प्रभाव परीक्षण क्या है?
प्रभाव परीक्षण को समझने और धातुओं की कमजोरी का मूल्यांकन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। धातुओं की कमजोरी उस विशेषता या संपत्ति से जुड़ी होती है जिसे इस धातु को प्रशंसनीय विकृति के बिना टूटना (या फ्रैक्चर) प्राप्त करना होता है।
परीक्षण द्वितीय विश्व युद्ध से महत्व प्राप्त किया, जब जहाजों पारंपरिक riveted निर्माण के स्थान पर वेल्डेड प्लेटों का उपयोग करने के लिए शुरू किया ।
तब तक, इस नाजुक व्यवहार को समझ में नहीं आया क्योंकि यह किसी अन्य परीक्षण द्वारा अनुमानित नहीं किया जा सकता था, जैसे कि तन्य परीक्षण।
तन्य परीक्षण एक एक uniaxial/uniaxial प्रतिरोध परीक्षण आम तौर पर कमरे के तापमान पर प्रदर्शन किया है और इसलिए काम करने की स्थिति है कि संयुक्त राज्य अमेरिका के "स्वतंत्रता" जहाजों के दौर से गुजर रहे थे के प्रतिनिधि नहीं था:
- कम तापमान;
- ट्राइक्सियल तनाव राज्य (तीन कुल्हाड़ियों पर वोल्टेज - एक्स, वाई और जेड);
- गतिशील रूप से लागू लोड (प्रभाव);
इन जहाजों की सेवा में विफलता के कारण प्रमुख मानव और भौतिक नुकसान के बाद, प्रभावों के लिए विशिष्ट परीक्षण विकसित किए गए थे ।
प्रभाव प्रतिरोध तापमान से बहुत प्रभावित होता है, लेकिन उन स्थितियों से भी जो आसानी से एक आम तन्य परीक्षण में लागू नहीं की जा सकती हैं:
- दरारों या पायदान का अस्तित्व;
- लोडिंग की गति;
अमेरिकी परिवहन जहाजों संदिग्ध थे, जहां वे निर्मित और परीक्षण किया गया, उनके विपरीत यूरोप के ठंडे पानी में । इसके साथ हम निष्कर्ष निकालते हैं कि कमजोर सामग्री और नाजुक सामग्री हैं, जैसे स्वतंत्रता जहाजों के वेल्ड्स ।
यहां तक कि संदिग्ध सामग्रियों का उपयोग करना, एक निश्चित आवेदन या लोड का सामना करने के लिए पर्याप्त शक्ति के साथ, यह व्यवहार में पाया गया कि एक संदिग्ध सामग्री किसी दिए गए तापमान के बाद कमजोर रूप से टूट सकती है।
प्रभाव परीक्षण में नीचे दिए गए आंकड़े में हथौड़े के प्रभाव के कारण एक मानकीकृत, पैटर्न वाले परीक्षण शरीर को झुकने के लिए अधीन किया जाता है।
प्रभाव परीक्षण परीक्षण शरीर के विरूपण और फ्रैक्चर में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा प्राप्त करने की अनुमति देता है। यह ऊर्जा एच पेंडुलम की प्रारंभिक ऊंचाई और एच ' परीक्षण शरीर के टूटने के बाद अधिकतम ऊंचाई तक पहुंच के बीच अंतर का उपाय है ।
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ध्यान दें कि छोटे एच', अधिक ऊर्जा परीक्षण शरीर द्वारा अवशोषित किया गया था। दूसरी ओर, अवशोषित ऊर्जा (ग्रेटर एच') कम होगी, जो उस तापमान पर सामग्री के व्यवहार को अधिक नाजुक बनाती है।
प्रभाव परीक्षण का उद्देश्य
प्रभाव परीक्षण मानकों की आवश्यकता (एएसएमई, एडब्ल्यूएस, दीन, आईएसओ आदि) द्वारा लागू किया जाता है और हमारे पास इसका उपयोग करने के कई कारण हैं।
कारणों में से एक उपकरण है कि कम तापमान पर काम करेंगे में सामग्री का मूल्यांकन करने के लिए है । अधिक विशेष रूप से, इसका उपयोग सामग्रियों के नाजुक व्यवहार के मूल्यांकन में किया जाता है और सामग्रियों के डूक्टिल-नाजुक संक्रमण तापमान के अध्ययन के लिए सहायक उपकरण के रूप में कार्य करता है।
हालांकि, इस मूल्यांकन के परिणाम का सीमित अर्थ और व्याख्या है और इसका परिणाम निर्णायक नहीं है । इस कारण से, परीक्षण को एक ही शर्तों के तहत परीक्षण सामग्री की तुलना तक सीमित किया जाना चाहिए।
अधिक मात्रात्मक परिणामों के लिए, सीटीओडी परख और वैकल्पिक रूप से, ड्रॉप वेट टेस्ट का उपयोग किया जाना चाहिए।
प्रभाव परीक्षण की सीमा का स्पष्टीकरण इस तथ्य के कारण है कि परीक्षण के दौरान परीक्षण शरीर में मौजूद ट्राइक्सियल तनावों के घटकों को संतोषजनक ढंग से मापा नहीं जा सकता क्योंकि वे कई कारकों पर निर्भर करते हैं।
इस प्रकार, हम परीक्षण शरीर द्वारा अवशोषित ऊर्जा को धातु के व्यवहार के लिए किसी भी प्रभाव से संबंधित नहीं कर सकते हैं, जो केवल तभी होगा जब पूरे टुकड़े को काम करने की स्थिति में परीक्षण किया गया था।
आप वेल्डिंग या लगाए गए गर्मी उपचार चक्र जैसी विनिर्माण स्थितियों की सफलता (या विफलता) का आकलन करने के लिए प्रभाव परीक्षण का भी उपयोग कर सकते हैं।
एक और बहुत ही आम आवेदन भी वेल्डिंग प्रक्रिया के सत्यापन के लिए है जो दिए गए वेल्डेड संयुक्त में उपयोग किया जाता है। यह जानना पर्याप्त नहीं है कि सामग्री उपयुक्त है, वेल्ड का भी मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
नमूनों के प्रकार
परीक्षण निकाय मानकों (उदाहरण के लिए ASTM A370) द्वारा मानकीकृत किया गया है और फ्रैक्चर के स्थान की अनुमति देने और तनाव की एक त्रिकोणीय स्थिति का उत्पादन करने के लिए उपायों का एक पायदान भी मानकीकृत किया गया है।
आम तौर पर प्रभाव परीक्षण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले नमूने हैं: चार्पी नमूना और izod नमूना, दोनों ASTM E23 मानक द्वारा निर्दिष्ट हैं।
इन दोनों में से सीपी (प्रूफ बॉडी) चार्पी टाइप का सबसे ज्यादा इस्तेमाल बिना किसी शक के किया जाता है। इसका उपयोग इतना किया जाता है कि प्रभाव परीक्षण को कभी-कभी "चार्पी" (वाई में मजबूत ध्वनि के साथ स्पष्ट) कहा जाता है।
चार्पी टेस्ट बॉडी
चार्पी नमूनों को टाइप ए बी और सी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें 10 मिमी के वर्ग खंड, नमूने के केंद्र में 55 मिमी की लंबाई और पायदान होते हैं।
टाइप ए में वी के रूप में पायदान है, यू चार्पी प्रकार के नमूनों के रूप में एक कीहोल और टाइप सी के रूप में टाइप बी को केंद्रीय रूप से समर्थित किया जाता है और इन समर्थनों के बीच की दूरी 40 मिमी है।
नीचे दिया गया आंकड़ा इन तीन प्रकार के नमूनों के आकार, आयामों और पायदान को दर्शाता है।
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चार्पी टेस्ट बॉडी को टेस्ट मशीन पर सपोर्ट किया जाता है ।
Izod टेस्ट बॉडी
इजोड टेस्ट बॉडी में 10 एमएम का स्क्वेयर सेक्शन, लंबाई 75 एमएम, एक छोर से 28 एमएम की दूरी पर पायदान, वी के आकार का होता है।
गहरे पायदान (उदाहरण Izod और Charpy प्रकार ए) के साथ नमूनों का उपयोग सबसे संदिग्ध धातु परीक्षणों में अवशोषित ऊर्जा में अंतर दिखाने के लिए किया जाता है। ये सीपीएस नाजुक फ्रैक्चर को अधिक आसानी से पैदा करते हैं ।
अधिक नाजुक सामग्री के परीक्षण में, जैसे FoFo (कच्चा लोहा) या दबाव में धातुओं डाली, नमूनों आमतौर पर पायदान की आवश्यकता नहीं है । ऐसा इसलिए है क्योंकि सामग्री पहले से ही स्वाभाविक रूप से अधिक नाजुक है ।
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इजोड टेस्ट बॉडी टेस्ट मशीन में सेट (अटकी हुई) है।
कम नमूने
उन सामग्रियों के मामले में जिनके आयाम सामान्य नमूनों (11 मिमी से कम मोटाई) के निर्माण की अनुमति नहीं देते हैं, कम नमूनों को हटाना संभव है। हालांकि परीक्षण शरीर की लंबाई, स्लॉट त्रिज्या और नॉच कोण स्थिर रहते हैं।
पायदान मशीनिंग
हमारे पास पर्याप्त उपकरण और स्लॉट प्रोफाइल नियंत्रण साधन होने चाहिए, क्योंकि स्लॉट मशीनिंग में एक छोटा सा अंतर परीक्षा परिणाम में प्रमुख त्रुटियों को पेश कर सकता है।
नोट: अपने मानकों के माध्यम से पेट्रोब्रास उदाहरण के लिए चार्पी प्रभाव परीक्षण करने से पहले एक प्रोफ़ाइल प्रोजेक्टर में पायदान के सत्यापन की आवश्यकता है ।
स्लॉट का उपयोग ब्रोचड, प्लानर या मिलिंग मशीन के माध्यम से किया जा सकता है, और इसकी प्रोफ़ाइल को प्रोफ़ाइल प्रोजेक्टर द्वारा नियंत्रित किया जाना चाहिए।
जब भी मैं एक प्रभाव परीक्षण का पालन करने के लिए जाना मैं ऑपरेटर से प्रोफ़ाइल प्रोजेक्टर पर एक परीक्षण शरीर डाल तो मैं पायदान के अनुपालन का आकलन कर सकते हैं ।
जहां लागू होता है, वहां हीट ट्रीटमेंट के बाद पायदान की मशीन की जानी चाहिए। "कीहोल" के रूप में स्लॉट किए गए नमूनों में गोलाकार छेद को कम काटने की गति के साथ सावधानीपूर्वक खोला जाना चाहिए।
नाली कटौती किसी भी लागू विधि द्वारा किया जा सकता है, लेकिन ताकि छेद सतह दोषपूर्ण नहीं है।
नमूनों को हटाना
मानक नमूनों को हटाने की जगह निर्दिष्ट करते हैं, क्योंकि उनके अभिविन्यास और पायदान की तैयारी के लिए दिशा परीक्षा परिणामों में महत्वपूर्ण परिवर्तनों का संकेत देती है।
हम हटाने के तीन पदों का पालन किया है और/या Charpy नमूनों पर पायदान की स्थिति, एक इस्पात की थाली के विभिंन पदों से लिया ।
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चार्पी नमूनों में पायदान को हटाने और स्थिति की तीन संभावनाएं
प्रभाव परीक्षण के लिए प्रस्तुत, इन निकायों तीन अलग घटता प्रस्तुत किया, के रूप में निम्नलिखित ग्राफ में दिखाया गया है ।
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शरीर ए में, पायदान सामग्री के तंतुओं के लिए पार है। वक्र ए से पता चलता है कि यह परीक्षण शरीर है कि अवशोषित ऊर्जा की सबसे बड़ी राशि प्रस्तुत किया गया था ।
परीक्षण शरीर सी, जो फाइबर की दिशा में पायदान है (जो कतरनी एहसान), सबसे कम संभव ऊर्जा अवशोषण है ।
बी प्रूफ बॉडी में भी क्रॉस नॉच होता है। केवल, इस मामले में, पायदान प्लेट के मूल को पार करता है, सभी फाइबर को काटता है।
अन्य दो की तुलना में वक्र मध्यवर्ती स्थिति में है । घटता के बीच यह संबंध स्थिर रहता है, जो भी परीक्षण का तापमान ।
परीक्षण तकनीक
नीचे दी गई योजना से प्रभाव परीक्षण देखा जा सकता है।
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एक पायदान के साथ एक मानकीकृत परीक्षण शरीर एक पेंडुलम (ए) के रूप में हथौड़े की कार्रवाई से टूट जाता है। ऑपरेशन के सिद्धांत का विश्लेषण एक ही आकृति के साइड व्यू (बी) द्वारा किया जा सकता है।
यह माना जाता है कि पेंडुलम को इस स्थिति में ले जाया जाता है कि गुरुत्वाकर्षण का केंद्र इस तरह से संदर्भ के संबंध में ऊंचाई पर है कि प्रभाव के बिंदु पर इसकी गतिज ऊर्जा का एक निश्चित और निर्दिष्ट मूल्य होता है। हथौड़ा जारी किया जाता है और पायदान के विपरीत दिशा से परीक्षण शरीर हिट।
धुरी पर हवा प्रतिरोध और घर्षण को अस्वीकार करना, एक बार जारी किया गया और परीक्षण निकाय के अभाव में, पेंडुलम को ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत द्वारा दूसरी तरफ एक ही ऊंचाई तक पहुंचना चाहिए।
परीक्षण शरीर के माध्यम से तोड़ने के बाद, हथौड़ा एक ऊंचाई तक बढ़ जाता है जो परीक्षण शरीर को विकृत करने और तोड़ने के लिए अवशोषित ऊर्जा के विपरीत आनुपातिक है। इस प्रकार, हथौड़ा द्वारा पहुंचने वाली ऊंचाई जितनी कम होगी, परीक्षण शरीर उतनी ही अधिक ऊर्जा अवशोषित होती है। यह ऊर्जा सीधे टेस्ट मशीन में पढ़ी जाती है।
यदि परीक्षण शरीर पेंडुलम के प्रभाव से डाला और उठी है, तो इस ऑपरेशन में अवशोषित ऊर्जा पेंडुलम तक पहुंचने का कारण बनती है, दूसरी तरफ, अधिकतम ऊंचाई एच1 एच0 से कम है। यही है, सामग्री का प्रभाव प्रतिरोध एच0 और एच 1 में संभावित ऊर्जा के बीच अंतर से दिया जाता है।
व्यवहार में, साधन में ऊर्जा अंतर के प्रत्यक्ष पठन के लिए अधिकतम मूल्य संकेतक के साथ स्नातक पैमाने पर है। क्योंकि यह ऊर्जा है, रिपोर्ट में प्रभाव प्रतिरोध आमतौर पर जूल्स (जे) में दर्ज किया जाता है। हालांकि, परीक्षण शरीर द्वारा अवशोषित ऊर्जा को केजीएफ/एम (किलोग्राम-बल प्रति मीटर) या पौंड/फुट (पाउंड प्रति फुट) या जे (जूल) में भी व्यक्त किया जा सकता है । ब्राजील में कुछ पुरानी मशीनें आमतौर पर केजीएफ/एम में ऊर्जा प्रदर्शित करती हैं और जूल में रूपांतरण की आवश्यकता होती है ।
चार्पी परख में, परीक्षण शरीर में एक केंद्रीय पायदान होता है और दोनों सिरों पर समर्थित होता है। प्रभाव केंद्र पर होता है जैसा कि ऊपर दिखाया गया है।
सबसे आम पायदान प्रकार "वी" है, लेकिन "यू" या होल-एंडिंग स्लिट के रूप में भी पायदान हैं। प्रकार वी पायदान के लिए आयाम हैं:
- लंबाई 55 मिमी;
- धारा 10 x 10 मिमी;
- 45º पर पायदान;
- गहराई 2 मिमी।
उपकरण
परीक्षण उपकरण मूल रूप से एक पेंडुलम (हथौड़ा) से बना है जो एक निश्चित ऊंचाई के मुक्त पतन में जारी किया जाता है, परीक्षण शरीर की एक सहायता साइट और एक मापने वाला उपकरण, जिसमें स्नातक पैमाने के साथ एक डायल होता है।
यह डायल आपको प्रारंभिक ऊंचाई और अंतिम ऊंचाई के बीच के अंतर के माध्यम से परीक्षण शरीर के माध्यम से तोड़ने के लिए अवशोषित ऊर्जा को निर्धारित करने की अनुमति देता है।
परीक्षण के बारे में विचार
परीक्षण तापमान सीधे कम और मध्यम शक्ति सामग्री में प्राप्त परिणामों से संबंधित है और इसलिए परीक्षण शरीर के प्रकार के साथ परिणाम में दर्ज किया जाना चाहिए कि परीक्षण किया गया था ।
प्रभाव परीक्षण आमतौर पर कम तापमान के लिए निर्दिष्ट किए जाते हैं, लेकिन परिवेश के तापमान पर या परिवेश के तापमान के नीचे भी किया जा सकता है।
ऐसे मामलों में जहां परीक्षण तापमान कमरे का तापमान नहीं है, नमूनों को मशीन में डाला जाना चाहिए और पांच सेकंड के भीतर उठी (ताकि कोई महत्वपूर्ण तापमान भिन्नता न हो)। इसके अलावा, हीटिंग और/या कूलिंग माध्यम के रखरखाव और तापमान के समरूपता के लिए एक नियंत्रण होना चाहिए ।
चार्पी परीक्षण सबसे अधिक अनुशंसित है क्योंकि यह मशीन पर सबसे सरल स्थिति है। सीपीएस की हैंडलिंग इसके आयामों के लिए उपयुक्त दृढ़ (पंजा प्रकार) के उपयोग के साथ की जा सकती है। सीटीओडी जैसे टेस्ट की तुलना में यह सबसे सस्ता इम्पैक्ट टेस्ट भी है।
इम्पैक्ट टेस्ट करते समय कुछ सावधानी बरतनी चाहिए। उदाहरण के लिए, परीक्षण शुरू होने से पहले, मशीन को पेंडुलम के मुफ्त दोलन के माध्यम से जांचा जाना चाहिए, ताकि मुक्त गिरावट में जारी पेंडुलम मशीन डिस्प्ले पर शून्य ऊर्जा को इंगित करे।
यदि इस प्रक्रिया से पता चलता है कि प्रदर्शन कुछ ऊर्जा मूल्य रिकॉर्ड करता है, तो इस मूल्य को परीक्षण शरीर के साथ परीक्षण के दौरान प्राप्त परिणामों से हटा दिया जाना चाहिए।
परीक्षण सामग्री से कुछ निष्कर्ष निकालने के लिए केवल एक प्रभाव परीक्षण करने की सिफारिश नहीं की जाती है, भले ही इसे करने के लिए देखभाल की जाती हो।
चूंकि एक ही सामग्री के कई नमूनों के परिणाम आपस में भिन्न हो सकते हैं, इसलिए परिणामस्वरूप स्वीकार्य औसत के लिए कम से कम तीन परीक्षण करना आवश्यक है। एक ही स्थान से हर तीन नमूनों को एक सेट कहा जाता है, उदाहरण के लिए: 1 वेल्ड सेट, 1 ZAC सेट आदि ...
तन्य परीक्षण के रूप में, परीक्षण शरीर के खंडित क्षेत्र को देख कर सामग्री की दृढ़ता का अनुमान लगाना भी संभव है। कतरनी का प्रतिशत जितना अधिक होगा, सामग्री उतनी ही संदिग्ध होगी (कर्षण विषय देखें)।
परिणामों का मूल्यांकन
इस परख के लिए मूल्यांकन मानदंड हैं:
- परीक्षण शरीर द्वारा अवशोषित ऊर्जा। परीक्षण नमूनों में अवशोषित ऊर्जा मशीन प्रदर्शन पर पढ़ा जाता है;
- फ्रैक्चर की विशेषता और प्रतिशत (संदिग्ध या नाजुक)। कतरनी का प्रतिशत फ्रैक्चर भाग के क्षेत्र का एक कार्य है जिसका एक उज्ज्वल पहलू है।
- परीक्षा निकाय के पार्श्व विस्तार का प्रतिशत। पार्श्व विस्तार परीक्षण शरीर के टूटने के बाद, पायदान की दिशा में, पायदान के विपरीत चेहरे के अलावा है। यह कसौटी बहुत दुर्लभ है और लगभग कभी नहीं की आवश्यकता है ।
प्रभाव परीक्षण का मुख्य परिणाम परीक्षण शरीर द्वारा विकृत और तोड़ने के लिए अवशोषित ऊर्जा है।
ऊर्जा की गणना प्रभाव से पहले और बाद में हथौड़ा (प्रभाव परीक्षण मशीन का घटक) की संभावित ऊर्जा को अलग-अलग करके की जाती है। याद रखें कि ऊर्जा अवशोषित कम होती है, उस तापमान पर सामग्री उतनी ही नाजुक होती है।
चार्पी नमूनों के उदाहरणों के नीचे आंकड़ा देखें:
- सीपी का परीक्षण नहीं किया गया (नीचे);
- परीक्षण के बाद सीपी (माध्यम का);
- सीपी/बहुत संदिग्ध सामग्री (ऊपर से);
ध्यान दें कि सामग्री को तोड़ने की उम्मीद नहीं है, यानी हम नीचे दिए गए आंकड़े में मध्य सीपी के रूप में सामग्री को तोड़ने/फ्राचर करने की उम्मीद करते हैं। जो सीपी नहीं टूटता है, उससे टेस्ट मशीन को नुकसान हो सकता है और इसके संभावित डेवलिब्रेशन हो सकते हैं।
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परीक्षा परिणामों का मूल्यांकन मानक, विनिर्देश या डिजाइन के अनुसार होगा जिसमें स्वीकार्य मतलब और न्यूनतम मूल्यों को अनुमोदित परीक्षणों पर विचार करने के लिए परिभाषित किया गया है ।
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