ما هو التآكل الميكانيكي؟
اختبار التآكل هو اختبار يتم فيه قياس فقدان المادة بين سطحين تحت التلامس والحركة المتحكم فيهما. يتم التعبير عنها بفقدان الكتلة أو فقدان الحجم أو عمق المسافة البادئة.
الغرض من التآكل الميكانيكي
والغرض من ذلك هو إجراء تقييم مقارن لعمر الخدمة للأجزاء والطلاءات المحملة احتكاكًا، وتوفير بيانات لاختيار المواد والطلاء.
على أي منتجات يُطبَّق التآكل الميكانيكي؟
- الأجزاء المغلفة والمعالجة السطحية
- مواد تحمل وجلبة
- أغطية الأرضيات
- أسطح الديكورات الداخلية للسيارات
- أدوات القطع والتشكيل
في أي قطاعات يُستخدم التآكل الميكانيكي؟
المواصفات المتعلقة بـ التآكل الميكانيكي
- أستم جي 99
- ISO 5470-1
- أستم جي 65
- أستم D4060
- ISO 20808
شروط التآكل الميكانيكي
- ترتيب الاتصال
- دبوس على القرص، أو كتلة على الحلقة، أو كشط العجلة المطاطية، أو عجلة تابر
- الحمل العادي
- الحمل الثابت المحدد في المعيار أو المواصفات
- مسافة الانزلاق
- يتم تعريفها على أنها المسافة الإجمالية أو عدد الدورات
- بيئة
- جاف أو مشحم. يتم تسجيل درجة الحرارة والرطوبة
جهاز التآكل الميكانيكي
- آلة اختبار Tribology (دبوس على القرص)
- تابر كاشط
- توازن الدقة (0.1 ملغ)
- الملف الشخصي أو نظام قياس المسافة البادئة البصرية
متطلبات العينة لـ التآكل الميكانيكي
- يجب أن يكون سطح العينة مسطحًا وذو خشونة محددة
- ويجب قياس الكتلة على ميزان دقيق قبل الاختبار
- يجب أن يكون الجسم المضاد (الدبوس، العجلة) من المواد المطابقة للمعيار
- عموما ثلاث عينات على الأقل لكل مجموعة
مدة التآكل الميكانيكي
يعتمد ذلك على مسافة الانزلاق أو عدد الدورات. يستغرق الاختبار النموذجي ما بين بضع ساعات ويوم عمل واحد.
إجراء التآكل الميكانيكي
- 1يتم تحضير سطح العينة، وقياس كتلتها وخشونتها.
- 2تم إعداد الجسم المضاد وجهاز التحميل وفقًا للمعيار.
- 3يبدأ الانزلاق بالسرعة والحمل المحددين.
- 4اكتمال المسافة المحددة أو عدد الدورات؛ يتم تسجيل قوة الاحتكاك.
- 5يتم تنظيف العينة، وإعادة قياس كتلتها، ويتم أخذ ملف تعريف مسار التآكل.
- 6يتم حساب معدل التآكل.
معايير قبول التآكل الميكانيكي
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات على أنه الحد الأقصى لفقد الكتلة أو الحد الأقصى لعمق المسار أو الحد الأقصى لمعدل التآكل.
تقييم النتائج
والنتيجة هي مقارنة: لا يمكن مقارنة القيم عند تغير الحمل أو السرعة أو الجسم المضاد أو البيئة. ولذلك يتم تضمين كافة المعلمات في التقرير.
تقرير التآكل الميكانيكي
- المعيار المطبق وترتيب الاتصال
- الحمل العادي والسرعة ومسافة الانزلاق
- مادة مضادة للجسم
- فقدان الكتلة أو الحجم ومعدل التآكل
- منحنى معامل الاحتكاك وملف المسار
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- مواصفات المواد والطلاء
- معايير سطح OEM للسيارات
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار التآكل الميكانيكي؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول التآكل الميكانيكي
هل تعطي نتيجة اختبار التآكل عمر الخدمة الحقيقي؟
لا، الاختبار سريع ومقارن. تعتمد مدة الخدمة الحقيقية على الظروف الميدانية مثل ضغط التلامس والتشحيم ودرجة الحرارة والتلوث.