這是一個(gè)具有極大風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)性的艱難抉擇,因此我們?cè)诟吨T行動(dòng)之前撰寫一篇《矢志銘》,大家討論通過(guò)。1993年4月在邯鄲市高新技術(shù)發(fā)展總公司之下成立了愛斯特研究所。當(dāng)時(shí)在自己擬定的章程里鄭重寫明:開發(fā)研制先進(jìn)的X射線應(yīng)力測(cè)定儀;嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和部級(jí)標(biāo)準(zhǔn),視優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)服務(wù)為生命線,自覺維護(hù)用戶利益,為我國(guó)殘余應(yīng)力事業(yè)貢獻(xiàn)力量;在此過(guò)程中使愛斯特研究所發(fā)展成長(zhǎng)起來(lái)。愛斯特的起步——依靠本行業(yè)專家真誠(chéng)的支持和幫助邁出這一步之前,何家文、冉啟芳等本行業(yè)前輩、我們真誠(chéng)的朋友都給予堅(jiān)定的支持,并提供中肯的建議。1993年3月,大連理工大學(xué)孫豐華、房德馨老師在愛斯特研究所尚未注冊(cè)成功的時(shí)候就與我們簽訂了第一單合同,他們支付的6萬(wàn)元預(yù)付款就是研究所的全部啟動(dòng)資金,如此鐵定的信任是愛斯特人永遠(yuǎn)不能忘懷的。首批用戶還有濟(jì)南第二機(jī)床廠、鄭州水工機(jī)械研究所、哈爾濱大電機(jī)研究所、攀枝花鋼研院等等單位.讓我們永志不忘的是,本行業(yè)前輩之,北京航空材料研究院王仁智研究員,也在愛斯特剛剛起步的時(shí)候給予充分信任,寄托厚望,購(gòu)買了我們的首批產(chǎn)品,并利用它立即展開研究工作.愛斯特研究所成立第二年,全體成員參加了在湖北宜昌召開了第八屆全國(guó)殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)交流會(huì),并展示了X-300型便攜式X射線應(yīng)力測(cè)定儀,得到專家和會(huì)議代表的首肯和贊許。經(jīng)何家文、冉啟芳等學(xué)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)人的舉薦,愛斯特研究所所長(zhǎng)呂克茂被確認(rèn)繼續(xù)擔(dān)當(dāng)全國(guó)殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)委員會(huì)副秘書長(zhǎng)。1996年在第九屆會(huì)議上又被推舉為秘書長(zhǎng).擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會(huì)的工作,在為行業(yè)學(xué)術(shù)交流活動(dòng)盡力的同時(shí),也提高了愛斯特的信譽(yù)和知名度.這無(wú)疑都是本行業(yè)專家和朋友們對(duì)愛斯特的信任、愛護(hù)和支持,為愛斯特日后的成長(zhǎng)和發(fā)展鋪設(shè)了信譽(yù)大道。X-350A型的誕生——以前輩的殷切期望為動(dòng)力,以刻苦學(xué)習(xí)勤奮創(chuàng)新為路徑愛斯特1993年推出的第一代應(yīng)力儀為X-300型,按照同傾法原理設(shè)計(jì),突出了輕巧便攜的特點(diǎn)。對(duì)于水利水電金屬結(jié)構(gòu),以及其他類似的大型構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)殘余應(yīng)力測(cè)試,這種儀器顯得方便而快捷.然而,面臨國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的局面,我們意識(shí)到應(yīng)當(dāng)及時(shí)引入先進(jìn)的微電子技術(shù),研發(fā)具備更加優(yōu)良的品質(zhì)和功能的新型儀器,以此滿足材料科學(xué)、機(jī)械科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)械產(chǎn)品與工程質(zhì)量控制對(duì)應(yīng)力儀提出的更高需求。這就是研發(fā)X—350A型的初衷。前輩的研究成果和殷切期望1996年我們制訂了研發(fā)新型儀器的方案,在第9屆全國(guó)殘余應(yīng)力會(huì)(千島湖)議期間提請(qǐng)專家審議。專家們認(rèn)為這個(gè)方案只是“小改小革”,缺乏創(chuàng)新.第二年7月從西安交通大學(xué)寄來(lái)一封信,信封里裝著何家文、張定銓兩位老師的信。他們?cè)陉U述了測(cè)量方法、定峰方法等有關(guān)問題之后,同時(shí)著重指出應(yīng)該開發(fā)以側(cè)傾法(即Ψ法)為主的儀器,把同傾法(即Ω法)當(dāng)作可選項(xiàng)之一。何老師在信中說(shuō),如果能這樣,“那就讓人感覺你們的儀器確實(shí)是改朝換代,而不是修修補(bǔ)補(bǔ)了",而且在與國(guó)外同類儀器競(jìng)爭(zhēng)中“有話好說(shuō)了”。另外何老師還提議在測(cè)角儀上安裝微型激光器,用以校準(zhǔn)標(biāo)定距離和方向,并指示被測(cè)點(diǎn)。這兩封信的分量是不言而喻的.但是當(dāng)時(shí)我們想到,在測(cè)角儀上,驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)管在2θ圓弧導(dǎo)軌上掃描需要一個(gè)步進(jìn)電機(jī),在Ψ導(dǎo)軌上改變X射線管的入射方向需要另一個(gè)步進(jìn)電機(jī);為了實(shí)現(xiàn)側(cè)傾法,則必須在現(xiàn)有的Ψ和2θ兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之外再增加一套回轉(zhuǎn)半徑很大、足以包容上述兩套機(jī)構(gòu)的側(cè)傾回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第三個(gè)步進(jìn)電機(jī)。如果是這樣,必然使得整機(jī)比較龐大而笨重,很難應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng),儀器的應(yīng)用范圍就會(huì)受到局限.窘于當(dāng)時(shí)的認(rèn)知水平,感覺要接受何、張二位老師的建議會(huì)有很多困難。為此,我們久久陷于沉重的思慮之中。本專業(yè)人士都知道側(cè)傾法比同傾法具備更多優(yōu)越性,固定Ψ法比固定Ψ0法更合理更有用;中國(guó)科學(xué)院金屬研究所李家寶的文章中明確指出,在側(cè)傾的條件下實(shí)施固定Ψ法,吸收因子恒等于1,是最理想的測(cè)量方法。對(duì)于全身心投入應(yīng)力儀研制的人來(lái)說(shuō),這是何等強(qiáng)烈的誘惑!所以關(guān)于側(cè)傾法和固定Ψ法的構(gòu)想始終在腦海里縈繞。θ—θ掃描Ψ測(cè)角儀的構(gòu)思所幸在較早時(shí)候我們?cè)鴮?duì)固定Ψ法非常感興趣,在BX85型和X-300型設(shè)計(jì)中對(duì)此法考慮也很多。當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn)固定Ψ法都是采用θ—2θ掃描方式.在機(jī)械動(dòng)作設(shè)計(jì)上,θ-2θ運(yùn)動(dòng)是比較麻煩的,需要兩個(gè)電機(jī)、兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作,而且運(yùn)動(dòng)中測(cè)角儀的震顫不可避免;然而其凈余效應(yīng)卻是簡(jiǎn)單明了的-—在空間坐標(biāo)上看,相當(dāng)于X射線管和探測(cè)器等間距地相向而行,各自前進(jìn)一個(gè)θ角。有沒有直接達(dá)到這個(gè)“凈余效應(yīng)”的辦法呢?終于有一天注意到了機(jī)械制圖使用的小分規(guī);用手指捻動(dòng)中間的小輪,分規(guī)的兩條腿就會(huì)同時(shí)分開或合攏.正是這個(gè)司空見慣的繪圖小工具給予的靈感,讓我們豁然開朗。于是設(shè)計(jì)出通過(guò)一套裝置,使用一個(gè)步進(jìn)電機(jī),實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)X射線管和探測(cè)器同步相向而行,十分簡(jiǎn)便地做到了所謂的θ-θ掃描,嚴(yán)格滿足固定Ψ法要求。有了這個(gè)辦法,再加一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),用于將上述θ-θ掃描機(jī)構(gòu)在與之相垂直的平面內(nèi)改變傾角,就可以實(shí)現(xiàn)側(cè)傾法.也就是說(shuō),只用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了原來(lái)需要三個(gè)步進(jìn)電機(jī)、三套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)的功能,而且直接實(shí)現(xiàn)了側(cè)傾固定Ψ法。當(dāng)這樣的構(gòu)思形成之時(shí),興奮和激動(dòng)之情難于言表。最初想到的實(shí)現(xiàn)二者同步相向掃描的辦法是這樣的:步進(jìn)電機(jī)通過(guò)小齒輪和齒形帶,帶動(dòng)同軸的一對(duì)傘形齒輪,于是,一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),就此分成同向的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng),并且因?yàn)槭莻阈锡X輪,便對(duì)稱地改變了此后傳動(dòng)方向,為后面的圓弧運(yùn)動(dòng)提供了可行條件;接著,這兩個(gè)傘形齒輪又分別通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩方的蝸桿,二蝸桿分別驅(qū)動(dòng)扇形蝸輪在同一圓弧導(dǎo)軌上做同步相向或相反運(yùn)動(dòng);兩個(gè)扇形蝸輪上分別安裝的正是X射線管和計(jì)數(shù)管.后來(lái),從第一方案出發(fā),我所人員集思廣益,想出三級(jí)齒輪傳動(dòng)的辦法,也可以達(dá)到同樣的目的。1997年11月,專程到鄭州征求當(dāng)時(shí)機(jī)械工業(yè)部鄭州機(jī)械研究所冉啟芳高級(jí)工程師的意見,并且有幸得到該所機(jī)械設(shè)計(jì)專家李泰安高級(jí)工程師的指點(diǎn)。李高工提出了采用鋼帶傳動(dòng)、一線帶二物作相對(duì)往返運(yùn)動(dòng)的巧妙方法,還建議采用先進(jìn)的基礎(chǔ)機(jī)械元件-—圓弧滾動(dòng)導(dǎo)軌?;貋?lái)之后,將這些意見、建議和方法整合加工,納入原有的方案.至此,測(cè)角儀部分的構(gòu)思達(dá)到一個(gè)全新境界。我們毅然決定封存花費(fèi)高額成本加工好8套X-300測(cè)角儀零件,立即全力以赴投入新型X—350A儀器的設(shè)計(jì)和制造。Windows操作系統(tǒng)的生成在1996年的方案中,電器控制部分的升級(jí)目標(biāo)是采用單片微機(jī)。為此我所技術(shù)人員加緊學(xué)習(xí)單片機(jī)原理和匯編語(yǔ)言,刻苦鉆研單片機(jī)應(yīng)用的一整套學(xué)問,包括鍵盤輸入、人機(jī)對(duì)話、實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示打印等等。經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)期的艱苦努力,完成了以單片機(jī)為中心的控制系統(tǒng)硬件原理圖,軟件部分也形成了比較明晰的思路和詳細(xì)的方框圖,并且開始搭接線路,編寫軟件,進(jìn)行局部仿真試驗(yàn)。1997年春天,殘余應(yīng)力行業(yè)知名專家、教授級(jí)高工鮑永夫代表海南新大洲摩托車研究所來(lái)定購(gòu)應(yīng)力儀.在聽取當(dāng)時(shí)的新方案介紹之后,首先提出要求,打印輸出不要采用PP40型四色微型打印機(jī),而應(yīng)當(dāng)把結(jié)果傳入PC微機(jī),由通用打印機(jī)輸出.然后又明示現(xiàn)在進(jìn)口的高檔儀器都采用PC微機(jī)控制,Windows環(huán)境操作.高明用戶的一句話像黑夜里突然開啟的明燈,讓我們心中產(chǎn)生極大的沖擊、驚喜和誘惑。在此之后,立即開始學(xué)習(xí)C語(yǔ)言,練習(xí)在DOS環(huán)境下編程。隨著電腦應(yīng)用的進(jìn)展,1998年春天轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)VisualC++,開始編寫Windows環(huán)境可視化程序。確定使用PC微機(jī)和可視化程序之后,在研發(fā)道路上遇到了難以歷數(shù)的困難和障礙。首先是如何建立完整的一套內(nèi)容豐富多樣而又保持有機(jī)聯(lián)系的VC系統(tǒng),包括輸入和選擇測(cè)量條件,按照選定的條件進(jìn)行各種測(cè)量,同時(shí)顯示數(shù)據(jù)和圖形,進(jìn)行各式各樣的數(shù)據(jù)處理和圖解,自動(dòng)生成內(nèi)容翔實(shí)、格式規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,還有打印、存儲(chǔ)和重新加載,還應(yīng)當(dāng)有操作運(yùn)行正確性、正常性的監(jiān)測(cè)、報(bào)告和對(duì)策等等。不言而喻,這項(xiàng)工作十分浩繁而又錯(cuò)綜復(fù)雜。第二是如何在Windows環(huán)境下與外界硬件系統(tǒng)(這里主要指步進(jìn)電機(jī)、探測(cè)器等)建立聯(lián)系;翻遍VC手冊(cè)和工具書,也難以找到可以用來(lái)解決問題的函數(shù).這一道難關(guān)是非過(guò)不可的,否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)電腦對(duì)應(yīng)力儀的控制;但是在相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期里,卻感覺到這個(gè)關(guān)口簡(jiǎn)直是無(wú)法逾越的.當(dāng)時(shí)可以買到的VC教材和“高手"、“大全”之類的書籍很多,但是能能夠聯(lián)系到本課題實(shí)際應(yīng)用的資料卻很難查找。有關(guān)VC書籍大多是翻譯的,或以翻譯資料為基礎(chǔ)加以編撰而成的.我們請(qǐng)教過(guò)幾位作者,往往是答所非問,因?yàn)樗麄冇械牟]有實(shí)際編程經(jīng)驗(yàn),或者未接觸過(guò)與我們課題類似的應(yīng)用實(shí)例。從另一方面說(shuō),整個(gè)VC的內(nèi)容浩如煙海,若要等到學(xué)得比較全面、比較深入才來(lái)著手解決自己的問題,恐怕為時(shí)太晚了.也曾考慮過(guò)借助于別人來(lái)完成這個(gè)任務(wù),但是可以預(yù)料,那樣遇到的問題和后遺癥會(huì)更多。所以我們的唯一選擇就是自力更生,刻苦鉆研。開發(fā)軟件的人,都經(jīng)歷過(guò)夜不成眠、食不甘味、如癡如醉的境界。經(jīng)過(guò)千百次的調(diào)試和修改,終于在1998年10月第十屆全國(guó)殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)交流會(huì)召開之前,完成了我國(guó)第一套Windows環(huán)境可視化X—射線應(yīng)力測(cè)定程序。在學(xué)術(shù)交流會(huì)上將此程序作了演示,得到李家寶、胡奈賽(西安交大教授)、鮑永夫等專家和其他代表的好評(píng).如果說(shuō)在這個(gè)漫長(zhǎng)而艱苦的過(guò)程之中還有值得記取的經(jīng)驗(yàn)的話,那就是:從最簡(jiǎn)單的實(shí)例開始學(xué)習(xí)VC,很快入門;把自己面臨的課題擺出來(lái),用VC“面向?qū)ο蟆钡乃枷敕椒?,確定幾個(gè)主要界面的內(nèi)容和式樣,安排各界面之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,設(shè)計(jì)各種對(duì)話框、消息框、菜單和工具條,就此建立一整套初步的編程方案和框圖;然后針對(duì)這套方案,沿著這個(gè)框圖所指向的路徑,有針對(duì)性地深入學(xué)習(xí)VC,有目標(biāo)地汲取有用信息,融會(huì)貫通,為我所用;一旦有了新的發(fā)現(xiàn),再用它來(lái)修正、提升原有的方案;在走不通的時(shí)候,大膽暢想,多路選擇,反復(fù)試驗(yàn),不怕失敗。按照這樣的路線,摸著石頭過(guò)河,在幾個(gè)月的時(shí)間里,邊學(xué)邊干,還算比較順利地到達(dá)彼岸,避開了許多暗礁和彎路.X—350A型的應(yīng)用效果X-350A型研發(fā)完成之后,最早的用戶是海南新大洲摩托車研究所鮑永夫和上海交通大學(xué)材料學(xué)院楊于興,他們都是X射線應(yīng)力的專家,對(duì)這種儀器全新的構(gòu)思和優(yōu)異的功能給予贊賞,并立即利用它展開課題研究。2000年,經(jīng)過(guò)改進(jìn)、第二批投產(chǎn)的X—350A型儀器在第11屆全國(guó)會(huì)議(紹興)上亮相,接受觀摩和品評(píng),專家和與會(huì)代表給予極大的鼓勵(lì).后來(lái)的用戶在軸承和齒輪的應(yīng)力和殘奧測(cè)定、大型鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及奧氏體鋼、鋁合金、高溫合金、鈦合金、硬質(zhì)合金等等材料的測(cè)試中都做出很好的成果。我們也賴于這種儀器承接了各種材料的測(cè)試任務(wù),還將之?dāng)y帶到水電金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng),甚至在條件比較惡劣的環(huán)境里進(jìn)行測(cè)試。截至目前,X-350A型儀器已銷售近70臺(tái)。比較著名的客戶包括清華大學(xué)、上海交大、西安交大、北京理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、上海材料研究所、上海寶鋼、德陽(yáng)中國(guó)二重、哈爾濱汽輪機(jī)廠等等.實(shí)踐證明這種儀器確實(shí)具有如下特性:直接實(shí)現(xiàn)側(cè)傾固定Ψ法,吸收因子恒等于1,不論衍射峰是否漫散,它的背底都不會(huì)傾斜,峰形基本對(duì)稱,而且在材料無(wú)織構(gòu)的情況下峰形及強(qiáng)度不隨ψ角的改變而變化.顯然這個(gè)特點(diǎn)對(duì)提高測(cè)量精度是十分有利的。例如采用CrKβ輻射測(cè)定奧氏體鋼的(311)晶面,衍射峰的峰背比很低,如果采用同傾固定Ψ0法,隨著Ψ0角的增大,由于吸收因子的影響,背底越來(lái)越傾斜,甚至出現(xiàn)高角背底接近或高于衍射峰的情況。導(dǎo)致定峰十分困難?,F(xiàn)在采用側(cè)傾固定Ψ法,盡管峰背比依然不高,但是背底基本平直,峰形對(duì)稱,定峰不再存在如上困難,應(yīng)力測(cè)定的可信度大為提高。2、在側(cè)傾法的情況下,2θ角和Ψ角在兩個(gè)相互垂直的平面內(nèi),這兩個(gè)角度在空間上不會(huì)發(fā)生沖突。測(cè)定應(yīng)力既可以使用較高的2θ角,有必要、有可能的時(shí)候也可以使用稍低的2θ角。最常見的例子是鋁合金、鈦合金等。X-350A型應(yīng)用于鋁合金應(yīng)力測(cè)定,可以選取的衍射峰有:CrKα輻射(222)晶面2θ=156.7oK=—92MPa/degCrKα輻射(311)晶面2θ=139.5oK=—162MPa/deg鋁合金材料如果存在一定程度的織構(gòu),由于多重性因子的關(guān)系,(222)晶面織構(gòu)表現(xiàn)較強(qiáng),對(duì)應(yīng)力測(cè)試不利;而(311)晶面織構(gòu)相對(duì)較弱,測(cè)試效果要好一些.上海航海儀器總廠使用X-350A型應(yīng)力儀,利用(311)晶面測(cè)試鋁合金陀螺殘余應(yīng)力,所的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,成為該產(chǎn)品日常檢驗(yàn)的不可缺少的手段。眾所周知,在同傾法的條件下,因?yàn)榭臻g的限制,一般2θ角最低設(shè)為140°,顯然無(wú)法利用(311)面的139.5°衍射峰。鈦合金在航空航天機(jī)械方面應(yīng)用越來(lái)越多,其殘余應(yīng)力備受關(guān)注.國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐表明,測(cè)試鈦合金最好的選擇是CuKα,(213)晶面的139°衍射峰。顯然采用側(cè)傾法放寬2θ低角范圍才能做到。如果勉強(qiáng)采用同傾法,只有縮小Ψ取值范圍,而這樣做對(duì)測(cè)應(yīng)力測(cè)試是不利的。金剛石:CrKα輻射,(220)晶面,2θ=130o,K=—3374MPa/deg硬質(zhì)合金WC相:CrKα輻射,(220)晶面,2θ=124.5o,K=-2112MPa/deg這些未必是最佳配伍選擇,但是在實(shí)際測(cè)試中得到應(yīng)用,效果尚好.3、X射線應(yīng)力分析儀屬X射線衍射裝置,一般都可以用來(lái)測(cè)定殘余奧氏體含量.但是其它同類儀器由于2θ范圍有限,為了測(cè)定殘余奧氏體含量,需要在測(cè)試過(guò)程中人工移動(dòng)探測(cè)器的位置,這樣才能測(cè)得角度相差很遠(yuǎn)的馬氏體和奧氏體的衍射峰。而X-350A型儀器2θ掃描范圍120°~170°,在一次不間斷的掃描過(guò)程中可以得到αFe(211)、γFe(220)兩個(gè)完整的衍射峰,測(cè)試更加方便、快捷、準(zhǔn)確。而且兩個(gè)峰可以分別設(shè)定掃描范圍、步距和計(jì)數(shù)時(shí)間,在計(jì)算程序中考慮了這些因素。針對(duì)含量較低的情況,可以專門對(duì)它的衍射峰設(shè)定參數(shù),縮小掃描范圍,減小掃描步距、延長(zhǎng)計(jì)數(shù)時(shí)間,這樣可以得到有足夠強(qiáng)度的起伏波動(dòng)較小的衍射峰,顯著提高測(cè)量精度。兩個(gè)峰之間的無(wú)峰區(qū)間可以快速通過(guò),以便節(jié)省時(shí)間提高工效。還可以針對(duì)同一測(cè)試點(diǎn)取不同的Φ角、Ψ角進(jìn)行測(cè)定,以便探測(cè)織構(gòu)的影響。必要時(shí),可以做到殘奧含量和殘余應(yīng)力同時(shí)測(cè)定,亦即一次測(cè)量得到殘奧含量和殘余應(yīng)力兩項(xiàng)數(shù)據(jù)。這些都是本儀器獨(dú)有的功能,對(duì)于各種實(shí)體工件來(lái)說(shuō),具有極其可貴的實(shí)用價(jià)值.由于X-350A型的測(cè)角儀雖然以側(cè)傾固定Ψ法為主要特征,結(jié)構(gòu)卻并不龐雜,仍然比較簡(jiǎn)潔,高壓電源箱和控制箱也很輕便,所以可以攜帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。上海交大、水利部金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)檢中心、哈爾濱汽輪機(jī)廠等等單位都使用這種儀器經(jīng)常在各種復(fù)雜環(huán)境里進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試。專利和技術(shù)鑒定1998年,新型X-350AX射線應(yīng)力分析系統(tǒng)以其新穎而簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)理想的測(cè)量方法,在國(guó)內(nèi)外同類儀器當(dāng)中顯現(xiàn)突出的先進(jìn)性、獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性,獲得國(guó)家專利(ZL專利號(hào):98244375.7)。2002年12月10日,在武漢通過(guò)了由河北省科學(xué)技術(shù)廳組織的鑒定。鑒定委員會(huì)由出席第12屆全國(guó)殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)交流會(huì)王仁智、胡奈賽、李家寶等、李福林、姜傳海等9名專家組成。鑒定結(jié)論指出,該儀器的獨(dú)創(chuàng)性和先進(jìn)性在于以θ-θ掃描Ψ測(cè)角儀為主要特征,實(shí)現(xiàn)理想的測(cè)量方法,同時(shí)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔輕便靈活的特點(diǎn),既適于實(shí)驗(yàn)研究工作,又適于大型工件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。整機(jī)采用PC微電腦控制,Windows環(huán)境,界面友好,操作方便.專家們一致認(rèn)為,該產(chǎn)品與國(guó)外同類先進(jìn)儀器相比,雖然未采用先進(jìn)的固態(tài)線陣探測(cè)器,但就其功能和實(shí)用性而言,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。鑒定結(jié)論中還指出,殘余應(yīng)力測(cè)試在各種機(jī)械零(構(gòu))件和機(jī)械工程的質(zhì)量控制、壽命評(píng)估、安全考核方面有著重要作用;特別是加入世貿(mào)組織以來(lái),為了與國(guó)際接軌,在很多行業(yè)已成必需的檢驗(yàn)和控制手段。因此,X射線應(yīng)力測(cè)定儀的推廣應(yīng)用,必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。有鑒于此,建議將該儀器投入批量生產(chǎn).改進(jìn)與升級(jí)自X—350A初步成型至今經(jīng)歷了15個(gè)春秋,投產(chǎn)12個(gè)批次,其間有過(guò)幾度重要的改進(jìn)和升級(jí)。首先在測(cè)角儀的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝方面逐步完善,使其在傳動(dòng)流暢性、可調(diào)整易操作性能和機(jī)械精度穩(wěn)定性等方面更加成熟,外觀質(zhì)量更加精良,傳動(dòng)鋼帶的使用壽命更長(zhǎng)。第二,在測(cè)量功能方面,適應(yīng)用戶的特殊要求,特制加寬2θ的測(cè)角儀(2θ范圍45°~170°),以便實(shí)現(xiàn)利用多對(duì)衍射峰測(cè)定鋼中殘奧含量;與北冶功能材料研究院合作,利用加寬2θ的測(cè)角儀,并且配置旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),增加Φ角轉(zhuǎn)動(dòng),開發(fā)出測(cè)定材料晶體學(xué)織構(gòu)的功能,在實(shí)際應(yīng)用中獲得優(yōu)異成果;在此基礎(chǔ)上,與上海交大材料學(xué)院姜傳海教授合作,又成功開發(fā)出測(cè)定單晶應(yīng)力的程序。第三,2007年與中科院上海應(yīng)用物理研究所合作研發(fā)的新型高壓電源,取消了高壓油箱,減輕重量,性能更加穩(wěn)定,幾年的使用效果表明儀器高壓電源部分的故障率幾乎為零。整機(jī)可靠性因而顯著提高,有利于用戶,也減少了我們的維修工作量和思想負(fù)擔(dān).第四,通過(guò)軟硬件的研發(fā)和優(yōu)化,使儀器的測(cè)量過(guò)程通過(guò)上、下位機(jī)通訊方式來(lái)完成,顯著提高了過(guò)程的流暢性、可靠性和抗干擾能力。近期又實(shí)現(xiàn)了X射線管電壓電流的全自動(dòng)預(yù)熱和升降,使測(cè)量操作簡(jiǎn)便而高效,還可以做到遠(yuǎn)程操作,方便于大型工件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,我們清醒地知道X—350A型的不足之處和落后的一面。最關(guān)鍵的問題是X射線探測(cè)器仍然是正比計(jì)數(shù)管。與國(guó)外先進(jìn)的同類儀器相比,在這類關(guān)鍵器件方面差距很大,因此儀器的測(cè)試工作效率較低。特別是對(duì)于鈦合金等衍射強(qiáng)度較低的材料,或者要求照射點(diǎn)很小的情況,測(cè)試進(jìn)程較慢的感覺更加明顯。另外錳靶X射線管尚在試制過(guò)程中,對(duì)于奧氏體不銹鋼、高溫合金等材料,目前只能使用CrKβ輻射,這也是導(dǎo)致工效不高的原因之一。再者,測(cè)定三維應(yīng)力需要多個(gè)正負(fù)Ψ角的衍射峰,使用這臺(tái)儀器將花費(fèi)更多的時(shí)間。我們會(huì)接收專家和客戶的建議,在國(guó)內(nèi)外尋求新型關(guān)鍵器件為我所用,并弘揚(yáng)自身的優(yōu)勢(shì),開拓創(chuàng)新,以功能更好、測(cè)試快捷的應(yīng)力儀面世.開拓市場(chǎng)之路——用真誠(chéng)、實(shí)力和服務(wù)敲開客戶大門朋友常批評(píng)我們抱定“好酒不怕巷子深”的理念,市場(chǎng)營(yíng)銷工作十分欠缺;我們接受這個(gè)批評(píng),今后一定在這方面多下功夫。但是,我們已經(jīng)做出的努力也是值得記取并發(fā)揚(yáng)的。下面列舉若干事例。付出真誠(chéng)同寶鋼建立起的友誼與合作是我們的榮耀2003年上海寶鋼設(shè)備檢測(cè)公司當(dāng)時(shí)的一位負(fù)責(zé)同志打電話來(lái),說(shuō)他在咨詢殘余應(yīng)力問題的時(shí)候,浙江大學(xué)和上海材料研究所兩單位的專家不約而同地介紹到邯鄲呂克茂。無(wú)疑這個(gè)消息使我們感到鼓舞。隨即給他提供一些參考資料,特別是當(dāng)時(shí)印發(fā)的產(chǎn)品樣本,使用最為通俗的語(yǔ)言和示意圖解釋了儀器測(cè)量原理,他看后高興地表示,盡管存在專業(yè)隔閡,他還是看明白了.這應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)良好的開端。然而接下來(lái)的進(jìn)程卻是漫長(zhǎng)而曲折的.2004年4月寶鋼的寬厚板軋機(jī)牌坊底座因?yàn)榇嬖阼T造缺陷,采用大量的堆焊進(jìn)行修補(bǔ),因此十分關(guān)注焊接殘余應(yīng)力。寶鋼檢測(cè)公司邀請(qǐng)我們帶儀器到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)牌坊底座進(jìn)行測(cè)試?,F(xiàn)場(chǎng)條件極其惡劣,被測(cè)部位空間狹小,管道縱橫,油污遍布。我們的同志在這樣的環(huán)境里翻上爬下,還不得不承受著輻射,認(rèn)認(rèn)真真地完成了測(cè)試任務(wù)。雖然寶鋼支付了一定的費(fèi)用,但我們卻把這項(xiàng)任務(wù)當(dāng)成售前服務(wù),以艱苦的勞作和可靠的測(cè)試結(jié)果贏得寶鋼方面的首肯.同年12月,上海西部某處,修建公路橋的打樁機(jī)沖撞了西氣東輸?shù)墓艿馈9こ虡I(yè)主單位委托上海寶鋼檢測(cè)公司對(duì)管道受損處進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定.檢測(cè)公司負(fù)責(zé)同志要求我們帶儀器到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試管道殘余應(yīng)力狀態(tài).當(dāng)時(shí)我公司主要負(fù)責(zé)人正患重感冒,可是工程進(jìn)度不允許拖延,檢測(cè)公司負(fù)責(zé)同志說(shuō)這正是對(duì)我們應(yīng)變能力的考驗(yàn)。面對(duì)這樣的情況,我們沒有猶豫,當(dāng)即應(yīng)戰(zhàn)。遂約請(qǐng)社區(qū)診所的醫(yī)生一起奔赴上海,在臥鋪車廂和賓館里掛吊針。到達(dá)野外現(xiàn)場(chǎng)時(shí),正值寒風(fēng)凜冽,看到等待檢測(cè)的管道在幾米深的黑色泥土大坑中。我方人員奮不顧身立即下坑,熟練地迅速營(yíng)造一個(gè)方便于工作的小環(huán)境,架設(shè)儀器,投入緊張的測(cè)試工作,當(dāng)晚順利完成測(cè)試任務(wù).2005年9月,寬厚板軋機(jī)牌坊需要進(jìn)行殘余應(yīng)力狀態(tài)復(fù)查,又邀請(qǐng)我們帶儀器前往。這次除了原有的環(huán)境條件以外,又加上氣溫高、濕度大,蚊蟲肆虐,而且在相當(dāng)于三層樓高的軋機(jī)上方同時(shí)進(jìn)行其它施工作業(yè),不斷有水滴、油滴落下,和操作人員的汗水交融,個(gè)個(gè)滿身濕透。更危險(xiǎn)的是偶爾還有螺釘螺帽從上方施工人員手中落下,我們的儀器機(jī)箱曾被砸出凹坑.就在這種條件下,測(cè)試工作持續(xù)到凌晨?jī)牲c(diǎn)才結(jié)束。至此,我們得到了寶鋼檢測(cè)公司領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員的完全信任,彼此建立了深厚友誼。終于在2005年11月雙方簽立購(gòu)買X射線應(yīng)力測(cè)定儀的合同,2006年4月交貨?;仡欉@一段經(jīng)歷,在這一次次艱苦的售前服務(wù)中,我們經(jīng)受了考驗(yàn)和鍛煉,增長(zhǎng)了見識(shí),積累了經(jīng)驗(yàn)。在后來(lái)的歲月里我們?cè)絹?lái)越清晰地認(rèn)識(shí)到,經(jīng)歷就是財(cái)富,知識(shí)就是力量,在這個(gè)過(guò)程中學(xué)到的東西將使我們長(zhǎng)久受益;尤為重要是,與寶鋼建立起的友誼和合作是我們引以為豪的金牌,永遠(yuǎn)激勵(lì)著我們前進(jìn)。后來(lái),在寶鋼檢測(cè)公司的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作中,我們也時(shí)常給予大力協(xié)助和支持。我公司產(chǎn)品有了新的重要改進(jìn)的時(shí)候,及時(shí)對(duì)寶鋼現(xiàn)有儀器提供升級(jí)改造服務(wù)。寶鋼的研究和應(yīng)用成果為推進(jìn)整個(gè)殘余應(yīng)力事業(yè)的進(jìn)展做出重要貢獻(xiàn).依靠技術(shù)實(shí)力和成功的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在德陽(yáng)二重招標(biāo)項(xiàng)目中獲勝2009年中國(guó)二重(德陽(yáng))與德國(guó)合作承接了三峽大壩升船機(jī)大齒條的生產(chǎn)任務(wù)。齒條總長(zhǎng)800米,寬800mm,厚350mm;分段制造,每段長(zhǎng)8米.可以想見如此巨大、擔(dān)負(fù)如此重任的齒條,確保它的內(nèi)在質(zhì)量是至關(guān)重要的課題。他們?cè)谠囼?yàn)件的制造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些不可忽視的瑕疵。為此二重工藝材料研究所決定使用X射線應(yīng)力測(cè)定儀檢測(cè)經(jīng)過(guò)某些重要工藝過(guò)程之后齒根齒面的殘余應(yīng)力和殘余奧氏體含量,以此作為控制和檢驗(yàn)齒條質(zhì)量的手段。
2010年3月二重啟動(dòng)國(guó)際招標(biāo),選購(gòu)適用的X射線應(yīng)力測(cè)定儀。但是在開標(biāo)之后,賣方遲遲不能確定哪家的產(chǎn)品能夠真正滿足他們的要求.?這種齒條的齒型是二重生產(chǎn)歷史中空前巨大的,全齒高超過(guò)140mm,換句話說(shuō),需要測(cè)試的齒根部位距齒頂很深?,F(xiàn)有幾種在我國(guó)推銷的外國(guó)X射線應(yīng)力儀均突出了小型化的特點(diǎn),其測(cè)角儀圓半徑都很小,X射線的照射點(diǎn)無(wú)法達(dá)到齒根;再者,他們小型化的測(cè)角儀還沒有小到夠能夠安置在兩齒之間的空間對(duì)齒根進(jìn)行測(cè)試的程度。所以在這樣的大齒條面前,外國(guó)儀器只好告束手無(wú)策了。
面對(duì)這樣的情況,國(guó)產(chǎn)儀器卻顯現(xiàn)出獨(dú)到的功能.愛斯特公司生產(chǎn)的X-350AL型同傾測(cè)角儀圓半徑為160mm,以此為基礎(chǔ)條件,再加上測(cè)試方法的巧妙改革,恰好能夠解決二重所遇到的難題。為此我們醞釀出一整套方案,動(dòng)手改造測(cè)角儀,編寫控制程序,又按照?qǐng)D紙制作一個(gè)二重大齒條模型.4月22日邀請(qǐng)二重此項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人來(lái)邯鄲一起進(jìn)行模擬測(cè)試。試驗(yàn)成功之后,得到二重有關(guān)方面的應(yīng)允,2010年6月初我公司發(fā)運(yùn)整套儀器到德陽(yáng),主要負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)年輕同志在二重車間對(duì)大齒條試驗(yàn)件進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,證實(shí)這套設(shè)備確實(shí)能夠解決大齒條齒根應(yīng)力測(cè)定問題,也能對(duì)齒面進(jìn)行測(cè)試.同時(shí),還應(yīng)二重方面要求測(cè)試了他們生產(chǎn)的風(fēng)電增速齒輪、齒輪軸、大齒圈的齒根齒面應(yīng)力,以及他們采用的日本進(jìn)口大型軸承套圈的殘余應(yīng)力。在所有的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試都獲得成功,并得到二重鑄鍛所的認(rèn)可之后,確認(rèn)我方中標(biāo),帶來(lái)的設(shè)備當(dāng)即驗(yàn)收,簽訂技術(shù)協(xié)議書和商務(wù)合同。二重鑄鍛所王慶光高級(jí)工程師在材料、工藝和殘余應(yīng)力方面均有很深造詣。這臺(tái)儀器在他手里如魚得水更加出彩,為期不長(zhǎng),王工便做出卓著成果,為企業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品的工藝和質(zhì)量控制提供最佳方案。由于中國(guó)二重成功地將國(guó)產(chǎn)X-350A型X射線應(yīng)力測(cè)定儀用于風(fēng)電齒輪應(yīng)力和殘奧測(cè)定,在風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)引起了連鎖反應(yīng)。常州天山重工機(jī)械有限公司在詳細(xì)了解二重現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況之后,也決定購(gòu)買這種設(shè)備。2011年3月20日交貨,投入使用。三一重工(北京)通過(guò)公開招標(biāo)確定購(gòu)買這種設(shè)備,合同已經(jīng)簽立,即將供貨;二重的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效果在三一集團(tuán)決策中起到關(guān)鍵作用.最近太原重機(jī)齒輪分廠和我們做殘余應(yīng)力技術(shù)交流,他們也非常重視二重的應(yīng)用成果。無(wú)錫葉片廠的嚴(yán)格考驗(yàn)早在1993年哈爾濱汽輪機(jī)廠莊同信同志曾攜帶BX85型應(yīng)力儀到無(wú)錫的葉片生產(chǎn)廠家,測(cè)定葉片經(jīng)不同熱處理工藝之后的殘余應(yīng)力,取得有價(jià)值的結(jié)果,從而解決了哈汽葉片加工之后發(fā)現(xiàn)的變形問題。1996年我們也曾去無(wú)錫葉片廠了解他們對(duì)于殘余應(yīng)力技術(shù)的需求。然而,正式的技術(shù)交流直到2010年11月9日才在無(wú)錫透平葉片廠技術(shù)中心舉行。我們講解的內(nèi)容首先是殘余應(yīng)力基本知識(shí),特別是殘余應(yīng)力對(duì)葉片變形、葉片疲勞壽命的影響;接著解釋了X射線應(yīng)力測(cè)定原理,說(shuō)明X射線應(yīng)力測(cè)定的可靠性;最后在參觀各種不同材質(zhì)不同形狀尺寸的葉片產(chǎn)品之后,介紹我公司能夠提供的儀器配置,以及如何使用這些配置測(cè)試各種葉片不同位置不同方向應(yīng)力。其間回答了對(duì)方技術(shù)人員的諸多提問,技術(shù)交流達(dá)到了客戶滿意。11月25日無(wú)錫透平葉片廠購(gòu)買應(yīng)力儀的項(xiàng)目在南京開標(biāo)。為了慎重起見,12月初葉片廠人員攜帶樣品到上海交大使用X—350A型儀器進(jìn)行實(shí)際測(cè)試;其間產(chǎn)生一些疑問,要求我方作出合理解釋。為此,12月20日我公司主要技術(shù)負(fù)責(zé)人和葉片廠中心實(shí)驗(yàn)室主任同去上海交大做實(shí)驗(yàn)。帶來(lái)的試樣包括馬氏體鋼、高溫合金和鈦合金三種,分別在加拿大proto儀器和國(guó)產(chǎn)X—350A型儀器上進(jìn)行測(cè)試,然后進(jìn)行比較。馬氏體鋼和鈦合金的對(duì)比試驗(yàn)得到了基本滿意的結(jié)果,而高溫合金的應(yīng)力值存在一些差別,主要是因?yàn)檫x用的輻射線和晶面不同所致.為了弄清這個(gè)問題,無(wú)錫方面又把高溫合金試樣快遞到邯鄲,更換輻射和晶面重新測(cè)試,其結(jié)果與上次加拿大proto儀器的測(cè)試結(jié)果接近一致.綜合歸納在上海和邯鄲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,葉片廠調(diào)研人員寫出詳盡的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,取得廠技術(shù)中心的認(rèn)可.2011年3月趁著我們?cè)诔V萏焐街毓す窘粰C(jī)的機(jī)會(huì),無(wú)錫透平葉片廠中心實(shí)驗(yàn)室人員帶來(lái)鈦合金噴丸試樣、馬氏體噴丸試樣和一個(gè)焊接試樣來(lái)做測(cè)試,再次考察儀器,體驗(yàn)儀器操作。經(jīng)過(guò)詳盡的技術(shù)交流,招標(biāo)投標(biāo),認(rèn)真的對(duì)比試驗(yàn)和實(shí)測(cè)體驗(yàn)之后,4月12日終于在無(wú)錫葉片廠的新址簽訂技術(shù)協(xié)議書和商務(wù)合同,8月儀器在新實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試投入使用.拓展功能開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域中航工業(yè)貴州新藝機(jī)械廠的朱明,最早2001年與我公司主要負(fù)責(zé)人相約北京,因?yàn)樵谒P(guān)注的諸多技術(shù)問題上談得投機(jī),雙方就此建立了友誼。在接下來(lái)的幾年中,為了解決新藝廠的關(guān)鍵技術(shù)問題,朱明多次來(lái)到邯鄲,或測(cè)試殘余應(yīng)力,或探討單晶葉片的晶體定向問題。我們也利用去貴州出差的機(jī)會(huì)多次到新藝廠觀摩交流.我們知道,單晶葉片因其具有優(yōu)異的性能而應(yīng)用前景廣闊,但是對(duì)其晶體取向必須有嚴(yán)格的要求.為了利用X-350A型儀器測(cè)定晶體取向,2008年我們依據(jù)X射線晶體學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)實(shí)施方案,制作工裝,編制控制程序;經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)期的試驗(yàn)和不斷完善的過(guò)程,終于有了可喜成果。在此之后,我應(yīng)邀到貴州新藝廠就晶體定向問題作專題技術(shù)交流。由于新藝廠的負(fù)責(zé)同志對(duì)此表現(xiàn)出特別濃厚的興趣,我們的講解內(nèi)容隨之循序漸進(jìn),不斷深入而又注重淺出,用動(dòng)畫式的幻燈片把晶體學(xué)基本知識(shí)和X射線衍射原理形象化地加以介紹,最終得到客戶的理解和信任,于是利用X—350A型測(cè)定晶體取向的方案獲得認(rèn)可,隨后雙方簽立了技術(shù)協(xié)議書。2010年9月我們?yōu)樾滤囂峁┮砸慌_(tái)配置兩種旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和四套專用程序的X-350A45170型儀器,并定名為X射線晶體取向測(cè)定儀。兩年多以來(lái),這臺(tái)儀器在新藝廠測(cè)定殘余應(yīng)力、測(cè)定殘奧和晶體取向方面發(fā)揮了重要作用,在航空工業(yè)領(lǐng)域,他們的工作具有示范作用。開拓市場(chǎng)之路小結(jié)開拓市場(chǎng)之路是艱難而漫長(zhǎng)的,但是回頭看來(lái)也有閃耀光輝之處,值得記取和弘揚(yáng).歸結(jié)而言,第一是敬業(yè)精神,奉獻(xiàn)精神,對(duì)客戶付出誠(chéng)心,替用戶著想,讓用戶滿意,有利于用戶取得成果產(chǎn)生效益,這樣才能取得用戶的信任,進(jìn)而建立友誼與合作;第二,不斷加強(qiáng)自己的專業(yè)知識(shí),遇事向?qū)<艺?qǐng)教,注重在測(cè)試服務(wù)中積累經(jīng)驗(yàn),在與客戶交往中汲取知識(shí),然后再將之用于解決其它用戶所遇到的問題,客觀上在專家與客戶之間、客戶與客戶之間起到某種橋梁作用.我們的理念是,不僅為用戶提供測(cè)試手段,還要盡可能地為客戶提供解決問題的方案;這樣才有持續(xù)開拓市場(chǎng)的的后勁。在宏偉藍(lán)圖上抹上一筆——投身水電金屬結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力測(cè)試人在中年時(shí)期,老同學(xué)來(lái)信勉勵(lì),要在宏偉的四化藍(lán)圖上抹上有價(jià)值的幾筆。這句話多年以來(lái)一直銘記在心,也常在愛斯特團(tuán)隊(duì)里流傳。如果能有機(jī)會(huì)融入國(guó)家建設(shè)的洪流,哪怕在其中發(fā)揮一點(diǎn)微不足道的作用,也會(huì)感到自豪。便攜式應(yīng)力儀的研發(fā)和早期現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試經(jīng)歷我們從上世紀(jì)八十年代,作為國(guó)家六五科技攻關(guān)項(xiàng)目,研發(fā)BX85型便攜式X射線應(yīng)力儀的時(shí)候,即著手考慮如何應(yīng)用于大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。從1986年至1992年,曾使用BX85型儀器先后在北京良鄉(xiāng)電力修造廠測(cè)試大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,在鄭州測(cè)試海上石油平臺(tái)管接頭,在太原重型機(jī)器廠測(cè)試大型挖掘機(jī)斗桿,在山西永濟(jì)鐵道部電機(jī)工廠測(cè)試電機(jī)外殼,在昆明鋼廠測(cè)試轉(zhuǎn)爐托圈,在本溪二煉測(cè)試轉(zhuǎn)爐托圈,在大連理工大學(xué)測(cè)試核工業(yè)設(shè)備不銹鋼床身,992年應(yīng)邀到山西長(zhǎng)治航天部清華機(jī)械廠測(cè)試發(fā)射架及底座振動(dòng)時(shí)效前后的殘余應(yīng)力;這項(xiàng)工1993年春,寧波北侖港發(fā)電廠發(fā)生爆炸,西安交大材料強(qiáng)度研究所承擔(dān)事故分析課題。交大的何家文老師給與我們參與該項(xiàng)目殘余應(yīng)力測(cè)試的機(jī)會(huì),我們攜帶BX85型儀器到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),與交大徐可為一起,在60米高處測(cè)定高壓汽包的殘余應(yīng)力,為事故分析和事故發(fā)生后現(xiàn)存設(shè)備的安全分析提供重要數(shù)據(jù)。愛斯特成立之后研發(fā)的X—300型又進(jìn)一步輕便化。1995年協(xié)助我們的客戶鄭州水工機(jī)械研究所,到北京十三嶺水庫(kù)抽水蓄能電站施工現(xiàn)場(chǎng),測(cè)試大型鋼管的焊接殘余應(yīng)力.難忘的是,我們的同志和用戶技術(shù)人員一起在陰冷潮濕的隧洞里夜以繼日地工作,以冷面包和礦泉水維持體能。四川二灘水電站轉(zhuǎn)輪應(yīng)力測(cè)試人們常說(shuō)機(jī)遇總是留給有準(zhǔn)備的人的;但是我們要強(qiáng)調(diào),機(jī)遇往往是可遇而不可求的,為我們提供良機(jī)和展示平臺(tái)的人讓我們永遠(yuǎn)不會(huì)忘懷。1998年浙江大學(xué)鐘秉章教授通過(guò)杭州的王樹義(1996年參加過(guò)建德的第9次全國(guó)會(huì)議)找到了我們,提出與我們合作測(cè)試二灘水電站轉(zhuǎn)輪的殘余應(yīng)力。當(dāng)時(shí)這個(gè)工程聞名全國(guó),能夠參與這個(gè)工程的檢測(cè)當(dāng)然是莫大的榮幸。從加拿大GE公司進(jìn)口的單機(jī)容量為55萬(wàn)千瓦的機(jī)組,因軸流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪尺寸特大而無(wú)法整體運(yùn)輸,只能分片發(fā)貨到四川攀枝花。到廠房裝配間后,現(xiàn)場(chǎng)焊接上冠、下環(huán)和各個(gè)葉片。焊接工作按照加拿大GE公司的焊接工藝要求和專家的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)意見進(jìn)行,焊后作了外形精加工,然后作檢驗(yàn)測(cè)量,結(jié)果達(dá)到了圖樣要求。然而置放數(shù)日之后,在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪安裝前他們又一次測(cè)量轉(zhuǎn)輪各部尺寸,驚訝地發(fā)現(xiàn)徑向偏差增大,一時(shí)找不到原因。為此工程監(jiān)理負(fù)責(zé)人求教于浙大鐘秉章教授,鐘教授告訴他這是焊接殘余應(yīng)力自然釋放所致,并且告知檢測(cè)轉(zhuǎn)輪焊接應(yīng)力可行的、可靠的手段只能是X射線衍射法。后來(lái)工程業(yè)主、監(jiān)理和加拿大GE公司達(dá)成一致意見,約請(qǐng)鐘教授,聯(lián)合邯鄲愛斯特合作擔(dān)當(dāng)轉(zhuǎn)輪測(cè)試任務(wù)。1998年5至6月,我們?nèi)芜M(jìn)入二灘水電站開展測(cè)試工作.水電站位于大壩左岸大山肚子里,從駐地到現(xiàn)場(chǎng),汽車盤旋于懸崖峭壁和峽谷河流之間,要行走一兩個(gè)小時(shí).施工現(xiàn)場(chǎng)極其宏偉而壯觀,也極其浩繁而龐雜,噪聲粉塵污染極重。在這樣的環(huán)境里進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試,條件相當(dāng)艱苦,任務(wù)十分艱巨,同時(shí)也深感責(zé)任重大,心情激越而沉重.當(dāng)時(shí)使用的是經(jīng)過(guò)改造的X-300型儀器。連續(xù)奮戰(zhàn)幾個(gè)白天和晚上,得出的數(shù)據(jù)果然不出所料,焊接殘余應(yīng)力甚高,有些已接近該鋼材的屈服強(qiáng)度。后來(lái)施工方采取履帶式局部加熱保溫的辦法消除應(yīng)力,在這之后測(cè)試結(jié)果表明,焊縫區(qū)應(yīng)力確實(shí)有很明顯的變化,但是數(shù)值很大的壓應(yīng)力也是不容盲目樂觀的,而且在保溫與未保溫的交界處又出現(xiàn)起伏較大的應(yīng)力分布.我們分析,葉片上中部垂直于焊縫方向檢測(cè)到的過(guò)大的壓應(yīng)力,是特定的局部熱處理方式和上冠熱裝卡栓、剛性下環(huán)共同作用的結(jié)果.這樣的壓應(yīng)力必定有相應(yīng)的拉應(yīng)力與之相平衡,只是因?yàn)榭臻g條件的限制而未檢測(cè)到可能出現(xiàn)較大拉應(yīng)力的位置而已。我們向業(yè)主、監(jiān)理和GE公司代表報(bào)告了測(cè)試結(jié)果,并且指出,轉(zhuǎn)輪各處極不均勻的應(yīng)力,在運(yùn)行過(guò)程中自然會(huì)逐步松弛,但是必然以產(chǎn)生永久變形為代價(jià);而轉(zhuǎn)輪的變形可能導(dǎo)致葉片之間迷宮間隙發(fā)生變化,破壞原有的動(dòng)平衡狀態(tài),勢(shì)必在運(yùn)行過(guò)程中引起附加振動(dòng);顯然,這些因素有損于轉(zhuǎn)輪的壽命,我們預(yù)料機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)生裂紋的危險(xiǎn)性很大。幾天以后GE公司從加拿大傳來(lái)回復(fù)意見,對(duì)測(cè)試方法和結(jié)果沒有異議,但否定了關(guān)于危險(xiǎn)性的分析.最終,在二灘發(fā)電之后,在各臺(tái)機(jī)組的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片與上冠、葉片與下環(huán)焊接處,果然先后出現(xiàn)了裂紋。鐵的事實(shí)驗(yàn)證了當(dāng)初我們的預(yù)測(cè)。云南大朝山水電站轉(zhuǎn)輪測(cè)試二灘水電的測(cè)試成果進(jìn)一步提升了鐘教授和愛斯特在水電行業(yè)的知名度。三年之后云南大朝山水電站的轉(zhuǎn)輪也遇到同樣的問題,鐘教授再次把我們推向水電站建設(shè)的前線。2001年4月、5月我們兩次到大朝山水電站測(cè)試轉(zhuǎn)輪焊接應(yīng)力。這次使用的是新型X—350A型儀器.大朝山測(cè)量成果表明,下環(huán)焊縫應(yīng)力相對(duì)較低,而葉片焊縫存在不容忽視的殘余拉應(yīng)力;爆炸法處理之后,就現(xiàn)有的測(cè)試結(jié)果而言,殘余應(yīng)力得到重新分布,但應(yīng)力水平未見明顯降低,和應(yīng)有的消應(yīng)效果相差甚遠(yuǎn)。觀察轉(zhuǎn)輪爆炸消應(yīng)處理后的表面,可以發(fā)現(xiàn)敷設(shè)炸藥的地方留下了大約0.1~0。2mm深的凹槽,此凹槽沿焊縫貫通分布,由此可以看到此處產(chǎn)生了較大的塑性變形。這樣大的變形量足以改變?cè)瓉?lái)焊接殘余應(yīng)力狀態(tài),這是勿庸置疑的。但是,眾所周知,不均勻的塑性變形正是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的根源;這就是說(shuō),過(guò)強(qiáng)的爆炸力極有可能使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生了新的較高的殘余應(yīng)力。轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行過(guò)程中由于高速水流的沖擊作用,葉片承受交變載荷;宏觀殘余應(yīng)力在釋放之前將作為葉片疲勞過(guò)程中的平均應(yīng)力的一部分而起作用.殘余拉應(yīng)力會(huì)促進(jìn)疲勞裂紋的萌生,加快疲勞裂紋的擴(kuò)展。固然,在日后的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,殘余應(yīng)力自然會(huì)逐步釋放,但是由此引起的的變形會(huì)加劇轉(zhuǎn)輪的附加振動(dòng).建議改進(jìn)葉片焊接工藝,以降低葉片焊縫殘余應(yīng)力.目前廠家采用的在焊接過(guò)程中用風(fēng)鎬充分錘打焊縫的工藝措施,可以防止焊接熱裂紋產(chǎn)生,但無(wú)法保證焊接殘余應(yīng)力降低到安全應(yīng)力水平以下,更無(wú)法保證轉(zhuǎn)輪長(zhǎng)期安全運(yùn)行;如果今后還需要采取爆炸法消除應(yīng)力,建議研究爆炸法消除應(yīng)力的機(jī)理和效果,測(cè)定不同爆炸工藝條件下,構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力沿層深分布規(guī)律,并采用適當(dāng)手段觀察爆炸壓痕區(qū)及其周邊區(qū)域組織結(jié)構(gòu)的變化,以便選擇合理的爆炸工藝消除殘余應(yīng)力;另外,建議考慮采用其它較為成熟的措施消除轉(zhuǎn)輪殘余應(yīng)力,例如振動(dòng)時(shí)效。振動(dòng)法不會(huì)造成明顯的外在形變,只在工件內(nèi)部調(diào)整應(yīng)力,而且可以根據(jù)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果,有限制地反復(fù)調(diào)整振動(dòng)工藝,求得最佳消除應(yīng)力效果。當(dāng)然,如果振動(dòng)工藝控制不當(dāng),過(guò)高的振動(dòng)周次和過(guò)高的激振應(yīng)力都會(huì)消耗構(gòu)件的疲勞儲(chǔ)備.貴州引子渡水電站壓力鋼管測(cè)試2003年4月水利部一個(gè)在杭州的研究所約請(qǐng)我們到貴州引子渡水電站測(cè)試壓力鋼管焊接殘余應(yīng)力.這里的現(xiàn)場(chǎng)是另外一種情況,壓力鋼管外部已經(jīng)填埋,要求測(cè)試的部位在管內(nèi),人員必須從壓力鋼管?450mm的人孔進(jìn)入,設(shè)備則要通過(guò)一段30米落差的下降管傳送到測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)。鋼管內(nèi)徑約10米,測(cè)試部位分布在側(cè)面和頂部,施工方為我們準(zhǔn)備了腳手架.我們的同志在4米高并不穩(wěn)固的架板上操作精密儀器已經(jīng)是前所未有的了,可以想象,登上8、9米高的腳手架,把測(cè)角儀倒置,吸附于鋼管內(nèi)壁的頂部進(jìn)行測(cè)試,必須要克服心理上的恐懼和許多實(shí)際困難;這樣的高空應(yīng)力測(cè)定作業(yè)確實(shí)具有挑戰(zhàn)性和風(fēng)險(xiǎn)性。盡管如此,我們還是如期完成測(cè)試任務(wù),提供測(cè)試報(bào)告,并且從應(yīng)力腐蝕和流體侵蝕磨損的角度試探性地分析了殘余應(yīng)力對(duì)鋼管壽命的影響,供業(yè)主和施工方參考。示范效應(yīng)和積極影響如上水電行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作成果在后來(lái)產(chǎn)生了示范效應(yīng)和積極影響。2006年11月水利部金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)檢中心承接了河北張河灣水電站壓力鋼管的岔管水壓試驗(yàn)前后焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)任務(wù),讓我們攜帶儀器到現(xiàn)場(chǎng)擔(dān)當(dāng)X射線應(yīng)力測(cè)試工作.為了使測(cè)量數(shù)據(jù)更加可靠,11月15日他們約請(qǐng)殘余應(yīng)力行業(yè)元老之一冉啟芳同來(lái)邯鄲,帶來(lái)一套四點(diǎn)彎曲加載裝置和電阻應(yīng)變儀,對(duì)同一試樣逐級(jí)加載,同步使用電阻應(yīng)變儀和X射線應(yīng)力儀測(cè)定加載試樣上的應(yīng)力值.實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常完美地證實(shí)了X射線應(yīng)力與載荷應(yīng)力的一致性。達(dá)到客戶滿意之后,11月22日裝載準(zhǔn)備好的儀器駕車前往張河灣。23日在大雪紛飛的水電站施工現(xiàn)場(chǎng)開始對(duì)岔管進(jìn)行測(cè)試,至27日完成水壓試驗(yàn)前的測(cè)試任務(wù)。12月3日第二次前往張河灣,至9日完成水壓試驗(yàn)之后的測(cè)試。前后兩次測(cè)試所得數(shù)據(jù)完整可靠,規(guī)律性好,對(duì)水電工程質(zhì)量的評(píng)價(jià)具有重要價(jià)值。在此期間,我們安排了對(duì)質(zhì)檢中心相關(guān)人員的技術(shù)培訓(xùn),他們基本掌握了測(cè)試技術(shù)和儀器操作方法.完成張河灣的任務(wù)之后,應(yīng)他們的要求,我們答應(yīng)將測(cè)試所用的這套儀器借給他們,開赴四川執(zhí)行類似的測(cè)試任務(wù)。經(jīng)過(guò)這一系列的前期工作,取得可喜成果和效益之后,該質(zhì)檢中心決定購(gòu)買儀器。2007年11月初交貨之后,他們立即帶設(shè)備奔赴四川某水電站。從那時(shí)到現(xiàn)在,幾年的時(shí)間里,他們參與了大名鼎鼎的三峽水利樞紐工程的檢測(cè)項(xiàng)目,并在四川錦屏二級(jí)電站、瓦屋山水電站、沙坪電站以及云南大盈江水電站、新疆雅馬渡、呼和浩特抽水蓄能電站等等十余個(gè)水利水電工程中,承擔(dān)鋼管或鋼岔管焊接殘余應(yīng)力測(cè)試工作,為工程的質(zhì)量監(jiān)督體系提供重要的數(shù)據(jù),同時(shí)為本單位掙來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。獨(dú)具特色的延伸技術(shù)服務(wù)——想用戶所想,急用戶所急我們總是對(duì)客戶承諾,除了安裝調(diào)試培訓(xùn)和及時(shí)的維修以外,還提供延伸的技術(shù)服務(wù),即在用戶的實(shí)際工作中,當(dāng)遇到不同材質(zhì)、狀態(tài)、形狀的被測(cè)工件,需要幫助解決有關(guān)的測(cè)試方法問題的時(shí)候,供方將及時(shí)提供指導(dǎo),傳授技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)用戶遇到重大的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試課題需要協(xié)助時(shí),供方將盡最大努力予以支持,可以派員到現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同工作。想用戶所想,急用戶所急,往往成為我們?nèi)粘9ぷ鞯尿?qū)動(dòng)器。其實(shí)如前所述對(duì)寶鋼、二重、貴州新藝、水利部質(zhì)檢中心的售前服務(wù),都可以算作獨(dú)具特色的延伸技術(shù)服務(wù)。下面再列舉幾個(gè)事例:編制分峰程序解決武鋼軋輥的殘奧測(cè)定問題武鋼軋輥公司的技術(shù)人員早在上世紀(jì)80年代就開始調(diào)研殘奧和殘余應(yīng)力測(cè)試設(shè)備。他們的主要產(chǎn)品是熱軋用的高鉻鑄鐵軋輥。按照行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō),這種軋輥的殘奧含量一旦超過(guò)5%,在日后使用過(guò)程中殘奧轉(zhuǎn)變會(huì)引起輥身斷裂.所以準(zhǔn)確測(cè)定軋輥殘奧含量一直是他們關(guān)注的焦點(diǎn).眾所周知,高鉻鑄鐵的組織非常復(fù)雜,含有大量的、不同種類的碳化物.采用X射線衍射法測(cè)定殘奧含量時(shí),往往會(huì)有碳化物的衍射峰與馬氏體、奧氏體的衍射峰或多或少地相疊加,勢(shì)必影響所需衍射峰積分強(qiáng)度的計(jì)算,致使無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定殘奧含量。90年代末期我們到該公司作技術(shù)交流的時(shí)候,曾經(jīng)提出采用分峰的辦法排除碳化物峰干擾的設(shè)想。寄希望于分峰的實(shí)現(xiàn),該公司2001年才與我們簽立了購(gòu)買儀器的合同,在他們那里稱作殘奧儀。年底為該公司提供了一臺(tái)X—350A的儀器,并且配備一臺(tái)小型搖臂鉆床機(jī)身作為測(cè)角儀支架,安裝在軋輥加工車間。實(shí)際上交貨的時(shí)候提供的程序并不包含分峰程序;在軋輥的實(shí)際測(cè)試過(guò)程中,對(duì)高鉻鑄鐵的衍射峰有了感性認(rèn)識(shí)之后,才為下一步的分峰處理提供了逐步明晰的思路。2002年4月我們到了武鋼軋輥廠,針對(duì)在軋輥上得到的不同類型的衍射曲線,夜晚在賓館里編寫分峰程序,第二天把程序裝進(jìn)儀器進(jìn)行調(diào)試和試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題,晚上回來(lái)修改程序。如此反反復(fù)復(fù),整整花費(fèi)了兩個(gè)星期的時(shí)間才完成分峰程序.程序里面包含4種分峰方法,用戶可以根據(jù)曲線類型選擇使用,能夠分別或同時(shí)消除馬氏體峰和奧氏體峰兩側(cè)的干擾峰,在一定的近似程度上得到相對(duì)準(zhǔn)確的殘奧含量。將得到的殘奧結(jié)果用于控制軋輥內(nèi)在質(zhì)量,經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期的跟蹤考察,發(fā)現(xiàn)售出的軋輥品質(zhì)穩(wěn)定提高,同時(shí)也證明了我們編制的分峰程序的相對(duì)正確性和可信度。從此這臺(tái)儀器成了他們軋輥產(chǎn)品質(zhì)量控制和檢驗(yàn)必不可缺少的手段。正因如此,這臺(tái)儀器使用8年之后,2009年之秋武鋼軋輥公司又購(gòu)買了第二臺(tái)X-350A型儀器。由于武鋼軋輥的示范作用,后來(lái)太鋼的百一、江蘇宜興的共昌、寶鋼常州軋輥等等單位都先后購(gòu)買了這種儀器,應(yīng)用于軋輥生產(chǎn)。今年元月,本鋼軋輥公司購(gòu)買這種儀器的招標(biāo)工作已經(jīng)完畢,我公司產(chǎn)品中標(biāo)。應(yīng)急張河灣再以水利部質(zhì)檢中心為例,他們2007年11月初接手儀器,馬不停蹄帶設(shè)備奔赴四川某水電站之后,河北張河灣水電站這邊又提出緊急測(cè)試任務(wù)。質(zhì)檢中心負(fù)責(zé)同志打電話向我們求援,可當(dāng)時(shí)我們手上暫無(wú)可用的儀器。情急之下我們出面調(diào)來(lái)裝甲兵工程學(xué)院的儀器,在邯鄲配配現(xiàn)場(chǎng)用輕便裝置,經(jīng)過(guò)調(diào)整和試驗(yàn)之后
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