برای اطمینان از دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر براساس استانداردها و یا درخواست مشتری ،نیاز است که برخی آزمایش ها بر روی قطعه و یا نمونه شاهد انجام شود.اینکه انتخاب نمونه و نحوه اجرای آزمایش برچه اساس و اصولی استوار است،توسط استاندارد های معتبر و یا ارایه شده از طرف مشتری تعیین می شود.در این استانداردها یا درخواست ها معمولا نوع تست یا تستهایی که باید توسط تولید کننده انجام شود،معرفی می شود و تولید کننده موظف به انجام آنها می باشد.از جمله این آزمایش ها،آزمایش کشش،ضربه،سختی،خمش ومتالوگرافی می باشد.

آزمایش کشش

این آزمایش،یکی از اصلی ترین آزمایش های لازم برای تولیدات فولادی به شمار می رود که نتایج آن باید در گواهینامه های صادره از طرف تولید کننده ذکر شود.در این آزمایش،نمونه آماده شده(شکل2) تحت تنش کششی در راستای محور خود قرار می گیرد.مدت زمان اعمال این نیرو آنقدر ادامه می یابد که نمونه شکسته شود.نتایج حاصله به صورت نمودار تنش-کرنش ترسیم می شود.پارامترهایی هم چون استحکام تسلیم،استحکام نهایی،درصد ازدیاد طول و کاهش سطح مقطع در این آزمایش اندازه گیری و محاسبه شده و گزارش می شود.

دستگاه اعمال نیرو می تواند پیچی یا هیدرولیک باشد.در آزمایشگاه مکانیکی،دو نوع دستگاه کشش از نوع هیدرولیکی با دو ظرفیت مختلف بکار می رود.ظرفیت یکی از دستگاه ها 400 KN و دیگری 1000 KN می باشد.در شکل 1 این دودستگاه آورده شده اند.

شکل 1 - دستگاه های کشش در آزمایشکاه مکانیکی

(a) A=60 mm, R=10 mm, D=12.5 mm, G=50 mm

(b) G=200, W=40, R=13, L=450, A=225, B=75, C=50 mm

شکل 2 -ابعاد نمونه های کشش براساس استاندارد ASTM A370

در این آزمایشگاه ،استانداردهای زیر برای انجام آزمایشها می توانند استفاده شوند:

ASTM A370, EN10002, BS1501, BS EN288-3, AWS D1.1, D1.5, ASME SEC II, SEC IX –API 5L-DIN 50120-UIC 810

نمونه ها به دو صورت نمونه رزوه شده و نمونه تخت آماده می شوند.در نمونه رزوه شده،نمونه مطابق ابعادی که در استاندارد مربوطه ارایه شده است،ماشینکاری می شود مقطع نمونه دایره می باشد.اما در نمونه تخت که بیشتر برای ورق ها استفاده می شود،مطابق ابعادی که در استاندارد درخواست شده است،از قسمتی از ورق ،نمونه بریده شده و سپس تحت تنش به وسیله دستگاه قرار می گیرد.

شکل 3 -نمودار تنش - کرنش

آزمایش ضربه

آزمایش ضربه برای تعیین مقدار چقرمگی فولاد در دمای مربوطه می باشد.محیط خنک کننده برای این آزمایش،به دو صورت مایع و گازی می باشد.برای محیط مایع از محلول CO 2 در الکل و برای محیط گازی از نیتروژن مایع استفاده می شود.کمترین دمایی که می توان انرژی ضربه را در آن انجام داد، -110 C است.حداکثر مقدار انرژی ضربه ای که با این دستگاه می توان اندازه گیری کرد،300 ژول است.نوع آزمایش ضربه،شارپی می باشد.

شکل 4 -دستگاه انرژی ضربه

شکل 5 -شمای انجام تست ضربه

سختی

سختی فولادهای تولیدی را می توان برحسب مقدار و استاندارد مربوطه با معیارهای مختلفی می توان اندازه گرفت.انواع روشهای سختی سنجی ،برینل HB ،راکول (HRC-HRB-HRA) و ویکرز (HV10…HV30) را میتوان اندازه گیری کرد.دو نوع دستگاه پرتابل و ثابت برای سختی سنجی موجودند که دستگاه پرتابل دیجیتال بوده و دستگاه ثابت به دو نوع دیجیتال و مکانیکی می باشند.

شکل 6 -سختی سنجی

آزمایش خمش

این آزمایش بیشتر بر روی نمونه های جوشکاری شده انجام می شود و یا دستگاه های کشش نیز می توان انجام داد.علی ایحال برای دستیابی به دقت بهتر و سرعت بالا یک پرس 50 تنی بدان اختصاص یافته است.این آزمایش برای ورق های جوشکاری شده و تایید WPS و تهیه PQR و WPQ می باشد.

متالوگرافی

در این آزمایشگاه که جزیی از آزمایشگاه مکانیکی می باشد،بررسی های متالوگرافیکی بر روی نمونه انجام می شود.آزمایش های متالوگرافی به دو نوع ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم بندی می شود.آزمایش های ماکروسکوپی شامل تستهای سولفور پرینت ،فسفر پرینت و تشخیص خطوط سیلان می باشند.آزمایشهای

شکل 7 -دستگاه خمش

میکروسکوپی نیز شامل تعیین اندازه دانه،درصد فازها،بررسی میزان ناخالصی ها،توزیع ساختار و میکرو سختی می باشد.در این راستا از برخی استانداردها همچون استانداردهای زیر استفاده شده است:

ASTM E112, E45 - DIN EN50602, ASME SEC VIII

آزمایشگاه جوشکاری

در این آزمایشگاه که در واقع بخشی از آزمایشگاه جوشکاری محسوب می شود،روشهای جوشکاری مطابق WPS بر روی ورق ها انجام می شود.روشهای جوشکاری که در این آزمایشگاه می توان انجام داد عبارتند از: SMAW,GMAW,GTAW,SAW .این روش ها به دو دسته دستی و خودکار قابل اجرا هستند.در واقع،تهیه PQR و WPQ بعد از اجرای WPS با همکاری بخش انجام تستها از وظایف اصلی این آزمایشگاه می باشد.

شکل 8 -آزمایشگاه متالوگرافی

شکل 9 -دستگاه جوش زیرپودری در آزمایشگاه جوشکاری

واحد تعیین آنالیز شیمیایی

واحد تعیین آنالیز شیمیایی به دو بخش کوانتومتری و شیمی تر تقسیم می شود.در کوانتومتر،آنالیز شیمیایی فولادها با 21و 17 عنصر تعیین و گزارش می شود.در شیمی تر با کمک از تجزیه شیمیایی فولاد درصد عناصر موجود در فولاد تعیین می شود.هم چنین در این واحد،امکان اندازه گیری مقادیر گازهای نیتروژن،اکسیژن و هیدروژن وجود دارد.از طرفی از روش جذب اتمی نیز استفاده می شود.

شکل 10 -دستگاه کوانتومتر

شکل 11 -دستگاه اندازه گیری گاز

کارگاه آماده سازی

در این کارگاه ،نمونه های آزمایش با روش های ماشینکاری و برشکاری از نمونه شاهدها و ورقها تهیه می شود.امکان تهیه نمونه های مختلف براساس استاندارد های متفاوت با کمک از تجهیزات مناسب ماشینکاری و برشکاری در این کارگاه مهیاست.

شکل 12 -کارگاه آماده سازی نمونه ها