تست خزش

تست خزش

تعداد بازدید: 9192
چهارشنبه 03 دي 1393

تست خزش

تست خزش (Creep Test) معمولا به‌ صورت کششی انجام می‌ شود و نمونه‌ های تست نیز دارای شکلی مشابه نمونه‌ های تست کشش هستند. نمونه‌ های تست خزش کششی، مقطع گرد یا مستطیلی دارند ولی اندازه آن‌ ها استاندارد نشده است.

اندازه‌ های واقعی نمونه‌ ها به نوع ماشین تست بستگی دارد. ماشین‌ های تست خزش باید خصوصیاتی به شرح زیر داشته باشند:

الف) از قابلیت اعمال و حفظ نیروی کششی ثابت برخوردار باشند.

ب) باید کوره ‌ای مناسب برای حفظ دمای نمونه آزمایش در مقدار مورد نظر و در محدوده‌ ای بسیار نزدیک به آن را داشته باشد.

پ) وسایل لازم برای اندازه‌ گیری دقیق افزایش طول نمونه را دارا باشند.

اگر ماشین تست فقط برای اندازه‌ گیری اطلاعات مربوط به تنش تا گسیختگی مورد استفاده قرار گیرد، آخرین شرط قید شده، لازم نخواهد بود.

ماشین تست خزش کششی طوری طراحی می ‌شود که نمونه به ‌صورت قائم در آن قرار گیرد و معمولا نیروی محوری به گیره ‌های نمونه، توسط یک سیستم اهرم و بار مرده (آویختن وزنه) اعمال می ‌شود. یک نکته مهم این است که دمای نمونه در خلال آزمایش به‌ خوبی تحت کنترل قرار داشته باشد و علاوه بر این، دما در تمام طول نمونه یکنواخت باشد. روش متداول، استفاده از یک کوره مقاومتی استوانه ‌ای است که روی قاب ماشین کشش نصب می ‌شود و در امتداد قائم قابل جابه‌جایی است. کوره می ‌تواند در امتداد هادی خود به طرف بالا و پایین حرکت کند تا در مکانی مناسب، نمونه را در بر گیرد، یا به فاصله مناسبی از آن قرار گیرد به ‌طوری که گذاشتن و برداشتن نمونه آزمایش و همچنین تنظیم سیستم کرنش سنج امکان ‌پذیر باشد. کوره باید به مقدار قابل ملاحظه‌ای از طول نمونه آزمایش بلند تر باشد تا اطمینان از برقراری دمای یکنواخت در تمام طول نمونه حاصل شود.

در استاندارد انگلیسی 3500 (1969)، شرایطی که باید تست خزش در آن شرایط انجام شود، توضیح داده شده و بر تلرانس هر چه کوچک‌ تر دما تاکید شده است، برای انجام آزمایش تا 600 درجه سانتی گراد، باید دما ها تا حدود 2± درجه سانتی گراد ثابت نگه داشته شوند و برای محدوده 600 تا 800 درجه سانتی گراد، این مقدار 2.5± درجه سانتی گراد، و در دماهای بین 800 تا 1000 این مقدار 3± درجه سانتی گراد تعیین شده است. برای رسیدن به این شرایط، نه تنها باید کوره به دقت ساخته شود و توسط ترموکوپل کنترل شود بلکه باید وسایل اندازه‌گیری دما از دقت و حساسیت بالایی برخوردار باشند. کوره‌ هایی که برای آزمایش خزش مورد استفاده قرار می‌ گیرند، معمولا دارای چند ناحیه هستند، که هر یک از آن‌ ها می ‌تواند مستقلا کنترل شود و به این ترتیب افت‌ دما، که معمولا در دو انتهای استوانه کوره وجود دارد، جبران می ‌شود. در طول‌ گیج نمونه باید چندین ترموکوپل دقیق قرار داده شود. حساسیت وسایل اندازه‌گیری دما باید به ‌قدری باشد که تغییرات نیم درجه سانتیگراد، یا کمتر از آن را، اندازه‌گیری کنند.

در خلال انجام تست خزش، به استثنای آزمایش تنش تا گسیختگی، لازم است مقدار کرنش به دقت اندازه‌گیری شود. معمولا کرنش سنج‌ های به‌ کار رفته از نوع آیینه‌ ای هستند، که حساسیت اندازه‌گیری افزایش طول با دقت‌ 3-10 یا 4-10 میلی‌ متر را دارند؛ این دقت برای تست های خزش از نوع تنش تا گسیختگی، لازم نیست. میله‌ های انبساط، که از آلیاژهای مقاوم به دما ساخته می‌ شوند، نقاط اتصال نمونه را به کرنش سنج خارج کوره متصل می‌ کنند.  معمولا، حساسیت کرنش سنج‌ ها با مقدار کل ازدیاد طولی که می‌ توانند اندازه بگیرند، نسبت عکس دارد.

 بیشتر کرنش‌ سنج‌ هایی که برای تست های خزش به‌ کار گرفته می‌ شوند، دارای امکانات انتخاب مبدا اندازه‌گیری نیز هستند، لذا، می‌ توان برد اندازه‌گیری آن‌ ها را تغییر داد و قرائت دقیق‌ تری برای افزایش طول‌ های بزرگ‌ تر به‌ دست آورد. اگر انتهای بازو های کرنش‌ سنج‌ ها به طرفین نمونه آزمایش متصل شود، ممکن است در قرائت طول مشکلاتی ایجاد شود؛ اما می‌ توان بازو های کرنش‌ سنج را در محدوده‌ ای خارج از قسمت اندازه‌ گیری با استفاده از تیغه‌ های تماس لبه تیز به گیج متصل نمود. اتصالات باید بسیار محکم باشند تا ضمن آزمایش، محل آن‌ ها تغییر نکند، به‌ ویژه اگر لازم باشد که آزمایش در دما های خیلی بالا انجام شود. به هر حال زیاد محکم کردن گیره‌های لبه تیز، روی نمونه می‌تواند فرورفتگی‌ هایی ایجاد کند که نهایتا رفتار نمونه تحت آزمایش را تغییر می‌ دهد. در روش دیگر، کرنش‌ سنج‌ ها به شانه‌ هایی که خارج از قسمت اندازه‌گیری نمونه قرار دارند متصل می‌ شوند (شکل روبرو). از آنجا که سطح مقطع نمونه آزمایش از قسمت میانی تا نقاط اتصال روی شانه‌ ها در یک فاصله کوتاه به مقدار زیادی تغییرات دارد، مقدار افزایش طولی که  روی شانه‌ها ایجاد می‌شود ناچیز است.

 

روش اتصال بازوهای کرنش‌سنج به دو شانه نمونه آزمایش خزش

چنانچه نقاط اتصال، نزدیک به لبه شانه‌ های نمونه باشند در این صورت افزایش طول اندازه‌گیری شده، نمایش تقریبا دقیقی از افزایش طول متناظر با طول قسمت گیج نمونه خواهد بود؛ به عبارت دیگر با ازدیاد طول قسمت موازی نمونه آزمایش، که بین دو شانه واقع است، برابر خواهد بود. با این طریقه اتصال، بازو های کرنش‌سنج به‌ طور محکم بسته می‌ شوند بدون این که خطر ایجاد اثر منفی روی طول سنجه نمونه وجود داشته باشد.

در یک تست خزش ابتدا نمونه همراه با ترموکوپل و کرنش‌ سنج متصل به آن تا دمای انجام آزمایش گرم می‌شود و سپس بارگذاری انجام می‌ شود. نیرو باید بتدریج افزایش یابد و ازدیاد طول ناشی از افزایش بار، تا رسیدن به تنش اسمی، باید ثبت شود. ثبت نتایج به‌ منظور تعیین مقادیر نسبی کرنش الاستیک و پلاستیک در آغاز بارگذاری ضروری است. پس از آن که تغییر شکل پلاستیک اولیه ناشی از اعمال بار به پایان رسید، کرنش‌ های اندازه‌ گیری شده در فواصل منظمی از زمان، ثبت می‌ شوند. فواصل زمانی بین اندازه‌گیری‌ ها، بستگی به آهنگ خزش دارد. شرایط عمومی انجام تست خزش، در استاندارد انگلیسی 3500، قسمت‌ های 1 و 3 (1969) آمده است.

 

تعیین کرنش پلاستیک اولیه

تست کشش- گسیختگی

اگر زمان تا شکست، برای دما و تنش بخصوصی مورد نظر باشد ولی نمایش تغییرات کرنش خزشی ضروری نباشد، می‌ توان تعدادی نمونه را به‌ طور همزمان در یک ماشین آزمایش نمود؛ به این ترتیب از نظر اقتصادی در استفاده از ماشین‌ های تست خزش مقداری صرفه‌ جویی خواهد شد. در این گونه موارد تعدادی از نمونه‌ های آزمایش را می‌ توان در امتداد یکدیگر به‌ صورت یک رشته بلند در داخل کوره قرار داد و بار مورد نظر را اعمال نمود (شکل روبرو).در این آزمایش، مانند دیگر تست های خزش، به هر نمونه یک ترموکوپل مستقل مربوط می‌ شود.

 

رشته‌ای از نمونه‌های آزمایش برای آزمون تنش- گسیختگی

 دمای آزمون باید در حدودی که در بخش تست خزش بیان شد، کنترل شود. اگر یکی از نمونه‌ های آزمایش بشکند، بر تمام نمونه‌ های باقیمانده بار وارد خواهد شد. دستگاه معمولا طوری تنظیم می‌ شود که با آزاد شدن بار به علت شکستن یکی از نمونه‌ ها، یک میکروسویچ عمل کرده و کوره و ساعت اندازه‌ گیری زمان را خاموش نماید؛ سپس می‌ توان قطعه شکسته شده را برداشت و آزمایش را برای قطعات باقیمانده ادامه داد. بنا بر استاندارد انگلیسی 3500 لازم است که زمان تا گسیختگی با دقت 1± درصد اندازه‌گیری شود.

این واقعیت که تست خزش فرآیندی بسیار طولانی است این مفهوم را می‌ رساند که آزمایشگاه تست خزش نیاز به تعداد بسیار زیادی تجهیزات دارد، شاید حدود صدها ماشین تست خزش در یک آزمایشگاه لازم باشد؛ لذا آزمون خزش بسیار پر هزینه است، هم به خاطر هزینه بالای خرید ماشین‌ آلات و هم به خاطر فضای مورد نیاز. بنابراین، میزان صرفه‌ جویی اقتصادی، زنجیره کردن نمونه‌ ها و انجام آزمون با یک ماشین را به‌ خوبی توجیه می‌ کند.

آزمون رهایی تنش

اساس آزمون رهایی تنش، تحت تنش قرار دادن نمونه است به‌ طوری که در آن تا مقدار از پیش تعیین شده‌ ای کرنش ایجاد شود. سپس کرنش در سطح مشخصی ثابت نگهداشته می‌ شود و تغییرات تنش با زمان ثبت می‌ شود. مانند آزمون خزش، کنترل دقیق دما لازم است. در این آزمون، نمونه و ترموکوپل‌ های متصل به آن، داخل کوره و درون یک چهارچوب صلب تحت کشش، قرار می‌ گیرند. وقتی نمونه به دمای موردنظر می‌رسد (دما مرتبا کنترل می‌شود)، با پیچاندن پیچ کشش یک انتهای چهارچوب، مقداری کرنش کششی در نمونه ایجاد می‌ شود. نیروی کششی اعمال شده را می‌ توان اندازه‌گیری کرده و تغییرات آن را با گذشت زمان ثبت نمود و یا نشان داد. در استاندارد 3500، قسمت 6 (1969) مقرراتی که باید به‌ طور کلی در انجام آزمون‌ های رهایی تنش مراعات شود، ذکر شده است.

ارزیابی نتایج آزمون خزش

نتایج آزمون خزش تا حدودی دارای پراکندگی است و عاقلانه نیست که برای یک دما و تنش بخصوص، فقط به نتایج تنها یک آزمون اکتفا شود؛ بنابراین، می‌ توان گفت که برنامه‌ ریزی و انجام تست خزش بسیار پر هزینه است و علاوه بر این انجام آن نیاز به زمان طولانی دارد. برای به‌ دست آوردن تصویر کاملی از مشخصات خزشی ماده، به‌ ازای هر ترکیبی از تنش و دما، انجام چندین آزمون و ثبت نتایج آن لازم است. با وجود این، حتی اگر هر ترکیبی از ویژگی‌ های خزشی ماده در دوره‌ های نسبتا کوتاه 1000 یا 10000 ساعته در دسترس باشد، بسیار مشکل است که عملکرد خزشی آن ماده را در یک دوره طولانی از عمر ضمن خدمت، پیش‌ بینی کرد. برای مثال، عمر قابل انتظار یک مولد بخاری نیروگاه می‌ تواند نهایتا به بیش از 20 سال برسد (حدود 200000 ساعت)؛ لذا ارزیابی چگونگی عملکرد قطعه در یک دوره طولانی از عمر خدمت آن، بر پایه برون‌یابی نتایج آزمون خزش مثلا 10000 ساعته، را نباید قابل اعتماد تصور نمود. موضوع قابل توجه دیگر این است که آزمون خزش رفتار ماده را در شرایط دما و تنش ثابت تعیین می‌ کند، در حالی که یک قطعه ضمن خدمت، ممکن است مرتبا در چرخه سرما و گرما قرار گیرد و بار متغیری نیز به آن اعمال شود. با وجود این نتایج آزمایش خزش را می‌ توان با اطمینان کافی برای مقاصد طراحی مورد استفاده قرار داد، مشروط بر این که شرایط کار شامل مقادیر نسبتا ثابتی از تنش و دما در دوره‌ های طولانی کار باشد و تناوب چرخه‌ های گرما و سرما کوتاه باشد. در غیر حالات یاد شده، داده‌ های تست خزش باید با احتیاط زیادی مورد استفاده قرار گیرند. غالبا استفاده از اطلاعات مربوط به قطعات و موادی که در شرایط کاری مشابه با قطعه مورد نظر به‌کار گرفته شده‌اند، نیز مفید است.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

ورنون جان ، آزمون مواد ، ترجمه علی حائریان و محسن کهرم ، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد ،1386.

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

آزمون خزش
آزمایش خزش
Creep Test
برچسب ها: آزمونخواص مکانیکی موادآزمون های مکانیکیخزش
بازدید استاندار اصفهان از کارخانه شرکت پاکمن
بازدید استاندار محترم اصفهان از کارخانه شرکت پاکمن در روز شنبه 20 مهر ماه 139 ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 98
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
گرامیداشت روز صنعت و معدن و تجلیل از واحدهای نمونه صنعتی و معدنی
  مراسم گرامیداشت روز صنعت و معدن، در روز شنبه 30 شهریور ماه 98 در سپاها ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایش و گرمایش
عنوان:هجدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایش و گرمایش شهر: ت ...بیشتر
یازدهمین نمایشگاه بین المللی متالورژی، فولاد، ریخته گری، ماشین آلات و صنایع وابسته اصفهان-شهریور 98
عنوان نمایشگاه : یازدهمین نمایشگاه بین المللی متالورژی، فولاد، ریخته گری، ماشین ...بیشتر
پانزدهمین دوره نمایشگاه بین المللی آب، تاسیسات آب و فاضلاب تهران - مهرماه 98
عنوان :  پانزدهمین دوره نمایشگاه بین المللی آب، تاسیسات آب و فاضلاب تهران - ...بیشتر
دفتر فروش پاکمن در استان آذربایجان شرقی-شهر تبریز
دفتر فروش پاکمن در استان آذربایجان شرقی-شهر تبریز تا کنون حضور فعالی در زمینه ی ...بیشتر
نمایندگی فروش پاکمن در شهر اصفهان
دفتر فروش پاکمن در استان اصفهان-شهر اصفهان تا کنون حضور فعالی در زمینه ی فروش، ف ...بیشتر
گزارش اولین روز برگزاری نمایشگاه صنعت ساختمان
 اولین روز نمایشگاه صنعت ساختمان با حضور تعداد زیادی از شرکت های معتبر از ت ...بیشتر
گزارش غرفه پاکمن در بیست و یکمین نمایشگاه صنعت ساختمان شیراز
بیست و یکمین نمایشگاه صنعت ساختمان شیراز از تاریخ 11 تیرماه 98 آغاز شد ، افتتاحی ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته کرمان-شهریور 98
عنوان: هفدهمین نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته کرمان شهر: کرمان تار ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر