ما هو اختبار الصدم؟
اختبار التأثير هو اختبار يتم فيه قياس الطاقة الممتصة أثناء تحميل العينة فجأة بواسطة مطرقة بندول أو الوزن المتساقط. يوضح ما إذا كانت المادة تتصرف بطريقة هشة أو مطيعة.
الغرض من اختبار الصدم
والغرض من ذلك هو تحديد مقاومة المادة لأحمال الصدمات وتقييم خطر الكسر الهش، خاصة عند درجات الحرارة المنخفضة.
على أي منتجات يُطبَّق اختبار الصدم؟
- الفولاذ الإنشائي والمفاصل الملحومة
- الأجزاء البلاستيكية والمركبة
- مواد الأنابيب وأوعية الضغط
- أجزاء صب
في أي قطاعات يُستخدم اختبار الصدم؟
المواصفات المتعلقة بـ اختبار الصدم
- ISO 148-1
- ISO 179-1
- ISO 180
- أستم E23
- أستم D256
شروط اختبار الصدم
- طريقة
- شاربي (أفقي، دعامتان) أو إيزود (عمودي، ناتئ)
- الشق
- درجة V أو U وفقًا لمعايير المواد؛ يتم أيضًا تعريف خيار غير مُحقق
- درجة حرارة
- درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة أقل حسب المواصفات
- طاقة البندول
- يتم اختيار القدرة المناسبة لصلابة العينة
جهاز اختبار الصدم
- آلة اختبار تأثير البندول
- آلة التطرق إلى الشق
- حمام بدرجة حرارة منخفضة
- نظام قياس درجة الحرارة
متطلبات العينة لـ اختبار الصدم
- يتم إعداد حجم العينة وفقًا للمعايير ذات الصلة
- يجب التحقق من هندسة الشق وموقعه
- بشكل عام ثلاث عينات لكل مجموعة (معدن) أو خمس عينات (بوليمر)
- التكييف إلزامي للبوليمرات
مدة اختبار الصدم
يستغرق الاختبار لكل عينة بضع دقائق. إذا كان تكييف درجة الحرارة المنخفضة مطلوبًا، فإن المدة الإجمالية تمتد.
إجراء اختبار الصدم
- 1يتم إعداد العينات بالحجم والدرجة المحددة في المعيار.
- 2إذا لزم الأمر، يتم تنفيذ التكييف في درجة حرارة الاختبار.
- 3يتم تحديد سعة البندول والتحقق من الآلة.
- 4يتم وضع العينة في الموضع الذي تتطلبه الطريقة.
- 5يتم تحرير البندول وقراءة الطاقة الممتصة.
- 6يتم تسجيل سطح الكسر ونوع الفشل.
معايير قبول اختبار الصدم
يتم تحديد معيار القبول في معيار المادة أو المنتج؛ يتم تعريفها بشكل عام على أنها الحد الأدنى لمتوسط الطاقة عند درجة حرارة محددة، مع حد أدنى لعينة واحدة.
تقييم النتائج
يتم تقييم المتوسط المحدد والقيم الفردية معًا. يعتبر الاختبار غير صالح إذا لم تنكسر العينة، أو إذا كانت النتيجة أقل بكثير أو أعلى من قدرة البندول.
تقرير اختبار الصدم
- المعيار والطريقة المطبقة
- حجم العينة ونوع الشق والموقع
- اختبار درجة الحرارة وقدرة البندول
- قيم الطاقة الممتصة ومتوسطها
- تقييم سطح 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 منتجات الفولاذ الإنشائي وأوعية الضغط
- متطلبات تأهيل إجراءات اللحام
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار اختبار الصدم؛ 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 اختبار الصدم
هل نتائج شاربي وإيزود قابلة للمقارنة؟
غير قابلة للمقارنة. يختلف تركيب العينة واتجاه التأثير. يتم تطبيق أي طريقة تتطلبها المواصفات.