طرق اختبار وتقييم الخواص الميكانيكية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة

الطرق الشائعة لاختبار الخواص الميكانيكية لـأنابيب فولاذية غير ملحومةتشمل هذه الاختبارات بشكل أساسي اختبارات الشد واختبارات الصدم. سيتم شرح مبادئ هذه الطرق الاختبارية أدناه، وكيفية الحصول على معايير الخصائص الميكانيكية الرئيسية من بيانات الاختبار.

1. اختبار الشد: يُعد اختبار الشد طريقة شائعة الاستخدام لاختبار الخواص الميكانيكية، ويُستخدم لتقييم قوة المواد، ومتانتها، وليونتها، وصلابتها. خلال الاختبار، يتم شد عينة قياسية تدريجيًا تحت تأثير شد متزايد حتى تنكسر. ويمكن الحصول على معايير الأداء الرئيسية التالية من اختبار الشد:
1) قوة الخضوع: إجهاد الشد الذي تبدأ عنده المادة في إنتاج تشوه بلاستيكي ويكون غير قابل للعكس، وعادة ما يتوافق مع نقطة الإزاحة 0.2٪ على منحنى الإجهاد والانفعال.
2) قوة الشد: أقصى إجهاد تصل إليه المادة في اختبار الشد، أي قوة الشد، يتوافق مع أعلى نقطة في منحنى الإجهاد والانفعال.
3) الاستطالة: يتم استخدام التشوه الشدّي للعينة قبل الكسر، والذي يتم التعبير عنه عادة كنسبة مئوية، لتقييم لدونة المادة.
4) انخفاض المساحة: يعد انخفاض مساحة المقطع العرضي للعينة بعد الكسر مؤشرًا على متانة المادة.

٢. اختبار الصدم: يُستخدم اختبار الصدم لتقييم مقاومة المادة للصدم عند تعرضها لحمل صدم مفاجئ. تشمل اختبارات الصدم الشائعة اختبار شاربي من النوع V واختبار إيزود. في هذه الاختبارات، تُصدم العينة من ارتفاع محدد، ثم يُلاحظ كسرها. يمكن الحصول على معايير الأداء الرئيسية التالية من اختبار الصدم:
1) مقاومة الصدمات: ترتبط الطاقة التي يمتصها النموذج بشكل الكسر أثناء عملية الصدم. وعادةً ما يتم التعبير عنها من خلال طاقة الصدم الممتصة أو مساحة التشوه أثناء عملية الكسر.

المبادئ وتحليل البيانات:
1) مبدأ اختبار الشد: يقيس اختبار الشد قوة المادة ومرونتها بتطبيق شد محوري لإحداث تشوه شد في العينة. وبناءً على الحمل المطبق وتشوه العينة، يمكن الحصول على منحنى الإجهاد والانفعال. ويمكن استخلاص معايير الأداء الرئيسية من النقاط المميزة في المنحنى (مثل نقطة الخضوع ونقطة مقاومة الشد) وشكل المنحنى.
2) مبدأ اختبار الصدم: يُطبَّق في اختبار الصدم حمل صدمي، ويُراقَب شكل الكسر في العينة بعد الصدم لتقييم متانة المادة ومقاومتها للصدم. تُقاس متانة الصدم عادةً بقياس طاقة الصدم التي تمتصها العينة قبل انكسارها.

تتضمن خطوات الحصول على معايير الأداء الميكانيكي الرئيسية من بيانات الاختبار ما يلي:
1) تسجيل البيانات ورسم المنحنى: في اختبار الشد، تُسجل بيانات الحمل والتشوه للعينة لرسم منحنى الإجهاد والانفعال. وفي اختبار الصدم، تُسجل طاقة الصدم التي امتصتها العينة.
٢) حساب معايير الأداء: تحديد مقاومة الخضوع، ومقاومة الشد، والاستطالة، وغيرها من المعايير من منحنى الإجهاد والانفعال. بالنسبة لاختبار الصدم، يتم تسجيل قيمة مقاومة الصدم للعينة مباشرةً.
3) المقارنة والتحليل: قارن معايير الأداء التي تم الحصول عليها مع القيم القياسية أو المواد الأخرى لتقييم جودة المادة ومدى قابليتها للتطبيق.

باختصار، تُعدّ اختبارات الشد واختبارات الصدم من الطرق الشائعة لتقييم الخواص الميكانيكية لأنابيب الصلب غير الملحومة. ومن خلال تحليل بيانات الاختبار، يمكن الحصول على معايير أساسية للقوة والمتانة ومقاومة الصدمات، مما يوفر مرجعًا هامًا للتطبيقات الهندسية.