ما هو التركيب الكيميائي؟
يحدد تحليل التركيب الكيميائي العناصر التي يتكون منها المعدن وبأي نسب. الطريقة الأكثر شيوعًا هي قياس طيف الانبعاث الضوئي بالشرارة (OES): تثير الشرارة المتولدة على سطح العينة العناصر، ويصدر كل عنصر ضوءًا عند طوله الموجي المميز، وتتناسب الشدة مع التركيز.
الغرض من التركيب الكيميائي
والغرض من ذلك هو التحقق مما إذا كانت المادة تتوافق حقًا مع درجة السبائك المعلنة. يعد الاستخدام غير الصحيح للمواد هو السبب الأكثر شيوعًا للعواقب مثل تشقق اللحام والتآكل غير المتوقع وفقدان القوة.
على أي منتجات يُطبَّق التركيب الكيميائي؟
- منتجات الصلب والفولاذ المقاوم للصدأ
- سبائك الألومنيوم والنحاس
- أجزاء صب
- مواد حشو اللحام
- فحص قبول المواد الواردة
في أي قطاعات يُستخدم التركيب الكيميائي؟
المواصفات المتعلقة بـ التركيب الكيميائي
- ASTM E415 (شرارة AES من الكربون والفولاذ منخفض السبائك)
- ASTM E1251 (شرارة AES في الألومنيوم وسبائكه)
- EN 10204 (وثائق التفتيش للمنتجات المعدنية)
- التحقق من صحة الطريقة المختبرية بموجب ISO 17025
شروط التركيب الكيميائي
- طريقة
- شرارة OES؛ الكربون/الكبريت بواسطة ICP-OES أو طريقة الاحتراق إذا لزم الأمر
- سطح
- سطح القياس مطحون. يزيل الأكسيد والصبغة والزيت
- المعايرة
- بمواد مرجعية معتمدة وفقًا لمصفوفة المواد
- يكرر
- قياسات ومتوسطات متعددة في نقاط مختلفة
جهاز التركيب الكيميائي
- شرارة مطياف الانبعاث الضوئي
- محلل الكربون/الكبريت (طريقة الاحتراق)
- عينة إعداد طحن إعداد السطح
- مجموعة المواد المرجعية المعتمدة
- نظام توريد الأرجون
متطلبات العينة لـ التركيب الكيميائي
- ويجب أخذ العينة بحيث تمثل الدفعة أو عملية الإنتاج.
- يجب ذكر وصف العينة ونوع المادة واتجاه الإنتاج إن وجد.
- ويجب تقديم المعيار الذي سيتم تطبيقه وأي مواصفات خاصة بالعميل مع العينة.
- قد يكون الاختبار مدمرا؛ ويجب تأكيد العدد المطلوب من العينات مقدما.
- يجب حماية الأسطح التي سيتم اختبارها أثناء النقل.
مدة التركيب الكيميائي
يتم عمومًا الانتهاء من تحليل العينة، بما في ذلك إعداد السطح، خلال نفس يوم العمل.
إجراء التركيب الكيميائي
- 1يتم طحن سطح العينة وتنظيفها.
- 2يتم التحقق من الأداة باستخدام برنامج المصفوفة المناسب والمواد المرجعية.
- 3يتم وضع العينة على منصة القياس.
- 4يتم أخذ قياسات الشرارة في نقاط مختلفة.
- 5يتم قياس الكربون والكبريت بالإضافة إلى ذلك بطريقة الاحتراق إذا لزم الأمر.
- 6يتم حساب متوسط النتائج.
- 7تتم مقارنة التركيب بالنطاق الموجود في معيار المادة.
معايير قبول التركيب الكيميائي
يحدد معيار الطريقة كيفية إجراء الاختبار، وليس ما يجب أن تكون عليه النتيجة. ويأتي حد القبول من معيار المادة أو المنتج، أو مواصفات العميل، أو اللوائح ذات الصلة؛ وبالتالي فإن هذه الصفحة لا تعطي حدًا رقميًا.
تقييم النتائج
تتم مقارنة النتيجة بنطاقات العناصر في المعيار المعلن للمادة. حتى عنصر واحد خارج النطاق يغير درجة المادة؛ وفي هذه الحالة يتم تقييم الدرجة التي تتوافق معها المادة فعليًا بشكل منفصل.
تقرير التركيب الكيميائي
- وصف العينة ومعلومات المادة/المنتج ورقم الدفعة إن وجدت
- طريقة تحضير العينة وشروط التكييف
- تطبق الشروط القياسية والاختبارية
- الأداة المستخدمة وحالة المعايرة
- نتائج القياس والوحدات
- عدم اليقين في القياس (إذا طلب ذلك)
- إقرار بأن النتيجة تنطبق فقط على العينة المقدمة للاختبار
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
- يتم تطبيق المعايير المنسقة وفقًا لعائلة المنتجات
- الاتحاد الأوروبي 765/2008 (إطار مراقبة السوق والاعتماد)
- لوائح المنتج ذات الصلة ومواصفات العملاء
اختبارات المعادن والمعادن الفلزية — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار التركيب الكيميائي؛ 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 التركيب الكيميائي
هل هذا هو نفس مؤشر مديري المشتريات (PMI)؟
لا. إن مؤشر مديري المشتريات (PMI) عبارة عن تحقق ميداني سريع يتم إجراؤه باستخدام أداة محمولة ولا يمكنه قراءة الكربون بشكل عام. يعطي تحليل OES المختبري التركيبة الكاملة مع قدر أقل من عدم اليقين.
لماذا يتم قياس الكربون بشكل منفصل؟
قد لا يتم قياس العناصر الخفيفة مثل الكربون والكبريت والنيتروجين بشكل موثوق بواسطة شرارة OES. يتم استخدام محللات منفصلة تعتمد على الاحتراق أو الاندماج لهذه العناصر.