اختبار الخواص الميكانيكية وطرق التقييم للأنابيب الفولاذية غير الملحومة

تشمل الطرق الشائعة لاختبار الخواص الميكانيكية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة بشكل أساسي اختبارات الشد واختبارات التأثير. سيتم شرح مبادئ طرق الاختبار هذه أدناه، وسيتم شرح كيفية الحصول على معلمات الخواص الميكانيكية الرئيسية من بيانات الاختبار.

1. اختبار الشد: اختبار الشد هو طريقة شائعة الاستخدام لاختبار الخصائص الميكانيكية المستخدمة لتقييم قوة المواد ولدونتها وصلابتها. أثناء الاختبار، يتم تمديد العينة القياسية تحت ضغط متزايد تدريجيًا حتى تنكسر. يمكن الحصول على معلمات الأداء الرئيسية التالية من اختبار الشد:

① قوة الخضوع: إجهاد الشد الذي تبدأ عنده المادة في إنتاج تشوه لدن ولا رجعة فيه، وعادةً ما يتوافق مع نقطة الإزاحة 0.2% على منحنى الإجهاد والانفعال.

② قوة الشد: الحد الأقصى للضغط الذي تصل إليه المادة في اختبار الشد، أي قوة الشد، يتوافق مع أعلى نقطة في منحنى الإجهاد والانفعال.

③ الاستطالة: يتم استخدام تشوه الشد للعينة قبل الكسر، والذي يتم التعبير عنه عادة كنسبة مئوية، لتقييم مرونة المادة.

④ تقليل المساحة: يعد تقليل المقطع العرضي للعينة بعد الكسر أيضًا مؤشرًا على صلابة المادة.

2. اختبار التأثير: يستخدم اختبار التأثير لتقييم مقاومة تأثير المواد عند تعرضها لأحمال تأثير مفاجئة. تشمل اختبارات التأثير الشائعة اختبار تأثير Charpy V-type واختبار تأثير Izod. في هذه الاختبارات، يتم صدم العينة على ارتفاع معين، ومن ثم يتم ملاحظة كسر العينة. يمكن الحصول على معلمات الأداء الرئيسية التالية من اختبار التأثير:

① متانة التأثير: ترتبط الطاقة التي تمتصها العينة بشكل الكسر أثناء عملية التأثير. وعادة ما يتم التعبير عنها بواسطة طاقة التأثير الممتصة أو منطقة التشوه أثناء عملية الكسر.

تحليل المبادئ والبيانات:

أ. مبدأ اختبار الشد: يقيس اختبار الشد قوة ومرونة المادة عن طريق تطبيق التوتر المحوري لإحداث تشوه الشد للعينة. وفقا للحمل المطبق وتشوه العينة، يمكن الحصول على منحنى الإجهاد والانفعال. يمكن الحصول على معلمات الأداء الرئيسية من النقاط المميزة في المنحنى (مثل نقطة الخضوع ونقطة قوة الشد) وشكل المنحنى.

ب. مبدأ اختبار التأثير: يطبق اختبار التأثير حمل التأثير ويلاحظ شكل الكسر للعينة تحت التأثير لتقييم صلابة المادة ومقاومتها للصدمات. عادة ما يتم التعبير عن متانة التأثير عن طريق قياس طاقة التأثير التي تمتصها العينة قبل أن تنكسر.

تتضمن خطوات الحصول على معلمات الأداء الميكانيكي الرئيسية من بيانات الاختبار ما يلي:

① تسجيل البيانات ورسم المنحنى: في اختبار الشد، سجل بيانات الحمل والتشوه للعينة وارسم منحنى الإجهاد والانفعال. في اختبار التأثير، سجل طاقة التأثير التي امتصتها العينة.

② حساب معلمات الأداء: تحديد المعلمات مثل قوة الخضوع وقوة الشد والاستطالة من منحنى الإجهاد والانفعال. لاختبار التأثير، سجل مباشرة قيمة صلابة التأثير للعينة.

③ المقارنة والتحليل: قارن معلمات الأداء التي تم الحصول عليها مع القيم القياسية أو المواد الأخرى لتقييم جودة المادة وإمكانية تطبيقها.

باختصار، تعد اختبارات الشد واختبارات التأثير من الطرق الشائعة لتقييم الخواص الميكانيكية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة. من خلال تحليل بيانات الاختبار، يمكن الحصول على معلمات القوة الرئيسية والمتانة ومقاومة الصدمات، مما يوفر مراجع مهمة للتطبيقات الهندسية.