BS 7448 מכונות בדיקה דינמיות וסטטיות

(קשיחות מכניקת שבר – מכונות בדיקות דינמיות/עייפות)

BS 7448 שיטות בדיקה מפורטות ודרישות מכונה

BS 7448 הוא תקן בריטי לבדיקת קשיחות מכניקת שבר. זה מסמך מרובה חלקים, משמש בעיקר לקביעת פרמטרי קשיחות השבר (גורם עוצמת הלחץ K, תזוזה קריטית של קצה פתח סדק CTOD, אינטגרל J קריטי) של חומרים מתכתיים ומפרקים מרותכים. הוא נמצא בשימוש נרחב בהערכת בטיחות של מבנים מרותכים קריטיים כגון פלטפורמות ימיות, צינורות נפט וגז, ומכלי לחץ. להלן סיכום מפורט של שיטות הבדיקה ודרישות המכונה המתאימות לכל חלק, חובר על ידי ה צוות VTS.

שיטות בדיקה ליבה (לוקחים את מבחן ה-CTOD כדוגמה, כולל דרישות משותפות לכל חלק) BS 7448 מכונות בדיקה דינמיות וסטטיות

שיטות הבדיקה ב-BS 7448 בצע את תהליך הליבה של “הכנת דגימה – עייפות לפני סדק – מבחן טעינה – עיבוד נתונים – קביעת תוקף.” בין אלה, מבחן CTOD (בדיקת עקירה של קצה סדק) הוא סוג בדיקת הליבה הנפוץ ביותר. להלן פירוט התהליך הכללי שלו והדרישות הספציפיות עבור כל חלק:

הכנת דגימה

הכנת הדגימה היא בסיסית להבטחת תקפות הבדיקה. BS 7448 יש תקנות מחמירות לגבי סוג הדגימה, גוֹדֶל, מיקום חריץ, ודיוק עיבוד:

1. סוג דגימה: כיפוף שלוש נקודות (TPB) דגימה סטנדרטית עדיפה. בתרחישים מסוימים, ניתן להשתמש בדגימת מתיחה קומפקטית (מתאים לאילוץ גבוה, מצבי לחץ גבוה);

2. דרישות גודל: ניקח כדוגמה מבחן צלחת עבה טיפוסית, לדגימת כיפוף שלוש נקודות יש רוחב W = 127 מ"מ, עובי B = 62 מ"מ, אורך L = 550 מ"מ, וטווח S = 112B (עוביים שונים דורשים התאמה לפי היחס הסטנדרטי);

3. עיבוד שבבי חריץ:

– לְהִשְׁתַמֵשׁ 0.12 החריץ מעובד באמצעות א 1 חותך תיל מוליבדן מ"מ. החריץ בדגימת הריתוך ממוקם בקו מרכז הריתוך הנומינלי, והחריץ באזור מושפע החום הוא 0-1 מ"מ מקו היתוך.

– עומק החריץ המכני הוא בערך 45% של רוחב הדגימה W כדי להבטיח שעומק הסדק הכולל עומד בדרישות לאחר פיצוח עייפות קיים לאחר מכן.

4. דרישות חומר וריתוך: חומר הבסיס, תהליך ריתוך (לְמָשָׁל, SMAW, מַסוֹר), וסוג שפוע (סוג X, סוג K, וכו ') חייב להיות מוגדר בבירור. לריתוך רב שכבתי, מספר מעברי הריתוך חייב להיות לא פחות מ 24 (לצלחות עבות).

הכנת עייפות לפני סדק

המטרה היא להכין חד, סדקי עייפות אחידים המבוססים על חריצים מכניים, הדמיית מורפולוגיית הסדקים במבנים בפועל. הדרישות הספציפיות הן כדלקמן:

1. צִיוּד: נדרשת מכונת בדיקת עייפות בתדר גבוה עם בקרת עומס מדויקת ויכולות רישום מחזוריות.

2. פרמטרים של תהליך: העמסת עייפות מתבצעת בטמפרטורת החדר באמצעות מחזורים סימטריים או אסימטריים כדי להבטיח התפשטות סדקים יציבה.

3. דרישות איכות סדק:

– דגימות חומר בסיס: עומק סדק ממוצע a₀ = 0.45~0.55W, הפרש עומק בין כל שתי נקודות בקצה הסדק ≤ 10%a₀;

– דגימות מפרקים מרותכות: עומק סדק ממוצע a₀ = 0.45~0.70W, הפרש עומק בין כל שתי נקודות ≤ 20%a₀;

– הגודל המינימלי לפני הסדק לא צריך להיות קטן מהגדול של 1.3 מ"מ ו-2.5%W, והזווית בין כיוון התפשטות הסדק למישור החריץ החתוך תיל צריכה להיות ≤ 10°;

4. בקרת מתח שארית: שיטות דחיסה מקומיות (כגון טיפול הזחה דו צדדי, עם קוטר בלוק לחץ של φ30 מ"מ ועומס הזחה של 70 kN) יש להשתמש בדגימות ריתוך כדי להפחית את מתח הריתוך שיורי ולמנוע התפשטות הסדקים.

בדיקת טעינה ורכישת נתונים

בחר את שיטת הטעינה המתאימה בהתבסס על תרחיש הבדיקה (טמפרטורה רגילה/טמפרטורה נמוכה, סטטי/דינמי). תהליך הליבה הוא כדלקמן:

1. בקרת סביבה:

– בדיקת טמפרטורה נמוכה: יש להניח את הדגימה בתא טמפרטורה, ויש לשלוט בטמפרטורה על פי דרישות התקן (לְמָשָׁל, -18℃ משמש בדרך כלל עבור תרחישי פלטפורמה ימית, ו -15℃ משמש בדרך כלל עבור תרחישי פלדה צינורות). זמן ההחזקה חייב להבטיח טמפרטורה אחידה על פני כל המדגם.

– בדיקת טמפרטורה תקינה: טמפרטורת הסביבה נשלטת בין 5 ~ 40 ℃, והלחות היחסית היא ≤90%.

2. שיטת טעינה:

– טעינה סטטית (חֵלֶק 1, חֵלֶק 2): הטעינה מתבצעת במעבר אחד עד שהדגימה הופכת לא יציבה ונכשלת. קצב הטעינה נשלט בין 0.5 ~ 1.0 מ"מ לדקה.

– טעינה דינמית (חֵלֶק 3): קצב הצמיחה של גורם עוצמת הלחץ חייב להיות >3.0 MPa·m/s. מכונת בדיקה דינמית משמשת להשגת טעינה מהירה.

3. רכישת נתונים: העומס-תזוזה (P-V) עקומה נרשמת בזמן אמת באמצעות מערכת רכישת נתונים. פרמטרים כגון קצב טעינה, טמפרטורת הסביבה, ושינויי תזוזה נאספים באופן סינכרוני. תדירות דגימת הנתונים חייבת לעמוד בדרישות לניטור התפשטות הסדקים.

דרישות הליבה למכונות בדיקה

BS 7448 מפרט דרישות ברורות לדיוק, קְשִׁיחוּת, יכולות שליטה, ופונקציות עזר של מכונות בדיקה. דרישות המכונה עבור שלבי בדיקה שונים הן כדלקמן:

מכונות בדיקות דינמיות/עייפות (עבור עייפות טרום סדק הכנה)

1. סוּג: עדיפות למכונות לבדיקת עייפות בתדר גבוה, מאופיין במבנה פשוט, יעילות גבוהה, וצריכת אנרגיה נמוכה. הם יכולים לבצע סימטריים, אסימטרית, או מבחני עייפות פועם חד כיווני.

2. דרישות ביצועים:

– דיוק הטעינה: דיוק בקרת עומס דינמי ≤ ±1%, מסוגל להוציא ביציבות עומסים מחזוריים מוגדרים מראש;

– קְשִׁיחוּת: גוף המכונה חייב להיות בעל קשיחות גבוהה כדי למנוע עיוות במהלך הטעינה, מה שעלול להשפיע על יציבות התפשטות הסדקים;

– פונקציות בקרה: חייב להיות בו בקרת עומס ממוחשבת, רישום ספירת מחזורים, ופונקציות כיבוי אוטומטי, ולהיות מסוגל לנטר את מצב התפשטות הסדקים בזמן אמת;

– הסתגלות סביבתית: זה חייב להיות מותאם לסביבות טמפרטורות גבוהות ונמוכות כדי לעמוד בדרישות העייפות לפני סדק בטמפרטורות שונות;

3. הַתאָמָה: זה חייב לעמוד בתקן DIN EN ISO/IEC 17025 ותקן JB/T 5488-1991 דרישות.

מכונת בדיקה אוניברסלית (לבדיקת טעינה סטטית)

1. פונקציות ליבה: בעל יכולת טעינה מעין סטטית, המאפשר כיפוף שלוש נקודות או מצבי טעינת מתיחה קומפקטית;

2. דרישות ביצועים:

– דיוק טעינה: דיוק בקרת קצב הטעינה ≤ ±0.05 מ"מ/דקה, מסוגל לשמור ביציבות על קצב טעינה סטנדרטי של 0.5~1.0 מ"מ/דקה;

– מדידת עומס: מצויד בחיישן עומס ברמת דיוק גבוהה, דיוק מדידת עומס ≤ ±0.5%, הטווח חייב לכסות את עומס הכשל הצפוי של הדגימה (לְמָשָׁל, לבדיקות צלחת עבה, חייבת להיות לו קיבולת עומס של מאות קילו-ניין);

– מדידת תזוזה: מצויד ב-extensometer, דיוק מדידת תזוזה ≤ ±0.001 מ"מ, בעל יכולת רכישה בזמן אמת של שינויי תזוזה בחריץ הדגימה;

– קשיחות ויציבות: קשיחות גוף מכונה גבוהה, אין זחילה במהלך הטעינה, הבטחת הדיוק של נתוני תזוזה של עומס;

BS 7448 מכונות בדיקה דינמיות וסטטיות/Dמכונת בדיקה ynamic (חֵלֶק 3: לטעינה דינמית)

1. דרישות ביצועים: חייב להיות בעל יכולת טעינה מהירה, מסוגל להשיג קצב צמיחה של גורם עוצמת הלחץ > 3.0 MPa·m/s;

2. שליטה ורכישה: מצויד במערכת רכישת נתונים במהירות גבוהה, תדר דגימה ≥1000 הרץ, מסוגל לקלוט שינויי עומס ותזוזה מיידיים במהלך טעינה דינמית;

3. הגנה בטיחותית: בעל התקני הגנה בטיחותיים מקיפים למניעת התזת שברי דגימות במהלך טעינה דינמית.

ציוד בקרת סביבה

1. תא טמפרטורה:

– טווח בקרת טמפרטורה: מכסה -40℃ לטמפרטורת הסביבה (עומד בדרישות בדיקה בטמפרטורה נמוכה), דיוק בקרת טמפרטורה ≤±1℃;

– אֲחִידוּת: אחידות הטמפרטורה בתוך החדר ≤±2℃, הבטחת טמפרטורת מדגם כללית עקבית;

– סְגִילוּת: חלל פנימי יכול להכיל דוגמאות בגודל סטנדרטי ומתקני טעינה מבלי להשפיע על פעולות הטעינה;

2. התקנים סביבתיים מיוחדים (אם נדרש): לבדיקות סביבה קורוזיבית או בטמפרטורה גבוהה, תאי הדמיה סביבתיים מתאימים (כגון תאי סביבת גז קורוזיבי, תנורי חימום בטמפרטורה גבוהה) נדרשים לעמוד ב-BS 7448 דרישות בדיקה מורחבות.

מדידה וציוד עזר

1. מערכת איסוף ועיבוד נתונים: מצויד בהקלטת נתונים בזמן אמת, אִחסוּן, ופונקציות ניתוח, מסוגל ליצור אוטומטית עקומות תזוזה של עומס, ותמיכה בחישוב אוטומטי של K, בַּקָלָה, וערכי J;

2. ציוד כיול: כייל את מכונת הבדיקה באופן קבוע, חיישנים, ומכשירי מדידה להבטחת העקיבות של תוצאות המדידה. תקני כיול חייבים לעמוד בתקנים מטרולוגיים לאומיים או בינלאומיים;

3. מתקנים וכלי עבודה: מצויד במתקנים ייעודיים לדגימות כיפוף שלוש נקודות ומתקנים קומפקטיים לדגימות מתיחה. המתקנים בעלי קשיחות גבוהה ומיקום מדויק, הבטחת חלוקת מתח אחידה במהלך טעינת הדגימה.

אמצעי זהירות ליישום רגיל

1. שליטה קפדנית על טמפרטורת הדגימה חיונית במהלך הבדיקה, במיוחד בבדיקות טמפרטורה נמוכה. זמן החזקה לא מספיק יוביל לטמפרטורת דגימה לא אחידה, משפיע על תוצאות הבדיקה.

2. היווצרות עייפות לפני סדקים היא שלב קריטי בבדיקה. החדות והאחידות של הסדקים קובעים ישירות את תוקף הבדיקה. יש צורך בשליטה מדויקת על פרמטרי העמסה באמצעות מכונת בדיקת עייפות בתדר גבוה.

3. דוח הבדיקה חייב לרשום במלואו מידע על הדגימה, פרמטרי בדיקה, נתוני מדידה, ותוצאות הערכת תוקף. אם לא מתקיימים דרישות התוקף, יש לציין את הסיבות, ויש לחזור על הבדיקה.

לפרטים נוספים על מכונת הבדיקה הדינמית, אנא צור קשר:
📩 andy@victorytest.com
📞 וואטסאפ: +8615305307234
🌏 www.vtstestmachine.com

הצוות שלנו מורכב מאנשי מקצוע מסורים אשר נלהבים מטכנולוגיה ומספקים את הפתרונות והשירותים הטובים ביותר ללקוחותינו.