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              地址:邯鄲市 高開區 鑫域國際B座2002室

                    2013年仲春愛斯特迎來了20周年華誕;仡櫄v程,這是愛斯特成長發展的20年,也是我國殘余應力事業蓬勃推進的20年。愛斯特的每一寸進步都離不開本領域專家教授、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,愛斯特與殘余應力事業息息相關。   
                    近年來,各位專家、老師和廣大客戶朋友在殘余應力的研究和應用中取得了豐碩成果,許多大學和科研院所的研究成果具有重要學術價值,享譽國內外;許多企業已經把殘余應力和殘奧含量檢測當作必需的手段,納入生產環節,在提高和控制產品質量方面發揮了重要作用,為企業帶來巨大的經濟效益。如此豐碩的成果和繁榮的局面,一方面為愛斯特鋪設了持續發展道路,一方面對愛斯特提出了更新更高的要求,同時也讓愛斯特人清醒地領悟到公司梯隊建設和在技術上疾起直追的緊迫性。借20周年慶典之機,回顧既往,總結經驗,記取教訓,看清未來,對今后的發展是有益的。

              愛斯特的創立
              ——以服務于殘余應力事業為宗旨

                   愛斯特創立于1993年4月23日。愛斯特,是英文字母ST的美化音譯,原文是Stress  Technologies,含義為應力技術與測試設備。
                    愛斯特研究所是憑空而來的嗎?當然不是。6位主創人員原來都是邯鄲市無損探測儀器廠的職工,而該廠從1973年承接機械科學研究院北京機電所的科研成果開始生產X射線應力測定儀;到1993年,我們6人從事應力儀研發、生產、推廣、維修等工作,歷時幾年或十幾年不等。在改革大潮中,這個廠經歷了巨大磨難,幾百名職工生計難以維持,人心渙散,部分主要技術人員和獨立工作能力較強的人員相繼調離。工廠先后被邯鄲機床廠和內燃機配件廠兩次兼并。而內燃機配件廠采取堅決措施,將原儀器廠房產設備變賣,將人員分配內燃機配件廠各個車間。在這種形勢之下,為了使X射線應力儀這個國內獨家生產的產品得以延續,為了這門技術不至于在我們手上失傳,為了我國殘余應力研究者和用戶還能找到買得起用得好的應力儀,也為了養家糊口和實現人生價值,經過一個時期的反反復復的思想斗爭和醞釀,我們決心擺脫被兼并、被分配的局面,尋求新的生路。在那個時候,這是一個具有極大風險和挑戰性的艱難抉擇,因此我們在付諸行動之前撰寫一篇《矢志銘》,大家討論通過。1993年4月在邯鄲市高新技術發展總公司之下成立了愛斯特研究所。當時在自己擬定的章程里鄭重寫明:開發研制先進的X射線應力測定儀;嚴格執行國家和部級標準,視優良的產品質量和技術服務為生命線,自覺維護用戶利益,為我國殘余應力事業貢獻力量;在此過程中使愛斯特研究所發展成長起來。


              愛斯特的起步
              ——依靠本行業專家真誠的支持和幫助

                    邁出這一步之前,何家文、冉啟芳等本行業前輩、我們真誠的朋友都給予堅定的支持,并提供中肯的建議。
                    1993年3月,大連理工大學孫豐華、房德馨老師在愛斯特研究所的籌建階段就毅然決定與我們合作,支付一筆預付款,實際上成為我們研究所的啟動資金。如此鐵定的信任是愛斯特人永遠不能忘懷的。首批用戶還有濟南第二機床廠、鄭州水工機械研究所、哈爾濱大電機研究所、攀枝花鋼研院等等單位。讓我們永志不忘的是,本行業前輩之一,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候給予充分信任,寄托厚望,購買了我們的首批產品,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的第八屆全國殘余應力學術交流會,并展示了X-300型便攜式X射線應力測定儀,得到專家和會議代表的首肯和贊許。經何家文、冉啟芳等學會領導人的舉薦,愛斯特研究所所長呂克茂被確認繼續擔當全國殘余應力學術委員會副秘書長。1996年在第九屆會議上又被推舉為秘書長。擔任學術委員會的工作,在為行業學術交流活動盡力的同時,也提高了愛斯特的信譽和知名度。這無疑都是本行業專家和朋友們對愛斯特的信任、愛護和支持,為愛斯特日后的成長和發展鋪設了信譽大道。


               

               

              X-350A型的誕生
              ——以前輩的殷切期望為動力,以刻苦學習勤奮創新為路徑

                    愛斯特1993年推出的第一代應力儀為X-300型,按照同傾法原理設計,突出了輕巧便攜的特點。對于水利水電金屬結構,以及其他類似的大型構件的現場殘余應力測試,這種儀器顯得方便而快捷。然而,面臨國內外科學技術飛速發展的局面,我們意識到應當及時引入先進的微電子技術,研發具備更加優良的品質和功能的新型儀器,以此滿足材料科學、機械科學實驗研究和機械產品與工程質量控制對應力儀提出的更高需求。這就是研發X-350A型的初衷。

                    前輩的研究成果和殷切期望
                    1996年我們制訂了研發新型儀器的方案,在第9屆全國殘余應力(千島湖)會議期間提請專家審議。專家們認為這個方案只是“小改小革”,缺乏創新。第二年7月從西安交通大學寄來一封信,里面裝著何家文、張定銓兩位老師的親筆信。他們在闡述了測量方法、定峰方法等有關問題之后,同時著重指出應該開發以側傾法(即Ψ法)為主的儀器,把同傾法(即Ω法)當作可選項之一。何老師在信中說,如果能這樣,“那就讓人感覺你們的儀器確實是改朝換代,而不是修修補補了”,而且在與國外同類儀器競爭中“有話好說了”。另外何老師還提議在測角儀上安裝微型激光器,用以校準標定距離和方向,并指示被測點。
                    兩位老師信的分量是不言而喻的。但是當時我們想到,在測角儀上,驅動計數管在2θ圓弧導軌上掃描需要一個步進電機,在Ψ導軌上改變X射線管的入射方向需要另一個步進電機;為了實現側傾法,則必須在現有的Ψ和2θ兩套運動機構之外再增加一套回轉半徑很大、足以包容上述兩套機構的側傾回轉機構和第三個步進電機。如果是這樣,必然使得整機比較龐大而笨重,很難應用于現場,儀器的應用范圍就會受到局限。窘于當時的認知水平,感覺要接受何、張二位老師的建議會有很多困難。為此,我們久久陷于沉重的思慮之中。
                    本專業人士都知道側傾法比同傾法具備更多優越性,固定Ψ法比固定Ψ0法更合理更有用;中國科學院金屬研究所李家寶的文章中明確指出,在側傾的條件下實施固定Ψ法,吸收因子恒等于1 ,是最理想的測量方法。對于全身心投入應力儀研制的人來說,這是何等強烈的誘惑!所以關于側傾法和固定Ψ法的構想始終在腦海里縈繞。
                    θ-θ掃描Ψ測角儀的構思
                    所幸在較早時候我們曾對固定Ψ法非常感興趣,在BX85型和X-300型設計中對此法考慮也很多。當時實現固定Ψ法都是采用θ-2θ掃描方式。在機械動作設計上,θ-2θ運動是比較麻煩的,需要兩個電機、兩套傳動機構協調動作,而且運動中測角儀的震顫不可避免;然而其凈余效應卻是簡單明了的——在空間坐標上看,相當于X射線管和探測器等間距地相向而行,各自前進一個θ角。有沒有直接達到這個“凈余效應”的辦法呢?終于有一天注意到了機械制圖使用的小分規;用手指捻動中間的小輪,分規的兩條腿就會同時分開或合攏。正是這個司空見慣的繪圖小工具給予的靈感,讓我們豁然開朗。于是設計出通過一套裝置,使用一個步進電機,實現了驅動X射線管和探測器同步相向而行,十分簡便地做到了所謂的θ-θ掃描,嚴格滿足固定Ψ法要求。有了這個辦法,再加一個運動機構,用于將上述θ-θ掃描機構在與之相垂直的平面內改變傾角,就可以實現側傾法。也就是說,只用兩個步進電機和兩套運動機構,實現了原來需要三個步進電機、三套運動機構才能實現的功能,而且直接實現了側傾固定Ψ法。當這樣的構思形成之時,興奮和激動之情難于言表。
                    最初想到的實現二者同步相向掃描的辦法是這樣的:步進電機通過小齒輪和齒形帶,帶動同軸的一對傘形齒輪,于是,一個電機的轉動,就此分成同向的兩個轉動,并且因為是傘形齒輪,便對稱地改變了此后傳動方向,為后面的圓弧運動提供了可行條件;接著,這兩個傘形齒輪又分別通過齒輪轉動兩方的蝸桿,二蝸桿分別驅動扇形蝸輪在同一圓弧導軌上做同步相向或相反運動;兩個扇形蝸輪上分別安裝的正是X射線管和計數管。
                    后來,從第一方案出發,我所人員集思廣益,想出三級齒輪傳動的辦法,也可以達到同樣的目的。
                    1997年11月,專程到鄭州征求當時機械工業部鄭州機械研究所冉啟芳高級工程師的意見,并且有幸得到該所機械設計專家李泰安高級工程師的指點。李高工提出了采用鋼帶傳動、一線帶二物作相對往返運動的巧妙方法,還建議采用先進的基礎機械元件——圓弧滾動導軌;貋碇,將這些意見、建議和方法整合加工,納入原有的方案。至此,測角儀部分的構思達到一個全新境界。我們毅然決定封存花費高額成本加工好8套X-300測角儀零件,立即全力以赴投入新型X-350A儀器的設計和制造。
                    Windows操作系統的生成
                    在1996年的方案中,電器控制部分的升級目標是采用單片微機。為此我所技術人員加緊學習單片機原理和匯編語言,刻苦鉆研單片機應用的一整套學問,包括鍵盤輸入、人機對話、實時控制、數據采集、數據處理、顯示打印等等。經過一個時期的艱苦努力,完成了以單片機為中心的控制系統硬件原理圖,軟件部分也形成了比較明晰的思路和詳細的方框圖,并且開始搭接線路,編寫軟件,進行局部仿真試驗。
                    1997年春天,殘余應力行業知名專家、教授級高工鮑永夫代表海南新大洲摩托車研究所來定購應力儀。在聽取當時的新方案介紹之后,首先提出要求,打印輸出不要采用PP40型四色微型打印機,而應當把結果傳入PC微機,由通用打印機輸出。然后又明示現在進口的高檔儀器都采用PC微機控制,Windows環境操作。高明用戶的一句話像黑夜里突然開啟的明燈,讓我們心中產生極大的沖擊、驚喜和誘惑。在此之后,立即開始學習C語言,練習在DOS環境下編程。隨著電腦應用的進展,1998年春天轉而學習Visual C++ ,開始編寫Windows環境可視化程序。
                    確定使用PC微機和可視化程序之后,在研發道路上遇到了難以歷數的困難和障礙。首先是如何建立完整的一套內容豐富多樣而又保持有機聯系的VC系統,包括輸入和選擇測量條件,按照選定的條件進行各種測量,同時顯示數據和圖形,進行各式各樣的數據處理和圖解,自動生成內容翔實、格式規范的實驗報告,還有打印、存儲和重新加載,還應當有操作運行正確性、正常性的監測、報告和對策等等。不言而喻,這項工作十分浩繁而又錯綜復雜。第二是如何在Windows環境下與外界硬件系統(這里主要指步進電機、探測器等)建立聯系;翻遍VC手冊和工具書,也難以找到可以用來解決問題的函數。這一道難關是非過不可的,否則就無法實現電腦對應力儀的控制;但是在相當長的一個時期里,卻感覺到這個關口簡直是無法逾越的。
                    當時可以買到的VC教材和“高手”、“大全”之類的書籍很多,但是能夠聯系到本課題實際應用的資料卻很難查找。有關VC書籍大多是翻譯的,或以翻譯資料為基礎加以編撰而成的。我們請教過幾位作者,往往是答非所問,因為他們有的并沒有實際編程經驗,或者未接觸過與我們課題類似的應用實例。從另一方面說,整個VC的內容浩如煙海,若要等到學得比較全面、比較深入才來著手解決自己的問題,恐怕為時太晚了。也曾考慮過借助于別人來完成這個任務,但是可以預料,那樣遇到的問題和后遺癥會更多。所以我們的唯一選擇就是自力更生,刻苦鉆研。
                    開發軟件的人,都經歷過夜不成眠、食不甘味、如癡如醉的境界。經過千百次的調試和修改,終于在1998年10月第十屆全國殘余應力學術交流會召開之前,完成了我國第一套Windows環境可視化X-射線應力測定程序。在學術交流會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。
                    如果說在這個漫長而艱苦的過程之中還有值得記取的經驗的話,那就是:從最簡單的實例開始學習VC,很快入門;把自己面臨的課題擺出來,用VC“面向對象”的思想方法,確定幾個主要界面的內容和式樣,安排各界面之間的轉換關系,設計各種對話框、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;然后針對這套方案,沿著這個框圖所指向的路徑,有針對性地深入學習VC,有目標地汲取有用信息,融會貫通,為我所用;一旦有了新的發現,再用它來修正、提升原有的方案;在走不通的時候,大膽暢想,多路選擇,反復試驗,不怕失敗。按照這樣的路線,摸著石頭過河,在幾個月的時間里,邊學邊干,還算比較順利地到達彼岸,避開了許多暗礁和彎路。
                    X-350A型的應用效果
                    X-350A型研發完成之后,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材料學院楊于興,他們都是X射線應力的專家,對這種儀器全新的構思和優異的功能給予贊賞,并立即利用它展開課題研究。2000年,經過改進、第二批投產的X-350A型儀器在第11屆全國會議(紹興)上亮相,接受觀摩和品評,專家和與會代表給予極大的鼓勵。后來的用戶在軸承和齒輪的應力和殘奧測定,大型鋼結構現場測試,以及奧氏體鋼、鋁合金、高溫合金、鈦合金、硬質合金等等材料的測試中都做出很好的成果。我們也使用這種儀器承接了各種材料的測試任務,還將之攜帶到水電金屬結構現場,甚至在條件比較惡劣的環境里進行測試。
                    截至目前,X-350A型儀器已銷售近70臺。比較著名的客戶包括清華大學、上海交大、西安交大、北京理工大學、華中科技大學、北京科技大學、華南理工大學、武漢理工大學、中國科學院力學研究所、中國原子能科學研究院、上海材料研究所、上海寶鋼、德陽中國二重、哈爾濱汽輪機廠等等。
                    實踐證明這種儀器確實具有如下特性:
                    1、 直接實現側傾固定Ψ法,吸收因子恒等于1,不論衍射峰是否漫散,它的背底都不會傾斜,峰形基本對稱,而且在材料無織構的情況下峰形及強度不隨ψ角的改變而變化。顯然這個特點對提高測量精度是十分有利的。例如采用CrKβ輻射測定奧氏體鋼的(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,背底越來越傾斜,甚至出現高角背底接近或高于衍射峰的情況。導致定峰十分困難,F在采用側傾固定Ψ法,盡管峰背比依然不高,但是背底基本平直,峰形對稱,定峰不再有如上困難,應力測定的可信度大為提高。
                    2、在側傾法的情況下,2θ角和Ψ角在兩個相互垂直的平面內,這兩個角度在空間上不會發生沖突。測定應力既可以使用較高的2θ角,有必要、有可能的時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型應用于鋁合金應力測定,可以選取的衍射峰有:
                    CrKα輻射  (222)晶面   2θ=156.7º    K=-92 MPa/deg
                    CrKα輻射  (311)晶面   2θ=139.5º    K=-162 MPa/deg
                    鋁合金材料如果存在一定程度的織構,由于多重性因子的關系,(222)晶面織構表現較強,對應力測試不利;而(311)晶面織構相對較弱,測試效果要好一些。上海航海儀器總廠使用X-350A型應力儀,利用(311)晶面測試鋁合金陀螺殘余應力,所得數據準確可靠,成為該產品日常檢驗的不可缺少的手段。眾所周知,在同傾法的條件下,因為空間的限制,一般2θ角最低設為140°,顯然無法利用(311)面的139.5°衍射峰。
                    鈦合金在航空航天機械方面應用越來越多,其殘余應力備受關注。國內外的實踐表明,測試鈦合金最好的選擇是CuKα,(213)晶面的139°衍射峰。顯然采用側傾法放寬2θ低角范圍才能做到。如果勉強采用同傾法,只有縮小Ψ取值范圍,而這樣做對測應力測試是不利的。
                    金剛石:CrKα輻射,(220)晶面 ,2θ=130º,K=-3374 MPa/deg
                    硬質合金WC相:CrKα輻射,(220)晶面 ,2θ=124.5º,K=-2112 MPa/deg
              這些未必是最佳配伍選擇,但是在實際測試中得到應用,效果尚好。
                    3、X射線應力分析儀屬X射線衍射裝置,一般都可以用來測定殘余奧氏體含量。但是其它同類儀器由于2θ范圍有限,為了測定殘余奧氏體含量,需要在測試過程中人工移動探測器的位置,這樣才能測得角度相差很遠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程中可以得到αFe(211) 、γFe(220)兩個完整的衍射峰,測試更加方便、快捷、準確。而且兩個峰可以分別設定掃描范圍、步距和計數時間,在計算程序中考慮了這些因素。針對含量較低的情況,可以專門對它的衍射峰設定參數,縮小掃描范圍,減小掃描步距、延長計數時間,這樣可以得到有足夠強度的起伏波動較小的衍射峰,顯著提高測量精度。兩個峰之間的無峰區間可以快速通過,以便節省時間提高工效。還可以針對同一測試點取不同的Φ角、Ψ角進行測定,以便探測織構的影響。必要時,可以做到殘奧含量和殘余應力同時測定,亦即一次測量得到殘奧含量和殘余應力兩項數據。這些都是本儀器獨有的功能,對于各種實體工件來說,具有極其可貴的實用價值。
                    4、 由于X-350A型的測角儀雖然以側傾固定Ψ法為主要特征,結構卻并不龐雜,仍然比較簡潔,高壓電源箱和控制箱也很輕便,所以可以攜帶到現場進行測試。上海交大、水利部金屬結構質檢中心、哈爾濱汽輪機廠等等單位都使用這種儀器經常在各種復雜環境里進行殘余應力測試。

                    專利和技術鑒定
                    1998年,新型X-350A X射線應力分析系統以其新穎而簡潔的設計實現理想的測量方法,在國內外同類儀器當中顯現突出的先進性、獨創性和實用性,獲得國家專利(ZL 專利號:98244375.7)。
                    2002年12月10日,在武漢通過了由河北省科學技術廳組織的鑒定。鑒定委員會由出席第12屆全國殘余應力學術交流會王仁智、胡奈賽、李家寶等、李福林、姜傳海等9名專家組成。鑒定結論指出,該儀器的獨創性和先進性在于以θ-θ掃描Ψ測角儀為主要特征,實現理想的測量方法,同時具備結構簡潔輕便靈活的特點,既適于實驗研究工作,又適于大型工件的現場測試。整機采用PC微電腦控制,Windows環境,界面友好,操作方便。專家們一致認為,該產品與國外同類先進儀器相比,雖然未采用先進的固態線陣探測器,但就其功能和實用性而言,達到了國際先進水平。
                    鑒定結論中還指出,殘余應力測試在各種機械零(構)件和機械工程的質量控制、壽命評估、安全考核方面有著重要作用;特別是加入世貿組織以來,為了與國際接軌,在很多行業已成必需的檢驗和控制手段。因此,X射線應力測定儀的推廣應用,必將帶來巨大的經濟效益和社會效益。有鑒于此,建議將該儀器投入批量生產。
                    改進與升級
                    自X-350A初步成型至今經歷了15個春秋,投產12個批次,其間有過幾度重要的改進和升級。
                    首先在測角儀的機械設計和制造工藝方面逐步完善,使其在傳動流暢性、可調整易操作性和機械精度穩定性等方面更加成熟,外觀質量更加精良,傳動鋼帶的使用壽命更長。
                    第二,在測量功能方面,適應用戶的特殊要求,特制加寬2θ的測角儀(2θ范圍45°~170°),以便實現利用多對衍射峰測定鋼中殘奧含量;與北冶功能材料研究院合作,利用加寬2θ的測角儀,并且配置旋轉工作臺,增加Φ角轉動,開發出測定材料晶體學織構的功能,在實際應用中獲得優異成果;在此基礎上,與上海交大材料學院姜傳海教授合作,又成功開發出測定單晶應力的程序。
                    第三,2007年與中科院上海應用物理研究所合作研發的新型高壓電源,取消了高壓油箱,減輕重量,性能更加穩定,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擔。
                    第四,通過軟硬件的研發和優化,使儀器的測量過程通過上、下位機通訊方式來完成,顯著提高了過程的流暢性、可靠性和抗干擾能力。近期又實現了X射線管電壓電流的全自動預熱和升降,使測量操作簡便而高效,還可以做到遠程操作,方便于大型工件的現場測試。


               
                    在科學技術飛速發展的今天,我們清醒地知道,以當代探測器的進步來考量,X-350A型不是最先進的。但是我們的思路基于國內廣大用戶的實際情況和客觀需求。在殘余應力尚未普遍成為質量檢驗手段,大多數單位應力測試任務并不飽滿、儀器空閑率相對較高的情況下,測試速度并非亟待解決的關鍵問題。功能好,性價比優越,適用性強,操作簡便才是最主要的。作為應力儀,能夠方便準確地測定殘奧,必要時可以同時測定應力和殘奧,這對于軸承、齒輪等等很多行業都是非常實用的功能。從另一角度來說,如果采用線陣探測器,測量方法只能是固定Ψ0法,而不可能實現固定Ψ法;須知在應力測定當中針對固定的晶面法線尋峰(固定Ψ法),比起在尋峰過程中再確定晶面法線(固定Ψ0法),物理意義有明顯區別,顯然前者更正確,更有實際意義,而且對于諸多材料而言效果更好。事實證明,側傾固定Ψ法是最理想的測量方法的結論是應該倡導和堅持實行的。
                    今后我們將尋求新型關鍵器件為我所用,弘揚自身的優勢,從測試方法和測角儀結構方面再創新,以功能更好、測試快捷的應力儀面世。

              開拓市場之路
              ——用真誠、實力和服務敲開客戶大門

                    朋友常批評我們抱定“好酒不怕巷子深”的理念,市場營銷工作十分欠缺;我們接受這個批評,今后一定在這方面多下功夫。但是,我們已經做出的努力也是值得記取并發揚的。下面列舉若干事例。
                    付出真誠同寶鋼建立起的友誼與合作是我們的榮耀
                    2003年上海寶鋼設備檢測公司當時的一位負責同志打電話來,說他在咨詢殘余應力問題的時候,浙江大學和上海材料研究所兩單位的專家不約而同地介紹到呂克茂和邯鄲愛斯特公司。無疑這個消息使我們感到鼓舞。隨即給他提供一些參考資料,特別是當時印發的產品樣本,使用最為通俗的語言和示意圖解釋了儀器測量原理,他看后高興地表示,盡管存在專業隔閡,他還是看明白了。這應該說是一個良好的開端。然而接下來的進程卻是漫長而曲折的。
                    2004年4月寶鋼的寬厚板軋機牌坊底座因為存在鑄造缺陷,采用大量的堆焊進行修補,因此十分關注焊接殘余應力。寶鋼檢測公司邀請我們帶儀器到現場對牌坊底座進行測試,F場條件極其惡劣,被測部位空間狹小,管道縱橫,油污遍布。我們的同志在這樣的環境里翻上爬下,還不得不承受著輻射,認認真真地完成了測試任務。雖然寶鋼支付了一定的費用,但我們卻把這項任務當成售前服務,以艱苦的勞作和可靠的測試結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沖撞了西氣東輸的管道。工程業主單位委托上海寶鋼檢測公司對管道受損處進行檢測和評定。檢測公司負責同志要求我們帶儀器到現場測試管道殘余應力狀態。當時我公司主要負責人正患重感冒,可是工程進度不允許拖延,檢測公司負責同志說這正是對我們應變能力的考驗。面對這樣的情況,我們沒有猶豫,當即應戰。遂約請社區診所的醫生一起奔赴上海,在臥鋪車廂和賓館里掛吊針。到達野外現場時,正值寒風凜冽,看到等待檢測的管道在幾米深的黑色泥土大坑中。我方人員毫不猶豫地立即下坑,熟練地迅速營造一個方便于工作的小環境,架設儀器,投入緊張的測試工作,當晚順利完成測試任務。
                   2005年9月,寬厚板軋機牌坊需要進行殘余應力狀態復查,又邀請我們帶儀器前往。這次除了原有的環境條件以外,又加上氣溫高、濕度大,蚊蟲肆虐,而且在相當于三層樓高的軋機上方同時進行其它施工作業,不斷有水滴、油滴落下,和操作人員的汗水交融,個個滿身濕透。更危險的是偶爾還有螺釘螺帽從上方施工人員手中落下,我們的儀器機箱曾被砸出凹坑。就在這種條件下,測試工作持續到凌晨兩點才結束。
                    至此,我們得到了寶鋼檢測公司領導和工程技術人員的完全信任,彼此建立了深厚友誼。終于在2005年11月雙方簽立購買X射線應力測定儀的合同,2006年4月交貨。
                    回顧這一段經歷,在這一次次艱苦的售前服務中,我們經受了考驗和鍛煉,增長了見識,積累了經驗。在后來的歲月里我們越來越清晰地認識到,經歷就是財富,知識就是力量,在這個過程中學到的東西將使我們長久受益;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,永遠激勵著我們前進。
                    后來,在寶鋼檢測公司的現場測試工作中,我們也時常給予大力協助和支持。我公司產品有了新的重要改進的時候,及時對寶鋼現有儀器提供升級改造服務。寶鋼的研究和應用成果為推進整個殘余應力事業的進展做出了重要貢獻。
                     依靠技術實力和成功的現場測試在德陽二重招標項目中獲勝
                    2009年中國二重(德陽)與德國合作承接了三峽大壩升船機大齒條的生產任務。齒條總長800米,寬800mm,厚350mm;分段制造,每段長8米?梢韵胍娙绱司薮、擔負如此重任的齒條,確保它的內在質量是至關重要的課題。他們在試驗件的制造過程中發現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射線應力測定儀檢測經過某些重要工藝過程之后齒根齒面的殘余應力和殘余奧氏體含量,以此作為控制和檢驗齒條質量的手段。  2010年3月二重啟動國際招標,選購適用的X射線應力測定儀。但是在開標之后,買方遲遲不能確定哪家的產品能夠真正滿足他們的要求。
                    這種齒條的齒型是二重生產歷史中空前巨大的,全齒高超過140mm,換句話說,需要測試的齒根部位距齒頂很深,F有幾種在我國推銷的國外X射線應力儀均突出了小型化的特點,其測角儀圓半徑都很小,X射線的照射點無法達到齒根;再者,他們小型化的測角儀還沒有小到能夠安置在兩齒之間的空間對齒根進行測試的程度。所以在這樣的大齒條面前,外國儀器只好宣告束手無策了。 
                    面對這樣的情況,國產儀器卻顯現出獨到的功能。愛斯特公司生產的X-350AL型同傾測角儀圓半徑為160mm,以此為基礎條件,再加上測試方法的巧妙改革,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,動手改造測角儀,編寫控制程序,又按照圖紙制作一個二重大齒條模型。4月22日邀請二重此項目的技術負責人來邯鄲一起進行模擬測試。試驗成功之后,得到二重有關方面的應允,2010年6月初我公司發運整套儀器到德陽,主要負責人帶領年輕同志在二重車間對大齒條試驗件進行了現場測試,證實這套設備確實能夠解決大齒條齒根應力測定問題,也能對齒面進行測試。同時,還應二重方面要求測試了他們生產的風電增速齒輪、齒輪軸、大齒圈的齒根齒面應力,以及他們采用的日本進口大型軸承套圈的殘余應力。在所有的現場測試都獲得成功,并得到二重鑄鍛所的認可之后,確認我方中標,帶來的設備當即驗收,簽訂技術協議書和商務合同。
                    二重鑄鍛所王慶光高級工程師在材料、工藝和殘余應力方面均有很深造詣。這臺儀器在他手里如魚得水,更加出彩。為期不長,王工便做出卓著成果,為企業重點產品的工藝和質量控制提供了最佳方案。由于中國二重成功地將國產X-350A型X射線應力測定儀用于風電齒輪應力和殘奧測定,在風電設備制造行業引起了連鎖反應。常州天山重工機械有限公司在詳細了解二重現場測試情況之后,也決定購買這種設備。 2011年3月20日交貨,投入使用。三一重工(北京)通過公開招標確定購買這種設備,合同已經簽立,即將供貨;二重的現場測試效果在三一集團決策中起到關鍵作用。最近太原重機齒輪分廠和我們做殘余應力技術交流,他們也非常重視二重的應用成果。

                    無錫葉片廠的嚴格考驗
                    早在1993年哈爾濱汽輪機廠莊同信同志曾攜帶BX85型應力儀到無錫的葉片生產廠家,測定葉片經不同熱處理工藝之后的殘余應力,取得了有價值的結果,從而解決了哈汽葉片加工之后發現的變形問題。1996年我們也曾去無錫葉片廠了解他們對于殘余應力技術的需求。
                    然而,正式的技術交流直到2010年11月9日才在無錫透平葉片廠技術中心舉行。我們講解的內容首先是殘余應力基本知識,特別是殘余應力對葉片變形、葉片疲勞壽命的影響;接著解釋了X射線應力測定原理,說明X射線應力測定的可靠性;最后在參觀各種不同材質不同形狀尺寸的葉片產品之后,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試各種葉片不同位置不同方向應力。其間回答了對方技術人員的諸多提問,技術交流達到了客戶滿意。
                    11月25日無錫透平葉片廠購買應力儀的項目在南京開標。
                    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型儀器進行實際測試;其間產生一些疑問,要求我方作出合理解釋。為此,12月20日我公司主要技術負責人和葉片廠中心實驗室主任同去上海交大做實驗。帶來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儀器和國產X-350A型儀器上進行測試,然后進行比較。馬氏體鋼和鈦合金的對比試驗得到了基本滿意的結果,而高溫合金的應力值存在一些差別,主要是因為選用的輻射線和晶面不同所致。為了弄清這個問題,無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試,其結果與上次加拿大proto儀器的測試結果接近一致。綜合歸納在上海和邯鄲的實驗結果,葉片廠調研人員寫出詳盡的實驗報告,取得廠技術中心的認可。
                    2011年3月趁著我們在常州天山重工公司交機的機會,無錫透平葉片廠中心實驗室人員帶來鈦合金噴丸試樣、馬氏體噴丸試樣和一個焊接試樣來做測試,再次考察儀器,體驗儀器操作。
                    經過詳盡的技術交流,招標投標,認真的對比試驗和實測體驗之后, 4月12日終于在無錫葉片廠的新址簽訂技術協議書和商務合同,8月儀器在新實驗室安裝調試投入使用。
                    拓展功能開辟新的應用領域
                    中航工業貴州新藝機械廠的朱明,最早2001年與我公司主要負責人相約北京,因為在他所關注的諸多技術問題上談得投機,雙方就此建立了友誼。在接下來的幾年中,為了解決新藝廠的關鍵技術問題,朱明多次來到邯鄲,或測試殘余應力,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會多次到新藝廠觀摩交流。我們知道,單晶葉片因其具有優異的性能而應用前景廣闊,但是對其晶體取向必須有嚴格的要求。為了利用X-350A型儀器測定晶體取向,2008年我們依據X射線晶體學知識,設計實施方案,制作工裝,編制控制程序;經過一個時期的試驗和不斷完善的過程,終于有了可喜成果。在此之后,我應邀到貴州新藝廠就晶體定向問題作專題技術交流。由于新藝廠的負責同志對此表現出特別濃厚的興趣,我們的講解內容隨之循序漸進,不斷深入,而又注重淺出,用動畫式的幻燈片把晶體學基本知識和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型測定晶體取向的方案獲得認可,隨后雙方簽立了技術協議書。2010年9月我們為新藝提供了一臺配置兩種旋轉工作臺和四套專用程序的X-350A45170型儀器,并定名為X射線晶體取向測定儀。兩年多以來,這臺儀器在新藝廠測定殘余應力、測定殘奧和晶體取向方面發揮了重要作用,在航空工業領域,他們的工作具有示范作用。
                    開拓市場之路小結
                    開拓市場之路是艱難而漫長的,但是回頭看來也有閃耀光輝之處,值得記取和弘揚。歸結而言,第一是敬業精神,奉獻精神,付出真誠。處處替用戶著想,讓用戶滿意,有利于用戶取得成果產生效益,這樣才能取得用戶的信任,進而建立友誼與合作;第二是知識和技術實力。為此要不斷加強自己的專業知識,遇事向專家請教,注重在測試服務中積累經驗,在與客戶交往中汲取知識,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;這樣才有持續開拓市場的的后勁。

              在宏偉藍圖上抹上一筆
              ——投身水電金屬結構殘余應力測試

                    人在中年時期,老同學來信勉勵,要在宏偉的四化藍圖上抹上有價值的幾筆。這句話多年以來一直銘記在心,也常在愛斯特團隊里流傳。如果能有機會融入國家建設的洪流,哪怕在其中發揮一點微不足道的作用,也會感到自豪。
                    便攜式應力儀的研發和早期現場測試經歷
                    我們從上世紀八十年代,作為國家六五科技攻關項目,研發BX85型便攜式X射線應力儀的時候,即著手考慮如何應用于大型工件現場測試。從1986年至1992年,曾使用BX85型儀器先后在北京良鄉電力修造廠測試大型發電機轉子,在鄭州測試海上石油平臺管接頭,在太原重型機器廠測試大型挖掘機斗桿,在山西永濟鐵道部電機工廠測試電機外殼,在昆明鋼廠測試轉爐托圈,在本溪二煉測試轉爐托圈,在大連理工大學測試核工業設備不銹鋼床身,在包頭測試發電廠高壓包下降管。1992年應邀到山西長治航天部清華機械廠測試發射架及底座振動時效前后的殘余應力;這項工作后來在1996、1997年又作為生產的重要環節一再開展,由我們作技術支持。
                    1993年春,寧波北侖港發電廠發生爆炸,西安交大材料強度研究所承擔事故分析課題。交大的何家文老師給與我們參與該項目殘余應力測試的機會,我們攜帶BX85型儀器到達現場,與交大徐可為一起,在60米高處測定高壓汽包的殘余應力,為事故分析和事故發生后現存設備的安全分析提供重要數據。
                    愛斯特成立之后研發的X-300型又進一步輕便化。1995年協助我們的客戶鄭州水工機械研究所,到北京十三嶺水庫抽水蓄能電站施工現場,測試大型鋼管的焊接殘余應力。難忘的是,我們的同志和用戶技術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。
                    四川二灘水電站轉輪應力測試
                    人們常說機遇總是留給有準備的人的;但是我們要強調,機遇往往是可遇而不可求的,為我們提供良機和展示平臺的人讓我們永遠不會忘懷。1998年浙江大學鐘秉章教授通過杭州的王樹義(1996年參加過建德的第9次全國會議)找到了我們,提出與我們合作測試二灘水電站轉輪的殘余應力。當時這個工程聞名全國,能夠參與這個工程的檢測當然是莫大的榮幸。
                    從加拿大GE公司進口的單機容量為55萬千瓦的機組,因軸流式水輪機的轉輪尺寸特大而無法整體運輸,只能分片發貨到四川攀枝花。到廠房裝配間后,現場焊接上冠、下環和各個葉片。焊接工作按照加拿大GE公司的焊接工藝要求和專家的現場指導意見進行,焊后作了外形精加工,然后作檢驗測量,結果達到了圖樣要求。然而置放數日之后,在水輪機轉輪安裝前他們又一次測量轉輪各部尺寸,驚訝地發現徑向偏差增大,一時找不到原因。為此工程監理負責人求教于浙大鐘秉章教授,鐘教授告訴他這是焊接殘余應力自然釋放所致,并且告知檢測轉輪焊接應力可行的、可靠的手段只能是X射線衍射法。后來工程業主、監理和加拿大GE公司達成一致意見,約請鐘教授,聯合邯鄲愛斯特合作擔當轉輪測試任務。1998年5至6月,我們三次進入二灘水電站開展測試工作。

                    水電站位于大壩左岸大山肚子里,從駐地到現場,汽車盤旋于懸崖峭壁和峽谷河流之間,要行走一兩個小時。施工現場極其宏偉而壯觀,也極其浩繁而龐雜,噪聲粉塵污染極重。在這樣的環境里進行應力測試,條件相當艱苦,任務十分艱巨,同時也深感責任重大,心情激越而沉重。當時使用的是經過改造的X-300型儀器。連續奮戰幾個白天和晚上,得出的數據果然不出所料,焊接殘余應力甚高,有些已接近該鋼材的屈服強度。后來施工方采取履帶式局部加熱保溫的辦法消除應力,在這之后測試結果表明,焊縫區應力確實有很明顯的變化,但是數值很大的壓應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起伏較大的應力分布。我們分析,葉片上中部垂直于焊縫方向檢測到的過大的壓應力,是特定的局部熱處理方式和上冠熱裝卡栓、剛性下環共同作用的結果。這樣的壓應力必定有相應的拉應力與之相平衡,只是因為空間條件的限制而未檢測到可能出現較大拉應力的位置而已。我們向業主、監理和GE公司代表報告了測試結果,并且指出,轉輪各處極不均勻的應力,在運行過程中自然會逐步松弛,但是必然以產生永久變形為代價;而轉輪的變形可能導致葉片之間迷宮間隙發生變化,破壞原有的動平衡狀態,勢必在運行過程中引起附加振動;顯然,這些因素有損于轉輪的壽命,我們預料機組運行一段時間后發生裂紋的危險性很大。幾天以后GE公司從加拿大傳來回復意見,對測試方法和結果沒有異議,但否定了關于危險性的分析。最終,在二灘發電之后,在各臺機組的水輪機轉輪葉片與上冠、葉片與下環焊接處,果然先后出現了裂紋。鐵的事實驗證了當初我們的預測。

                    云南大朝山水電站轉輪測試
                    二灘水電的測試成果進一步提升了鐘教授和愛斯特在水電行業的知名度。三年之后云南大朝山水電站的轉輪也遇到同樣的問題,鐘教授再次把我們推向水電站建設的前線。2001年4月、5月我們兩次到大朝山水電站測試轉輪焊接應力。這次使用的是新型X-350A型儀器。
                    大朝山測量成果表明,下環焊縫應力相對較低,而葉片焊縫存在不容忽視的殘余拉應力;爆炸法處理之后,就現有的測試結果而言,殘余應力得到重新分布,但應力水平未見明顯降低,和應有的消應效果相差甚遠。觀察轉輪爆炸消應處理后的表面,可以發現敷設炸藥的地方留下了大約0 .1~0.2 mm深的凹槽,此凹槽沿焊縫貫通分布,由此可以看到此處產生了較大的塑性變形。這樣大的變形量足以改變原來焊接殘余應力狀態,這是勿庸置疑的。但是,眾所周知,不均勻的塑性變形正是產生殘余應力的根源;這就是說,過強的爆炸力極有可能使焊縫及熱影響區產生了新的較高的殘余應力。轉輪在運行過程中由于高速水流的沖擊作用,葉片承受交變載荷;宏觀殘余應力在釋放之前將作為葉片疲勞過程中的平均應力的一部分而起作用。殘余拉應力會促進疲勞裂紋的萌生,加快疲勞裂紋的擴展。固然,在日后的運轉過程中,殘余應力自然會逐步釋放,但是由此引起的的變形會加劇轉輪的附加振動。

                    建議改進葉片焊接工藝,以降低葉片焊縫殘余應力。目前廠家采用的在焊接過程中用風鎬充分錘打焊縫的工藝措施,可以防止焊接熱裂紋產生,但無法保證焊接殘余應力降低到安全應力水平以下,更無法保證轉輪長期安全運行;如果今后還需要采取爆炸法消除應力,建議研究爆炸法消除應力的機理和效果,測定不同爆炸工藝條件下,構件表面應力狀態和應力沿層深分布規律,并采用適當手段觀察爆炸壓痕區及其周邊區域組織結構的變化,以便選擇合理的爆炸工藝消除殘余應力;另外,建議考慮采用其它較為成熟的措施消除轉輪殘余應力,例如振動時效。振動法不會造成明顯的外在形變,只在工件內部調整應力,而且可以根據應力測試結果,有限制地反復調整振動工藝,求得最佳消除應力效果。當然,如果振動工藝控制不當,過高的振動周次和過高的激振應力都會消耗構件的疲勞儲備。

                    貴州引子渡水電站壓力鋼管測試
                    2003年4月水利部一個在杭州的研究所約請我們到貴州引子渡水電站測試壓力鋼管焊接殘余應力。這里的現場是另外一種情況,壓力鋼管外部已經填埋,要求測試的部位在管內,人員必須從壓力鋼管Ø450mm的人孔進入,設備則要通過一段30米落差的下降管傳送到測試現場。鋼管內徑約10米,測試部位分布在側面和頂部,施工方為我們準備了腳手架。我們的同志在4米高并不穩固的架板上操作精密儀器已經是前所未有的了,可以想象,登上8、9米高的腳手架,把測角儀倒置,吸附于鋼管內壁的頂部進行測試,這樣更需要克服心理上的恐懼和許多實際困難;經過親身體驗知道了高空應力測定作業確實具有挑戰性和風險性。盡管如此,我們還是如期完成測試任務,提供測試報告,并且從應力腐蝕和流體侵蝕磨損的角度試探性地分析了殘余應力對鋼管壽命的影響,供業主和施工方參考。
                    示范效應和積極影響
                    如上水電行業現場測試工作成果在后來產生了示范效應和積極影響。
                    2006年11月水利部金屬結構質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前后焊接殘余應力檢測任務,讓我們攜帶儀器到現場擔當X射線應力測試工作。為了使測量數據更加可靠,11月15日他們約請殘余應力行業元老之一冉啟芳同來邯鄲,帶來一套四點彎曲加載裝置和電阻應變儀,對同一試樣逐級加載,同步使用電阻應變儀和X射線應力儀測定不同載荷狀態試樣上的應力值。實驗結果非常完美地證實了X射線應力與載荷應力的一致性,達到客戶滿意。11月22日裝載準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場開始對岔管進行測試,至27日完成水壓試驗前的測試任務。12月3日第二次前往張河灣,至9日完成水壓試驗之后的測試。前后兩次測試所得數據完整可靠,規律性好,對水電工程質量的評價具有重要價值。在此期間,我們安排了對質檢中心相關人員的技術培訓,他們基本掌握了測試技術和儀器操作方法。完成張河灣的任務之后,應他們的要求,我們答應將測試所用的這套儀器借給他們,開赴四川執行類似的測試任務。
                    經過這一系列的前期工作,取得可喜成果和效益之后,該質檢中心決定購買儀器。2007年11月初交貨之后,他們立即帶設備再次奔赴四川。從那時到現在,幾年的時間里,他們參與了大名鼎鼎的三峽水利樞紐工程的檢測項目,并在四川錦屏二級電站、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水利水電工程中,承擔鋼管或鋼岔管焊接殘余應力測試工作,為工程的質量監督體系提供重要的數據,同時為本單位掙來豐厚的經濟效益。他們的工作在水利水電行業彰顯了出色的影響力,對其他大型拼焊件的殘余應力測試也具有重要示范作用和參考價值。

              獨具特色的延伸技術服務
              ¬——想用戶所想,急用戶所急

                    我們總是對客戶承諾,除了安裝調試培訓和及時的維修以外,還提供延伸的技術服務,即在用戶的實際工作中,當遇到不同材質、狀態、形狀的被測工件,需要幫助解決有關的測試方法問題的時候,供方將及時提供指導,傳授技術和經驗。當用戶遇到重大的現場測試課題需要協助時,供方將盡最大努力予以支持,可以派員到現場協同工作。如果用戶需要協助對測試結果進行分析,或者進一步考慮改進制造工藝、控制產品質量,我們也會盡力而為,必要時我們可以約請專家會商,或作為課題進行研究。想用戶所想,急用戶所急,往往成為我們日常工作的驅動器。
                    其實如前所述對寶鋼、二重、貴州新藝、水利部質檢中心的售前服務,都可以算作獨具特色的延伸技術服務。下面再列舉幾個事例:
                    編制分峰程序解決武鋼軋輥的殘奧測定問題
                    武鋼軋輥公司的技術人員早在上世紀80年代就開始調研殘奧和殘余應力測試設備。他們的主要產品是熱軋用的高鉻鑄鐵軋輥。按照行業的經驗來說,這種軋輥的殘奧含量一旦超過5%,在日后使用過程中殘奧轉變會引起輥身斷裂。所以準確測定軋輥殘奧含量一直是他們關注的焦點。眾所周知,高鉻鑄鐵的組織非常復雜,含有大量的、不同種類的碳化物。采用X射線衍射法測定殘奧含量時,往往會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,勢必影響所需衍射峰積分強度的計算,致使無法準確測定殘奧含量。90年代末期我們到該公司作技術交流的時候,曾經提出采用分峰的辦法排除碳化物峰干擾的設想。寄希望于分峰的實現,該公司2001年才與我們簽立了購買儀器的合同,在他們那里稱作殘奧儀。年底為該公司提供了一臺X-350A的儀器,并且配備一臺小型搖臂鉆床機身作為測角儀支架,安裝在軋輥加工車間。實際上交貨的時候提供的程序并不包含分峰程序;在軋輥的實際測試過程中,對高鉻鑄鐵的衍射峰有了感性認識之后,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,第二天把程序裝進儀器進行調試和試驗,發現問題,晚上回來修改程序。如此反反復復,整整花費了兩個星期的時間才完成分峰程序。程序里面包含4種分峰方法,用戶可以根據曲線類型選擇使用,能夠分別或同時消除馬氏體峰和奧氏體峰兩側的干擾峰,在一定的近似程度上得到相對準確的殘奧含量。將得到的殘奧結果用于控制軋輥內在質量,經過相當長時期的跟蹤考察,發現售出的軋輥品質穩定提高,同時也證明了我們編制的分峰程序的相對正確性和可信度。從此這臺儀器成了他們軋輥產品質量控制和檢驗必不可缺少的手段。正因如此,這臺儀器使用8年之后,2009年之秋武鋼軋輥公司又購買了第二臺X-350A型儀器。這臺儀器配置了帶有遙控操作的立式測量架,操作十分方便。整套裝置包括支承軋輥的滾輪座、軸向移動儀器的道軌和小車,還有防護圍欄、操作者臺階等,是軋輥生產現場最完善、堪稱典范的檢測裝置。

                    由于武鋼軋輥的示范作用,后來太鋼的百一、江蘇宜興的共昌、寶鋼常州軋輥、唐山國豐、唐山永豐等等單位都先后購買了這種儀器,應用于軋輥生產。今年元月,本鋼軋輥公司購買這種儀器的招標工作已經完畢,我公司產品中標,6月份交貨。
                    應急張河灣
                    再以水利部質檢中心為例。2007年11月初,他們購買的儀器到貨之后,便馬不停蹄地帶著新設備奔赴四川某水電站。不料就在這個時候,河北省張河灣水電站這邊又提出緊急測試任務。質檢中心負責同志打電話向我們求援,而當時我們手上暫無可用的儀器。情急之下我們出面調來裝甲兵工程學院的儀器,在邯鄲裝配現場使用的輕便裝置,經過調整和試驗之后,11月17日我們和裝甲兵學院、質檢中心人員一起開赴現張河灣,在大山腹中測試壓力鋼管焊接殘余應力。三方人員密切配合,奮戰兩個白天和晚上,順利完成任務。在此,愛斯特與用戶之間相互信賴、親密合作的關系起了至關重要的作用。
                    揚子江曙色
                    2005年我們的客戶武漢理工大學承接南京金陵造船廠的測試任務,要求檢測船艙底部角焊縫殘余應力。眾所周知,角焊縫問題早就提出來了,但是實際的測試工作卻很少見到報道。我們當初研發短陽極X射線管和非對稱測角儀結構,即著重考慮了角焊縫測試的需要。然而好多年過去了,很少遇到真正需要測試角焊縫的項目。因為這次面臨的是前所未有的難題,武漢理工大學邀請我們到造船廠指導測試,我們也特別重視這個機會。中秋節前一天夜晚,我們和武漢理工大學老師一起在船艙底部悶熱難耐、粉塵彌漫、噪聲刺耳的環境里,堅忍不拔,認真細致地徹夜工作。我們測試了角焊縫焊肉中部的橫向應力,以及焊趾和熱影響區的橫向、縱向應力。顯然這些數據是十分珍貴的,這不僅因為工作艱苦,來之不易,更因為這里蘊含著我們多年以來為了解決角焊縫測試問題在硬件、軟件方面所花費的心血。當我們從船艙底部爬上甲板的時候,揚子江曙色正美。

                    出戰泰山腳下
                    山東特檢院的應力儀今年4月份在實驗室交機。7月初,他們承攬了泰安一家石油化工機械公司的304不銹鋼封頭殘余應力測試任務。由于封頭現場測試需要使用立式測量架,而特檢院訂貨的時候沒有考慮到這個附屬設備,于是向我們求援,我們慷慨答應借予。對方派車,裝載著立式測量架,同時我方指派技術人員跟隨,一起前往現場。由于儀器在特檢院使用時間不長,他們尚缺乏現場測試經驗。在我方人員的指導下,順利完成測試任務,為泰安客戶提供極有參考價值的殘余應力分布曲線。
                    渤海遇嚴冬
                    地處渤海灣北岸豐南地區的唐山國豐軋輥公司,2009年購買了一臺X-350A型儀器。12月底我們派人在該公司車間進行安裝調試,并指導他們立即開展軋輥生產環節中殘余應力和殘奧含量的測試。未料20天之后,2010年1月中旬傳來驚人消息,軋輥在回火之后發生斷裂;國豐公司要求我們前往協助進行失效分析。當時正值嚴寒時節,然而因為感受到了事故的沉重分量,便毫不猶豫地立即趕往唐山。我們知道,國豐生產的復合軋輥外層是高鉻鑄鐵,心部是球墨鑄鐵,應該是表面硬度高、耐熱性好而整體又具有較好韌性的熱軋輥;到達現場看到的卻是,一根長約2.5m直徑約800mm的軋輥,竟然像刀切蘿卜一樣斷裂為兩截。在震驚之余,詳細了解了高鉻鑄鐵軋輥鑄造和熱處理工藝,協助他們進行殘余應力和殘奧測試,與公司主管技術人員作詳盡探討分析,并通過電話咨詢有關專家,后來又邀請原邢臺冶金軋輥廠中心實驗室主任齊增生高工參與分析研究。齊增生認為產生斷裂的主要原因,在于軋輥的高溫回火溫度偏高,加熱時間過長,隨后的風吹冷卻效果欠佳。他的解釋是這樣的:軋輥心部的球墨鑄鐵本來應該是高韌性的(組織為牛眼狀鐵素體和珠光體以及球狀石墨),然而在高溫加熱階段,如果溫度達到950-980℃,而且加熱時間較長,則球墨鑄鐵將轉變為奧氏體組織,同時球狀石墨也將發生少量的溶解,致使奧氏體的含碳量將升高,在隨后的冷卻階段便形成了以珠光體為主的強度高而韌性低的球墨鑄鐵。同時軋輥外層高鉻鑄鐵在回火過程中殘余奧氏體轉變形成馬氏體組織,而馬氏體比容大有膨脹趨勢,故而存在可觀的壓應力,與之相平衡,心部的球墨鑄鐵部分必然處于拉應力狀態。在拉應力作用下,已經喪失韌性的心部球鐵組織,不能通過自身韌性產生退讓,從而發生應力型輥身橫裂。這樣的分析得到國豐公司的認可,成為后來改進軋輥熱處理工藝、避免斷輥事故發生的重要參考意見。至此,國豐軋輥的技術服務得到一個完滿的結局,豐南的日日夜夜留下了難忘的記憶。

                    在大山之巔交貨
                    2011年9月,蘭州石油化工機械研究所承接了四川達州天然氣管道的焊接應力檢測任務,然后找我們訂購儀器,技術和商務合同迅速達成。按照客觀情況的要求,直接發貨到達州,然后沿著彎彎曲曲的盤山公路,運抵大山之巔的天然氣田,我們一行三人隨同上山。管道鋪設在隨著山勢開挖的溝槽里。由于山區天氣晴雨易變,工作的時候往往是頭上頂著烈日,腳下淌著泥水。這里沒有電力供應,儀器首次使用現場發電設備供電。按照我們設計的圖紙,事先制作了簡易工裝,儀器的測角儀借助于工裝固定在被測管道之上。在這樣的環境條件下,帶著蘭石所人員,細心地進行測試點的表面處理,調整儀器,有條不紊地逐點測試焊縫焊接應力,得到各個焊口焊接應力的分布曲線。同時給蘭石所的同志講解儀器測量原理和操作方法。在完成一部分測試任務,蘭石所人員掌握測試技術之后我們才分批撤離大山。

              與上海交通大學建立聯合實驗室
              ——搭乘快速提升的電梯

                    上海交通大學楊于興教授是我國X射線應力界元老之一,在測量方法、定峰方法、薄膜應力和其它課題研究中取得了卓越成果。在早期的培訓中,楊老師關于X射線衍射理論的深入淺出的精彩演講給人留下難忘印象。上海交通大學很早就成為華東地區X射線應力的可靠根據地。進入新世紀,姜傳海在上海交通大學材料科學與工程博士后出站,在X射線殘余應力領域做了大量研究,取得令人矚目的成果。2007年我們和姜傳海教授經過充分醞釀協商,確定建立“上海交大-愛斯特公司X射線應力分析聯合實驗室”。我們提供一臺X-350A45170型X射線應力測定儀,并配置旋轉工作臺,安置在交大新址實驗室,供科研和教學使用。雙方約定交大的科研成果通報給我們,并在國內外發表的論文中注明所使用的儀器型號和生產廠家。同時,交大方面將為來滬參訪的我們的客戶提供演示和講解,為華東地區我們的客戶提供技術培訓和咨詢服務。因為姜教授那里云集很多研究課題,帶了很多國內外博士生,所以實驗研究工作如雨后春筍,研究成果枝繁葉茂。關于織構測定和單晶應力測定的研究進一步增強了我們儀器產品的功能。
                    姜傳海利用X射線應力分析儀,通過研究殘余應力和衍射線形的變化,對某些關鍵零部件局部塑性形變及損傷進行科學評價、監測及壽命估算等,解決了我國電站設備、核工業、航空航天、汽車及機車等領域中的重要工程問題。關于這方面的成果具有重大現實意義。
                    所有科研成果對愛斯特的知名度和儀器的信譽度起到一個快速提升的作用。

              以X射線應力技術的傳承為己任
              ——努力做好培訓工作

                    作為X射線衍射法測定殘余應力的初級階段,北京航空材料研究所王仁智1957年和蘇聯專家一起,曾經做過X射線衍射照相法測定殘余應力;60年代冉啟芳在上海材料研究所,何家文在西安交通大學也做過這種方法的試驗,并發表論文予以推介。
                    1967年以后北京機電研究所、中科院金屬研究所、北京621研究所等單位先后引進日本理學株式會社的2902、2903型X射線應力測定儀。1972年北京機電所吳祖垠等幾名有作為的科技工作者成功地研制出第一代國產X射線應力測定儀。第一批樣機的使用者包括西安交通大學,和當時一機部下屬的上海材料研究所、鄭州機械科學研究所、哈爾濱焊接技術研究所、武漢材料保護研究所等單位,至此X射線應力技術的研究在我國真正起步了。
                    殘余應力研究的初期階段重點是X射線應力測定方法研究。在短短的幾年里方法研究取得了可喜成果。北京621研究所王仁智、西安交通大學何家文、中科院金屬研究所李家寶、鄭州機械科學研究所冉啟芳、上海交通大學楊于興、陜西機械學院伍尚禮等等前輩們都作出卓越貢獻,為后來應用研究和測試設備的進展鋪墊了可以遵循的道路。
                    愛斯特主要技術負責人1981年底進入這個領域之后,虛心向前輩們學習X射線應力測定的原理方法、衍射幾何、數據處理等等,同時學習殘余應力的基本知識。由于工作的需要,1983年依據學來的知識,編寫了一本題為《X射線應力測定技術淺說》的資料,作為用戶培訓的初級教材?陀^地說,在上世紀八、九十年代這套油印資料在學校、工廠的新用戶當中發揮了一定的作用。后來,隨著應力儀的銷售,對每一家用戶我們都會進行上門安裝調試和技術培訓。由于長年累月地不斷學習,積累知識,講課內容也逐步深入,不斷擴充。
                    自從開始使用電腦,便抓緊時機學習幻燈片制作。2000年推出第一批演示文稿,隨后不斷補充完善。充分利用PowerPoint提供的功能,把需要講解和圖示的內容形象化地、動畫式地演示出來,使得一些基礎物理知識、測量原理和方法、定峰方法、復雜的角度關系和測角儀的動作等等都變得通俗易懂。在介紹殘余應力作用的幻燈片里,編入許多親身經歷的案例,以當時拍攝的圖片加以說明,顯得真切而生動。十幾年以來,所有這些課件,在給每個用戶作技術培訓的時候,有選擇有重點地加以介紹,在廣大用戶當中收到良好效果。正因這樣的機緣,在本領域第一代專家年事漸高,學術活動處于承前啟后的時期,我們就自覺地以傳承這門技術為己任。從2002年在武漢召開的第12屆會議開始,歷屆全國殘余應力會議日程里都會安排基礎知識培訓。我們在培訓中將這些課件作詳細講解,受到會議代表的普遍贊譽。
                    2004年建立網站www.fannylamouroux.com,在學術園地欄目中對殘余應力基本知識和X射線應力測定技術做了比較系統而又通俗的介紹。同時開辟學術論壇欄目,作為溝通交流的平臺。網站歷年來都有所更新。2009年以來,我們先后接納近百名關注殘余應力的客戶和在讀的博士碩士為QQ好友,其中還有不少使用進口設備的同仁,經常利文字、圖片,甚至視頻,盡力回答他們提出的各種問題,介紹測試技術和實踐經驗。所有參與“聊天”的人都感覺收獲頗豐。在我們看來,大家都做出了成果,整個行業進步了,發展了, 我們公司自然會受益。
                    2007年《理化檢驗 物理分冊》編輯部接受我們的建議,開辟殘余應力基本知識專題講座。我們約請本學術領域專家王仁智、張定銓、冉啟芳、鄭文龍等撰寫文章,就殘余應力的基本知識、X射線應力測量原理、殘余應力和材料疲勞強度的關系、殘余應力與應力腐蝕的關系等問題作權威闡述,我們則著重講解X射線應力測定方法以及其有關的技術和設備問題。此外還包括印兵勝等人編寫的機械法測定殘余應力的原理和方法。從第4期連載至第12期,共計10講。此后我們把這個講座的全部內容匯編成教材,并配發附錄。附錄內容包括必要的X射線衍射預備知識,殘余奧氏體含量測定原理和方法,若干常見材料的X射線應力測定實例,殘奧測定實例等等。2011年編印時又收入王仁智、姜傳海教授的最新研究成果。所以這本教材內容的權威性和實用性是不言而喻的。在歷屆全國會議上我們將它免費提供給與會代表。反饋的信息表明教材起到了預期的作用,甚至成為本行業一些年輕同志信賴的手冊性讀物。
                    今后我們將繼續擔負傳承X射線應力技術的使命。為此必須加強學習,不斷更新知識,與時俱進。培訓的內容應當與科學研究課題的需求、儀器功能的進展相匹配。

              結語
              ——沒有碌碌無為,也不可沾沾自喜

                    回顧20年的歷程,沒有騰飛,沒有巨變,也沒有輝煌成就,愛斯特依舊是一個科技型小企業。但是我們為殘余應力事業付出了真誠,發揮了自己的專長和能動性,有所創造,有所進步,做出了力所能及的貢獻,同時愛斯特自身也在這個過程中成長起來。因此我們可以說不因虛度年華而悔恨,也不因過去的碌碌無為而羞愧。在創業、創新、開拓、服務等等方面積累的經驗是寶貴的,可供后來者借鑒。
                    展望未來,科學技術在飛速發展,一方面材料科學、機械科學和機械制造業對于殘余應力的研究和應用不斷深化,提出越來越高的要求,另一方面國外同行紛紛以最先進的技術武裝自己的產品,使儀器的功能和品質不斷提高。我們怎么辦?這是必須認真對待的問題。想到此,責任感和危機感油然而生。絕不能沾沾自喜于過去的一孔之見,絕不能守著小小的功勞簿得意洋洋。我們應該清醒地認清形勢,盡快做好公司梯隊建設,吸納優秀人才,引入先進技術,展開新一輪創新,迎頭趕上時代步伐。