Di ZHHIMG®, kami pakar dalam pembuatan komponen granit dengan ketepatan nanometer. Tetapi ketepatan sebenar melangkaui toleransi pembuatan awal; ia merangkumi integriti struktur jangka panjang dan ketahanan bahan itu sendiri. Granit, sama ada digunakan dalam pangkalan mesin ketepatan atau pembinaan berskala besar, mudah terdedah kepada kecacatan dalaman seperti retakan mikro dan lompang. Ketidaksempurnaan ini, digabungkan dengan tekanan haba persekitaran, secara langsung menentukan jangka hayat dan keselamatan komponen.
Ini memerlukan penilaian lanjutan dan bukan invasif. Pengimejan Inframerah Terma (IR) telah muncul sebagai kaedah Ujian Tanpa Musnah (NDT) yang penting untuk granit, menyediakan cara yang pantas dan tanpa sentuhan untuk menilai kesihatan dalamannya. Digandingkan dengan Analisis Taburan Terma-Tekanan, kita boleh bergerak melangkaui sekadar mencari kecacatan kepada benar-benar memahami kesannya terhadap kestabilan struktur.
Sains Melihat Haba: Prinsip Pengimejan IR
Pengimejan IR terma berfungsi dengan menangkap tenaga inframerah yang dipancarkan dari permukaan granit dan menterjemahkannya ke dalam peta suhu. Taburan suhu ini secara tidak langsung mendedahkan sifat termofizik yang mendasarinya.
Prinsipnya mudah: kecacatan dalaman bertindak sebagai anomali terma. Retakan atau lompang, sebagai contoh, menghalang aliran haba, menyebabkan perbezaan suhu yang dapat dikesan daripada bahan bunyi di sekeliling. Retakan mungkin kelihatan sebagai jalur yang lebih sejuk (menyekat aliran haba), manakala kawasan yang sangat berliang, disebabkan oleh perbezaan dalam kapasiti haba, mungkin menunjukkan titik panas setempat.
Berbanding dengan teknik NDT konvensional seperti pemeriksaan ultrasonik atau sinar-X, pengimejan IR menawarkan kelebihan yang ketara:
- Pengimbasan Kawasan Besar yang Pantas: Satu imej boleh meliputi beberapa meter persegi, menjadikannya sesuai untuk penyaringan pantas komponen granit berskala besar, seperti rasuk jambatan atau katil mesin.
- Tanpa Sentuhan dan Tanpa Musnah: Kaedah ini tidak memerlukan gandingan fizikal atau medium sentuhan, memastikan kerosakan sekunder sifar pada permukaan asli komponen.
- Pemantauan Dinamik: Ia membolehkan penangkapan proses perubahan suhu dalam masa nyata, penting untuk mengenal pasti kecacatan yang berpotensi disebabkan oleh haba semasa ia berkembang.
Membuka Kunci Mekanisme: Teori Termo-Tekanan
Komponen granit pasti akan mengalami tekanan haba dalaman disebabkan oleh turun naik suhu ambien atau beban luaran. Ini dikawal oleh prinsip termoelastik:
- Ketidakpadanan Pengembangan Terma: Granit ialah batu komposit. Fasa mineral dalaman (seperti feldspar dan kuarza) mempunyai pekali pengembangan terma yang berbeza. Apabila suhu berubah, ketidakpadanan ini membawa kepada pengembangan yang tidak seragam, mewujudkan zon tegasan tegangan atau mampatan yang tertumpu.
- Kesan Kekangan Kecacatan: Kecacatan seperti retakan atau liang pori secara semulajadinya mengekang pembebasan tegasan setempat, menyebabkan kepekatan tegasan tinggi dalam bahan bersebelahan. Ini bertindak sebagai pemecut untuk perambatan retakan.
Simulasi berangka, seperti Analisis Unsur Terhingga (FEA), adalah penting untuk mengukur risiko ini. Contohnya, di bawah ayunan suhu kitaran 20°C (seperti kitaran siang/malam biasa), papak granit yang mengandungi retakan menegak boleh mengalami tegasan tegangan permukaan yang mencapai 15 MPa. Memandangkan kekuatan tegangan granit selalunya kurang daripada 10 MPa, kepekatan tegasan ini boleh menyebabkan retakan membesar dari semasa ke semasa, yang membawa kepada degradasi struktur.
Kejuruteraan dalam Tindakan: Satu Kajian Kes dalam Pemeliharaan
Dalam projek pemulihan baru-baru ini yang melibatkan tiang granit purba, pengimejan IR terma berjaya mengenal pasti jalur sejuk anulus yang tidak dijangka di bahagian tengah. Penggerudian berikutnya mengesahkan anomali ini merupakan retakan mendatar dalaman.
Pemodelan terma-tegasan selanjutnya telah dimulakan. Simulasi mendedahkan bahawa tegasan tegangan puncak dalam retakan semasa kepanasan musim panas mencapai 12 MPa, yang melebihi had bahan secara berbahaya. Pemulihan yang diperlukan ialah suntikan resin epoksi jitu untuk menstabilkan struktur. Pemeriksaan IR selepas pembaikan mengesahkan medan suhu yang jauh lebih seragam, dan simulasi tegasan mengesahkan bahawa tegasan haba telah dikurangkan kepada ambang selamat (di bawah 5 MPa).
Horizon Pemantauan Kesihatan Lanjutan
Pengimejan IR terma, digabungkan dengan analisis tekanan yang teliti, menyediakan laluan teknikal yang cekap dan andal untuk Pemantauan Kesihatan Struktur (SHM) infrastruktur granit kritikal.
Masa depan metodologi ini menunjukkan ke arah kebolehpercayaan dan automasi yang dipertingkatkan:
- Gabungan Berbilang Modal: Menggabungkan data IR dengan ujian ultrasonik untuk meningkatkan ketepatan kuantitatif penilaian kedalaman dan saiz kecacatan.
- Diagnostik Pintar: Membangunkan algoritma pembelajaran mendalam untuk mengaitkan medan suhu dengan medan tegasan simulasi, membolehkan pengelasan kecacatan automatik dan penilaian risiko ramalan.
- Sistem IoT Dinamik: Mengintegrasikan sensor IR dengan teknologi IoT untuk pemantauan masa nyata keadaan terma dan mekanikal dalam struktur granit berskala besar.
Dengan mengenal pasti kecacatan dalaman secara tidak invasif dan mengukur risiko tekanan haba yang berkaitan, metodologi canggih ini memanjangkan jangka hayat komponen dengan ketara, memberikan jaminan saintifik untuk pemeliharaan warisan dan keselamatan infrastruktur utama.
Masa siaran: 05-Nov-2025