ما هو الصدم؟
اختبار تأثير تشاربي هو اختبار يتم فيه كسر عينة محززة قياسية بضربة واحدة بمطرقة بندولية، لتحديد الطاقة الممتصة للكسر، والنسبة المئوية للكسر المرن على سطح الكسر، والتمدد الجانبي.
الغرض من الصدم
والغرض من ذلك هو التحقق من مقاومة المادة للكسر الهش عند درجة حرارة محددة؛ وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للهياكل التي تعمل في درجات حرارة منخفضة.
على أي منتجات يُطبَّق الصدم؟
- الفولاذ الهيكلي وأوعية الضغط
- فولاذ خطوط الأنابيب
- المفاصل الملحومة
- تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة
في أي قطاعات يُستخدم الصدم؟
المواصفات المتعلقة بـ الصدم
- ISO 148-1
- أستم E23
- أستم A370
- ISO 9016 (اللحام)
شروط الصدم
- عينة
- عينة شاربي قياسية 10 مم × 10 مم × 55 مم؛ يتم تحديد العينات ذات الحجم الفرعي
- الشق
- V- أو U-notch؛ الهندسة المحددة في المعيار
- درجة حرارة
- محددة في المواصفات؛ عموما في درجات حرارة منخفضة
- الكميات المقاسة
- الطاقة الممتصة، النسبة المئوية للكسر المرن، التمدد الجانبي
جهاز الصدم
- آلة اختبار تأثير شاربي المعايرة
- حمام تكييف درجة الحرارة
- نظام قياس الشق المعاير
- منضدة تجهيز العينات
متطلبات العينة لـ الصدم
- يجب أن تتوافق هندسة الشق تمامًا مع المعيار
- يجب أن تبقى العينة في درجة حرارة التكييف لمدة محددة
- يجب أن يتم كسر العينة خلال الوقت المحدد في المعيار بعد إزالتها من الحمام
- تتكون المجموعة القياسية من ثلاث عينات
مدة الصدم
عادة 2-4 أيام، بما في ذلك تصنيع العينات وتكييفها.
إجراء الصدم
- 1يتم تشكيل العينات وتحزيزها وفقًا للمعيار.
- 2تم التحقق من هندسة الشق.
- 3يتم تكييف العينات عند درجة حرارة الاختبار.
- 4يتم كسر كل عينة خلال الوقت المحدد.
- 5يتم تسجيل الطاقة ونسبة كسر اللدنة والتمدد الجانبي.
- 6يتم تقييم المتوسط المحدد وأدنى قيمة.
معايير قبول الصدم
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج كمتوسط محدد والحد الأدنى من الطاقة لعينة واحدة.
تقييم النتائج
الانحرافات الصغيرة في هندسة الشق تغير النتيجة بشكل ملحوظ. بالنسبة للعينات ذات الحجم الفرعي، قد تتطلب المواصفات قياس قيمة الطاقة؛ يجب أن يتم تنفيذ هذا التحويل وفقًا للمعيار.
تقرير الصدم
- تم تطبيق المعيار
- حجم العينة ونوع الشق والاتجاه
- درجة حرارة الاختبار
- طاقة كل عينة والمعدل المحدد
- نسبة كسر الدكتايل والتوسع الجانبي
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
- أوعية الضغط ومعايير الفولاذ الإنشائي
اختبارات المعادن والمعادن الفلزية — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الصدم؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تحدد اختبارات المعادن والمعادن التعدينية الحمل الذي يمكن أن يتحمله معدن أو وصلة لحام، وطريقة انهياره وبنيته الداخلية. غالبًا ما يتعلق ناتج هذه العائلة ليس بالمنتج نفسه بل بهوية المادة: هل الفولاذ فعلًا من الدرجة المعلنة، وهل يعطي درز اللحام المتانة التي يفترضها التصميم، وهل يحتوي المسبوك على عيب داخلي غير مقبول؟
تنبع الأهمية العملية لهذا المجال من أن الجزء المعدني نادرًا ما يفشل تدريجيًا. الجزء البلاستيكي يتشوه ويشيخ ويتشقق وعادة ما يعطي إنذارًا. أما درز اللحام أو عنصر التثبيت فغالبًا ما ينكسر دون إنذار - خاصة عند وجود الكلل والكسر الهش. لهذا السبب، في مجالات مثل معدات الضغط ومعدات الرفع والفولاذ الإنشائي وخطوط الأنابيب، يكون اختبار المواد متطلبًا تنظيميًا وليس تصميميًا.
تجمع هذه العائلة بين ثلاث مجموعات من الطرق، وتجيب كل منها عن سؤال مختلف. تقيس الاختبارات الميكانيكية سلوك المادة تحت الحمل كميًا. يبحث الفحص غير الإتلافي عن العيوب دون إتلاف الجزء. أما التحليل المعدني والكيميائي فيفسران سبب سلوك المادة على هذا النحو - عبر بنية الحبيبات وتوزيع الأطوار ومحتوى الشوائب وتركيب السبيكة.
لا يأتي معيار قبول هذه الاختبارات تقريبًا أبدًا من معيار الاختبار نفسه، وهذا هو مفتاح فهم هذا المجال. يوضح معيار الاختبار كيفية إجراء القياس؛ أما القيم المقبولة فتأتي من معيار المنتج أو درجة المادة أو كود التصنيع. يوضح ISO 6892-1 كيفية إجراء اختبار الشد؛ ويحدد EN 10025 قيمة إجهاد الخضوع التي يجب أن يقدمها ذلك الفولاذ. عند قراءة تقرير، من الضروري معرفة معيار المنتج الذي قُيِّم على أساسه.
أخذ العينات جزء لا ينفصل عن النتيجة في هذا المجال. قد تعطي عينتان مأخوذتان من نفس الصبة قيمًا مختلفة حسب اتجاه وموقع الأخذ؛ وفي المنتجات المدرفلة، تنتج العينات الموازية والعمودية لاتجاه الدرفلة نتائج مختلفة. لذلك تنظم معايير المنتج أيضًا موقع واتجاه أخذ العينات، ويجب أن يوثق التقرير ذلك.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الميكانيكية
الشد والضغط والانحناء وصدمة الشق (شاربي) والصلادة (برينل، فيكرز، روكويل) والكلل والزحف وصلابة الكسر. تعطي سلوك المادة تحت الحمل بشكل رقمي.
الفحص غير الإتلافي
التصوير الشعاعي والفحص بالموجات فوق الصوتية والفحص بالسوائل النافذة والفحص بالجسيمات المغناطيسية والفحص البصري. يبحث عن عيوب سطحية وداخلية دون إتلاف الجزء وهو خطوة لا غنى عنها في التصنيع الملحوم.
التحليل المعدني
تحضير العينة والحفر الكيميائي والفحص المجهري. يتم تقييم حجم الحبيبات وتوزيع الأطوار ومحتوى الشوائب وعمق التصليب بالكربنة ومنطقة التأثر الحراري باللحام.
التحليل الكيميائي
يتم التحقق من تركيب السبيكة بمطيافية الانبعاث الضوئي والكيمياء الرطبة؛ ويمر تأكيد درجة المادة عبر هذه الخطوة.
سلوك التآكل
اختبارات الرذاذ الملحي والتآكل الحفري والشقي والتآكل بين الحبيبي. في الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تشير إلى جودة المعالجة الحرارية.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- شهادة المادة (مثل EN 10204 3.1) ليست تقرير اختبار؛ بل هي إقرار من الصانع. في التطبيقات الحرجة يجرى تحقق مستقل، ويجب عدم الخلط بين الاثنين.
- تقيس اختبارات الشد وفق ASTM وISO نفس المقادير لكن بهندسات عينات مختلفة؛ ولا تُعتبر النتائج متكافئة مباشرة، ويُطبَّق ما تطلبه المواصفة.
- جداول التحويل بين الصلادة والمتانة تقريبية. حساب إجهاد الخضوع من الصلادة ليس دليلًا كافيًا لقبول المادة.
- في الفحص غير الإتلافي، عبارة "لم يُعثر على عيب" لا تعني عدم وجود عيب؛ فقد توجد عيوب دون حد الكشف الخاص بالطريقة. يجب أن يذكر التقرير الطريقة المطبقة ومستوى الحساسية.
- اجتياز درز اللحام لا يثبت تأهل اللحّام أو الإجراء؛ فهما عمليتان منفصلتان.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من شهادة المادة وقبول المواد الواردة
- اعتماد التصنيع الملحوم؛ تأهيل اللحّام والإجراء
- مراقبة تصنيع معدات الضغط والعناصر الإنشائية
- تحليل الأعطال وتحديد السبب الجذري للأضرار الميدانية
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول الصدم
لماذا ثلاث عينات مكسورة؟
تظهر طاقة التأثير بطبيعتها مبعثرة. وبالتالي تحدد المعايير كلاً من متوسط مجموعة العينات الثلاثة وقيمة دنيا منفصلة لعينة واحدة.