ضربه چیست؟
تست ضربه چارپی آزمایشی است که در آن یک نمونه بریدگی استاندارد با یک ضربه چکش آونگی شکسته می شود و انرژی جذب شده برای شکست، درصد شکستگی شکل پذیر در سطح شکست و انبساط جانبی را تعیین می کند.
هدف ضربه
هدف بررسی مقاومت مواد در برابر شکست شکننده در دمای مشخص است. این امر به ویژه برای سازه هایی که در دمای پایین کار می کنند بسیار مهم است.
ضربه بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- فولادهای سازه ای و مخازن تحت فشار
- فولادهای خط لوله
- اتصالات جوش داده شده
- برنامه های کاربردی در دمای پایین
ضربه در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با ضربه
- ISO 148-1
- ASTM E23
- ASTM A370
- ISO 9016 (جوشکاری)
شرایط ضربه
- نمونه
- 10 میلی متر × 10 میلی متر × 55 میلی متر نمونه استاندارد Charpy; نمونه های زیر اندازه تعریف شده است
- شکاف
- بریدگی V یا U. هندسه تعریف شده در استاندارد
- دما
- تعریف شده در مشخصات؛ به طور کلی در دمای پایین
- مقادیر اندازه گیری شده
- انرژی جذب شده، درصد شکستگی شکل پذیر، انبساط جانبی
تجهیزات ضربه
- دستگاه تست ضربه چارپی کالیبره شده
- حمام تهویه کننده دما
- سیستم اندازه گیری شکاف کالیبره شده
- نیمکت ماشینکاری نمونه
الزامات نمونه برای ضربه
- هندسه بریدگی باید کاملاً مطابق با استاندارد باشد
- نمونه باید در دمای تهویه برای مدت زمان تعیین شده نگهداری شود
- نمونه باید در مدت زمان تعیین شده در استاندارد پس از خروج از حمام شکسته شود
- یک مجموعه استاندارد از سه نمونه تشکیل شده است
مدت ضربه
معمولاً 2 تا 4 روز، از جمله ماشینکاری و تهویه نمونه.
روش اجرای ضربه
- 1نمونه ها بر اساس استاندارد ماشین کاری و بریدگی می شوند.
- 2هندسه بریدگی تأیید شده است.
- 3نمونه ها در دمای آزمایش شرطی می شوند.
- 4هر نمونه در مدت زمان تعیین شده شکسته می شود.
- 5انرژی، نسبت شکل پذیری-شکستگی و انبساط جانبی ثبت می شود.
- 6میانگین تنظیم شده و کمترین مقدار ارزیابی می شود.
معیارهای پذیرش ضربه
معیار پذیرش در استاندارد محصول به عنوان میانگین تنظیم شده و حداقل انرژی برای یک نمونه مشخص شده است.
ارزیابی نتایج
انحرافات کوچک در هندسه شکاف به طور قابل توجهی نتیجه را تغییر می دهد. برای نمونه های زیر اندازه، مشخصات ممکن است نیاز به مقیاس بندی ارزش انرژی داشته باشد. این تبدیل باید طبق استاندارد انجام شود.
گزارش ضربه
- استاندارد اعمال شد
- اندازه نمونه، نوع شکاف و جهت
- دمای تست
- انرژی هر نمونه و میانگین تنظیم شده
- نسبت شکل پذیر-شکستگی و انبساط جانبی
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای مخازن تحت فشار و سازه های فولادی
آزمون فلز و متالورژی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون ضربه به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های فلز و متالورژی، باری را که یک فلز یا اتصال جوش‌شده می‌تواند تحمل کند، نحوه شکست آن و ساختار داخلی‌اش را تعیین می‌کنند. خروجی این خانواده اغلب درباره خود محصول نیست بلکه درباره هویت ماده است: آیا فولاد واقعاً از رده اعلام‌شده است، آیا درز جوش استحکامی را که طراحی فرض کرده می‌دهد، آیا قطعه ریخته‌گری نقص داخلی غیرقابل‌قبولی دارد؟
اهمیت عملی این حوزه از این واقعیت ناشی می‌شود که یک قطعه فلزی به‌ندرت به‌تدریج از کار می‌افتد. یک قطعه پلاستیکی تغییر شکل می‌دهد، فرسوده می‌شود، ترک می‌خورد و معمولاً هشدار می‌دهد. اما درز جوش یا یک بست، اغلب بدون هشدار می‌شکند - به‌ویژه در موارد خستگی و شکست ترد. به همین دلیل، در حوزه‌هایی مانند تجهیزات تحت فشار، تجهیزات بالابر، فولاد سازه‌ای و خطوط لوله، آزمون مواد الزامی مقرراتی است نه طراحی.
این خانواده سه گروه روش را گرد هم می‌آورد و هر یک به پرسشی متفاوت پاسخ می‌دهد. آزمون‌های مکانیکی رفتار ماده تحت بار را کمّی می‌کنند. بازرسی غیرمخرب بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص می‌گردد. متالوگرافی و تجزیه شیمیایی توضیح می‌دهند چرا ماده چنین رفتاری دارد - از طریق ساختار دانه، توزیع فاز، محتوای آخال و ترکیب آلیاژ.
معیار پذیرش این آزمون‌ها تقریباً هرگز از استاندارد آزمون نمی‌آید و این کلید درک این حوزه است. استاندارد آزمون می‌گوید اندازه‌گیری چگونه انجام شود؛ مقادیر قابل‌قبول از استاندارد محصول، رده ماده یا آیین‌نامه ساخت می‌آید. ISO 6892-1 می‌گوید آزمون کشش چگونه انجام شود؛ EN 10025 می‌گوید آن فولاد باید چند مگاپاسکال تنش تسلیم بدهد. هنگام خواندن یک گزارش، دانستن اینکه بر اساس کدام استاندارد محصول ارزیابی شده ضروری است.
نمونه‌برداری در این حوزه بخشی جدایی‌ناپذیر از نتیجه است. دو نمونه گرفته‌شده از یک ذوب ممکن است بسته به جهت و محل برداشت، مقادیر متفاوتی بدهند؛ در محصولات نورد شده، نمونه‌های موازی و عمود بر جهت نورد نتایج متفاوتی تولید می‌کنند. به همین دلیل استانداردهای محصول محل و جهت نمونه‌برداری را نیز تنظیم می‌کنند و گزارش باید این را مستند کند.
گروه‌های روش در این حوزه
تست های مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شیاردار (شارپی)، سختی (برینل، ویکرز، راکول)، خستگی، خزش و چقرمگی شکست. این‌ها رفتار ماده تحت بار را به‌صورت عددی می‌دهند.
بازرسی غیرمخرب
پرتونگاری، بازرسی فراصوتی، مایع نافذ، ذرات مغناطیسی و بازرسی چشمی. بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص‌های سطحی و داخلی می‌گردد و گامی ضروری در ساخت جوشی است.
متالوگرافی
آماده‌سازی نمونه، اچ‌کاری و بررسی میکروسکوپی. اندازه دانه، توزیع فاز، محتوای آخال، عمق کربن‌دهی و منطقه متأثر از حرارت جوش ارزیابی می‌شود.
تجزیه شیمیایی
ترکیب آلیاژ با طیف‌سنجی نشری نوری و شیمی تر تأیید می‌شود؛ تأیید رده ماده از این مرحله می‌گذرد.
رفتار خوردگی
آزمون‌های مه نمکی، خوردگی حفره‌ای و شکافی، و خوردگی بین‌دانه‌ای. در فولادهای زنگ‌نزن می‌توانند نشان‌دهنده کیفیت عملیات حرارتی باشند.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- گواهی ماده (مانند EN 10204 3.1) گزارش آزمون نیست؛ اظهارنامه سازنده است. در کاربردهای حساس، راستی‌آزمایی مستقل انجام می‌شود و این دو نباید با هم اشتباه گرفته شوند.
- آزمون‌های کشش ASTM و ISO مقادیر یکسانی را اندازه می‌گیرند اما از هندسه نمونه متفاوتی استفاده می‌کنند؛ نتایج معادل مستقیم هم تلقی نمی‌شوند و هرچه مشخصات بخواهد همان اعمال می‌شود.
- جداول تبدیل بین سختی و استحکام تقریبی هستند. محاسبه تنش تسلیم از روی سختی، شواهد کافی برای پذیرش ماده نیست.
- در بازرسی غیرمخرب، عبارت «نقصی یافت نشد» به معنای نبود نقص نیست؛ ممکن است نقص‌هایی زیر حد تشخیص روش وجود داشته باشد. گزارش باید روش به‌کاررفته و سطح حساسیت را ذکر کند.
- قبول‌شدن درز جوش نشان نمی‌دهد جوشکار یا دستورالعمل واجد شرایط است؛ این‌ها فرآیندهای جداگانه‌اند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی گواهی ماده و پذیرش مواد ورودی
- تأیید ساخت جوشی؛ صلاحیت‌سنجی جوشکار و دستورالعمل
- کنترل ساخت تجهیزات تحت فشار و اجزای سازه‌ای
- تحلیل خرابی و تعیین علت ریشه‌ای آسیب‌های میدانی
- راستی‌آزمایی فرآیندهای عملیات حرارتی و سطحی
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره ضربه
چرا سه نمونه شکسته اند؟
انرژی ضربه ذاتا پراکندگی را نشان می دهد. بنابراین استانداردها هم میانگین یک مجموعه سه نمونه و هم حداقل مقدار جداگانه را برای یک نمونه مشخص می کنند.