ما هو جهاز قياس الصلادة
يقيس اختبار الصلادة مقاومةَ المادة لأن يَنغرز فيها جسم أصلب منها، ويُبلّغ النتيجة على سلّم. والقياس وسيطٌ لا أصل: ففي المعادن يترافق ترافقًا عامًّا مع مقاومة الشدّ، وهو أسرع بكثير من اختبار الشدّ، ولا يترك في أكثر صوره إلا أثرًا صغيرًا. ولهذا كَثُر استعماله فحصًا للمواد الواردة، وتحقّقًا بعد المعالجة الحرارية.
والطريقة أهمّ من الجهاز. فرقم صلادة بلا سلّمه لا معنى له، لأنّ روكويل، وبرينل، وفيكرز، وأساليب الارتداد تضغط على وجوه مختلفة، وتقيس أشياء مختلفة، وتُعطي أرقامًا غير قابلة للمقارنة مباشرة. فالقطعة نفسها من الفولاذ تُبلّغ رقمًا على جهاز المنضدة، ورقمًا آخر على جهاز ارتداد محمول، وثالثًا على آلة فيكرز؛ وقد تكون الثلاثة صائبة كلّها على سلّمها.
فمسألة الاختيار العملية هي: أيّة طريقة تلائم القطعة؟ وذلك من أجل حجمها، وهل يمكن حملها إلى منضدة، وهل يمكن تحضير سطحها، وهل تُقبل علامة ظاهرة، وما الذي تطلبه المواصفة الناظمة. وهذه الصفحة تعرض هذه الأمور، وعرضَ المسألة التي تليها: متى يكون الجهاز المحمول بدلًا ساريا عن آلة منضدة، ومتى لا يكون.
كيفية قياس جهاز قياس الصلادة
يُطبّق اختبار المنضدة جسم ضغط محدّدًا على السطح بحمل محدّد، ثم يقيس النتيجة. ففي طريقة روكويل يُقرأ عمق الانغراز مباشرة، ورمز السلّم يضمّ إلى جسم الضغط الحملَ نفسه، ولهذا كانت القراءة فورية، ولهذا يجب ذكر السلّم معها. أما في برينل وفيكرز فيُقاس حجم الأثر الباقي بصريًا ثم يُحوَّل، وهو أبطأ ويترك أثرًا أكبر، لكنه أقلّ حسّاسية لحالة السطح بكثير.
وأكثر ما يُبطل القراءة عرضًا هو سماكة العيّنة قياسًا إلى عمق الأثر. فإن لم يكن تحت جسم الضغط مقدار كافٍ من المادة، حمل المِسند بعض الحمل، فخرج الرقم أعلى ممّا هي عليه المادة؛ وهذا قبول كاذب لا خطأ بيّن. ولهذا وُجدت قاعدة أدنى سماكة الملحقة بكلّ طريقة، ولهذا تُفحص مقابل الرسم ولا تُفترض.
أمّا أجهزة الارتداد المحمولة فتعمل بمبدأ آخر: جسم محدّد يُضرب على السطح، ثم تُقارَن سرعة ارتداده بسرعته عند الصدمة. وهذا نافع فعلًا للقطع الكبيرة التي لا تُحمل إلى آلة، لكن النتيجة تتوقّف على كتلة القطعة وصلابتها، فقراءة على صفيحة رقيقة لا تُقارَن بقراءة على مسبوكة ثقيلة. والجهاز يحوّل قيمة ارتداده إلى الأسلّم الأخرى حسابيًا، وتلك التحويلات لها حدود لا بدّ من احترامها.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| طريقة الاختبار والسلّم | طرق المنضدة مع رموز أسلّمها، وطريقة الارتداد المحمولة | أيّ سلّم تسمّيه المواصفة الناظمة، وهل العلامة المتروكة مقبولة على القطعة. |
| نوع جسم الضغط | مخروط ماسي، أو كرة مُقوّاة، أو هرم ماسي، وجسم الصدمة في الارتداد | ما يقدر الجهاز على قياسه. فبعض اقترانات جسم الضغط والحمل يلائم المواد الصلبة وبعضها يلائم اللينة، ورمز السلّم يُضمّن تلك الاقتران. |
| حمل الاختبار | ثابت لسلّم معيّن، أو مختار على مدى | أيّ الأسلّم يغطيها الجهاز، وهل تكفي آلة واحدة لأكثر من مواصفة. |
| منضدي أم محمول | آلة ثابتة بطاولة ومِسند، أو جهاز ارتداد يُحمل باليد | هل يمكن أصلًا نقل القطعة إلى جهاز، وهل تُؤخذ القراءة في الموقع. |
| دعم العيّنة وحدّ السماكة الأدنى | ترتيب المِسند، وأصغر مقطع تسمح به الطريقة | هل القراءة سارية أصلًا. فالعيّنة دون دعم كافٍ تعطي رقمًا أعلى، وتُمرّر قطعة كان يجب أن تُرفض. |
| متطلب تحضير السطح | التشطيب الذي تطلبه الطريقة، ومقدار ما يُحضَّر من سطح القطعة | هل يلزم تقدير زمن التحضير، وهل التحضير نفسه مقبول على قطعة تامّة. |
| القراءة والتعامل مع البيانات | عرض مباشر، وهل يمكن تخزين القراءات أو أخذ متوسطها أو تصديرها | هل يجب إنتاج سجلّ للدفعة، وهل تُراد قراءات مفردة أم نتيجة إحصائية. |
| ملحقات التحقّق | كتل مرجعية مطابقة للسلّم المستعمل | ما إذا كان يمكن إثبات أن القراءة صحيحة، وهو ما تطلبه معظم أنظمة الجودة عند فترة محددة. |
كيفية اختيار جهاز قياس الصلادة
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
|---|
| فصيلة المادة | المعادن، واللدائن، والمطاطيات تعمل بأسلّم مختلفة، ولا يغطّي جهاز واحد الثلاثة | اذكر المادة والمواصفة الناظمة للاختبار. |
| السلّم المسمّى في المواصفة | الرقم ذو معنى مع سلّمه فقط، والسلّم المطلوب يحدّد الجهاز | أورد السلّم ونطاق القبول من الرسم أو من المعيار. |
| حجم القطعة وكتلتها | المسبوكة الثقيلة لا تُحمل إلى آلة منضدة، والقطعة الخفيفة لا تُختبر بالارتداد على نحو موثوق | أعطِ أكبر القطع وأصغرها، مع كتلة تقريبية وسماكة مقطع. |
| الوصول إلى سطح الاختبار | لا بدّ أن يصل جسم الضغط إلى السطح عموديًا عليه | صفّ الهندسة، وهل يتوفّر مِسند أو دعم خاص. |
| هل تُقبل العلامة | بعض الطرق تترك أثرًا ظاهرًا، وهو ما يُخرجها من حساب السطح النهائي | بيّن هل ستُستعمل القطعة أو تُباع بعد الاختبار. |
| السماكة عند موضع الاختبار | فأدنى من حدّ الطريقة الأدنى تكون القراءة باطلة، لا تقريبية فحسب | أعطِ سماكة الجدار أو المقطع عند النقطة المراد اختبارها. |
| متطلب السجل والتحقّق | قد يفرض نظام جودة العميل كتلًا مرجعية قابلة للتتبع وقراءات مسجّلة | بيّن هل تُطلب شهادات أو سجلّات دفعات، وفي أيّ فترة يُتحقَّق من الجهاز. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن جهاز قياس الصلادة، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن جهاز قياس الصلادة |
| آلات اختبار الشد | تشدّ عيّنة محضّرة إلى أن تنكسر، فتُعطي المقاومة، والاستطالة، ومعامل المرونة مباشرة. والاختبار إتلافي يحتاج عيّنة مشغّلة، وهو أبطأ بكثير؛ لكنه يقيس الخاصية نفسها لا وسيطًا عنها. وحيما يطلب حساب تصميم أو وثيقة تطابق رقمًا من الشدّ، لا تقوم الصلادة مقامه. |
| آلات اختبار الانضغاط | تُطبّق حملًا لسحق العيّنة أو تشويهها، وهو الاختبار اللائق بالخرسانة، والتغليف، والقطع المطاطية. فهو يجيب عن كم تحمل القطعة، لا عن صلادة سطحها. |
| آلات اختبار الصدمة | تقيس الطاقة الممتصّة عند كسر عيّنة مشقوقة، وهي عن المتانة لا عن مقاومة الانغراز. فقد يتساوى فولاذان في الصلادة ويختلفا اختلافًا بيّنًا في سلوك الصدمة، ولا يُظهر اختبار الصلادة ذلك الفرق. |
| مقاييس سماكة الطلاء | تقيس سماكة طبقة على سطح، لا خاصّة من المادة الحاملة. وعلى القطعة المعالَجة سطحيًا تُراد القراءتان غالبًا، لكنّهما تجيبان عن سؤالين مختلفين، ولا تُستنتج إحداهما من الأخرى. |
| أجهزة قياس خشونة السطح | تُبلّغ عن ملمس السطح بلغة مقطعه، وهو ما يقرّر الاحتكاك، والإحكام، والمظهر. وتشطيب السطح يؤثّر في قراءة الصلادة أيضًا، ولهذا كثيرًا ما يتشارك الجهازان منضدة فحص واحدة. |
| آلات اختبار المواد | عنوان عام للآلات التي تُحمّل عيّنة، فتشمل الشدّ، والانضغاط، والانحناء، والتعب في إطار واحد. وحيما تحتاج المختبر إلى أكثر من واحدة من تلك، تكفيها آلة شاملة؛ وتبقى الصلادة فحصًا منفصلًا أسرع، وغير إتلافي في العادة. |
الصلادة والمتانة أكثر زوجٍ يُعامل بالتبادل، وليس الأمر كذلك. فالمعالجة السطحية قد ترفع الصلادة رفعًا بيّنًا وتترك متانة المادة حيث هي، أو تنقصها.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- المادة، والمواصفة أو المعيار الناظم للاختبار
- السلّم المطلوب ونطاق القبول
- أكبر القطع وأصغرها، مع كتلة تقريبية
- سماكة المقطع أو الجدار عند موضع الاختبار
- هل يمكن الوصول إلى سطح الاختبار، وهندسته
- هل تُقبل علامة ظاهرة بعد الاختبار
- هل يجب تسجيل القراءات للدفعة
- هل تُطلب الكتل المرجعية أو ملحقات التحقّق
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب
