ما هو الشد؟
اختبار الشد هو اختبار يتم فيه سحب عينة معدة لهندسة قياسية تحت شد أحادي المحور للكسر، وتحديد قوة الخضوع، وقوة الشد، والاستطالة عند الكسر وتقليل المساحة.
الغرض من الشد
والغرض من ذلك هو التحقق من أن قوة المادة وخصائص الليونة تلبي الحدود الواردة في معيار المنتج.
على أي منتجات يُطبَّق الشد؟
- الفولاذ الهيكلي
- منتجات الأنابيب والصفائح
- المسبوكات والمطروقات
- المفاصل الملحومة
في أي قطاعات يُستخدم الشد؟
المواصفات المتعلقة بـ الشد
- ISO 6892-1
- أستم E8/E8M
- أستم A370
- ISO 4136 (اللحام)
شروط الشد
- هندسة العينة
- عينة مستديرة أو مسطحة محددة في المعيار
- معدل السلالة
- لكل طريقة (أ) أو (ب) محددة في ISO 6892-1
- درجة حرارة
- درجة حرارة الغرفة؛ ISO 6892-2 لدرجة الحرارة المرتفعة
- الكميات المقاسة
- قوة الخضوع، قوة الشد، الاستطالة عند الكسر، تقليل المساحة
جهاز الشد
- آلة اختبار الشد المعايرة
- مقياس الامتداد
- منضدة تجهيز العينات
- أدوات القياس المعايرة
متطلبات العينة لـ الشد
- يجب أن يتم أخذ العينة في الاتجاه والموقع المحدد في معيار المنتج
- يجب تشكيل أبعاد العينة وفقًا للمعايير
- يجب أن يكون السطح خاليًا من الشقوق وعلامات التصنيع
- يتم تحديد عدد العينات في معيار المنتج
مدة الشد
عادة 2-4 أيام، بما في ذلك تصنيع العينات.
إجراء الشد
- 1يتم تشكيل العينة وقياسها وفقًا للمعيار.
- 2تم تجهيز مقياس الامتداد.
- 3يتم تطبيق التوتر بمعدل الإجهاد المحدد.
- 4يتم تسجيل منحنى الحمل والاستطالة.
- 5يتم قياس الاستطالة وتقليل المساحة بعد الكسر.
- 6يتم حساب قيم القوة.
معايير قبول الشد
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج كقوة الخضوع وقوة الشد والحد الأدنى من قيم الاستطالة.
تقييم النتائج
يؤثر معدل الانفعال على قوة الخضوع؛ الخروج عن المعدل المحدد في المعيار يجعل النتيجة غير قابلة للمقارنة. بالنسبة للعينة الملحومة، يجب الإبلاغ عن موقع الكسر (معدن اللحام، المنطقة المتأثرة بالحرارة، المعدن الأساسي).
تقرير الشد
- تم تطبيق المعيار
- هندسة العينة واتجاه أخذ العينات
- معدل وطريقة السلالة
- العائد وقوة الشد
- استطالة وتقليل المساحة
- موقع الكسر
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
- معايير المنتج
- تشريعات البناء وأوعية الضغط
اختبارات المعادن والمعادن الفلزية — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الشد؛ 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 الشد
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع الشد؟
تم تنفيذ الشد في النطاق ISO 6892-1, أستم E8/E8M, أستم A370 و ISO 4136 (اللحام). يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها الشد؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على الفولاذ الهيكلي, منتجات الأنابيب والصفائح, المسبوكات والمطروقات و المفاصل الملحومة. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ الشد؟
المعلمات المحددة هي: هندسة العينة — عينة مستديرة أو مسطحة محددة في المعيار, معدل السلالة — لكل طريقة (أ) أو (ب) محددة في ISO 6892-1 و درجة حرارة — درجة حرارة الغرفة؛ ISO 6892-2 لدرجة الحرارة المرتفعة. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ الشد؟
يجب أن يتم أخذ العينة في الاتجاه والموقع المحدد في معيار المنتج, يجب تشكيل أبعاد العينة وفقًا للمعايير و يجب أن يكون السطح خاليًا من الشقوق وعلامات التصنيع. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق الشد؟
عادة 2-4 أيام، بما في ذلك تصنيع العينات. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة الشد التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج كقوة الخضوع وقوة الشد والحد الأدنى من قيم الاستطالة.