ما هي طرق اختبار الجودة - الشائعة للأقسام المجوفة ASTM A500؟

ASTM A500 عبارة عن مواصفة قياسية مستخدمة على نطاق واسع للأنابيب الهيكلية المصنوعة من الفولاذ الكربوني الملحومة وغير الملحومة على البارد (المقاطع المجوفة) في الأشكال الدائرية والمربعة والمستطيلة، ويتم تطبيقها بشكل أساسي في مشاريع البناء والجسور والمشاريع الهيكلية العامة. للتأكد من أن الأقسام تلبي متطلبات المعيار فيما يتعلق بالمادة والأبعاد والأداء، تم اعتماد سلسلة من طرق اختبار الجودة القياسية-، والتي تم تصنيفها بشكل أساسي إلى الأنواع التالية:

تركز هذه الطريقة على التحقق مما إذا كانت معلمات الأبعاد والهندسية الرئيسية للمقاطع المجوفة تتوافق مع التفاوتات المحددة في ASTM A500، مما يضمن الملاءمة الهيكلية وثبات محمل الحمل-. عناصر ومتطلبات الكشف الأساسية هي كما يلي:

• الأبعاد الخارجية: للأقسام المربعة والمستطيلة, the tolerance varies by the length of the longest side (h) and shortest side (b): ±0.5mm for h≤63.5mm, ±0.6mm for 63.5mm＜h≤88.9mm, ±0.8mm for 88.9mm＜h≤139.7mm, and ±1% for h>139.7 ملم.للأقسام المستديرة، التسامح مع القطر الخارجي هو ±0.5% (مقرب إلى 0.005 بوصة أو 0.1 مم) للأقطار الأقل من أو تساوي 48 مم، و±0.75% للأقطار الأكبر من أو تساوي 50 مم. يجب أن يتم أخذ القياسات على الأقل 2 بوصة (5 سم) من نهايات الأنابيب، مع تجنب القياس المباشر على خط اللحام.

• سمك الجدار: التسامح المسموح به لسمك الجدار هو ±10% من القيمة المحددة، والتي يتم قياسها باستخدام أدوات مناسبة مثل الميكرومتر الخارجي لضمان سماكة موحدة وقوة هيكلية.

• المعلمات الهندسية: يشمل تربيع الجوانب (المطلوب أن يكون 90 درجة ±2 درجة)، ونصف قطر الزاوية الخارجية (لا يتجاوز 3 أضعاف سمك الجدار)، والالتواء، والاستقامة. تبلغ نسبة تحمل الاستقامة 10.4 مم لكل 1 متر طول، وتختلف نسبة تحمل الالتواء حسب حجم القسم، حيث تتراوح من 1.3 مم/م إلى 2.8 مم/م حسب طول الجانب الأطول.

يجب أن تتوافق جميع قياسات الأبعاد مع الإرشادات الواردة في القسم 11 من ASTM A500، ويجب معايرة أدوات القياس لضمان الدقة.

يصنف ASTM A500 المقاطع المجوفة إلى أربع درجات (B، C، D) بناءً على التركيب الكيميائي، وقوة الشد، ومتطلبات المعالجة الحرارية، مع كون الدرجة C هي الأكثر استخدامًا. يتم إجراء اختبار التركيب الكيميائي للتحقق من محتوى العناصر الرئيسية، والتأكد من أنها تلبي حدود المعيار:

• الكربون (C): الحد الأقصى 0.26% للدرجات B، D؛ الحد الأقصى 0.23% للصف C؛

• المنغنيز (Mn): الحد الأقصى 1.35% لجميع الدرجات؛

• الفوسفور (P) والكبريت (S): الحد الأقصى 0.035% لكل منهما لجميع الدرجات؛

• النحاس (Cu): الحد الأدنى 0.20% (اختياري لجميع الدرجات).

تشمل طرق الاختبار الشائعة التحليل الطيفي والمعايرة الكيميائية، مما يضمن تطابق الخواص الكيميائية للمادة مع الدرجة المحددة، مما يضع الأساس لأدائها الميكانيكي.

يعد اختبار الخصائص الميكانيكية أمرًا بالغ الأهمية للتأكد من قدرة تحمل الحمولة والمرونة للمقاطع المجوفة ASTM A500، مع طرق اختبار متوافقة مع ASTM A370 وASTM A751. عناصر الاختبار الرئيسية هي كما يلي:

• اختبار الشد: يقيس هذا الاختبار قوة الشد، ومقاومة الخضوع، واستطالة المادة. على سبيل المثال، تتطلب الدرجة C قوة شد لا تقل عن 425 ميجا باسكال (62 كيلو بوصة مربعة)، والحد الأدنى لقوة الخضوع 345 ميجا باسكال (50 كيلو بوصة مربعة) للمقاطع المشكلة و315 ميجا باسكال (46 كيلو بوصة مربعة) للمقاطع المستديرة، والحد الأدنى للاستطالة 21٪. يتم قطع عينات الاختبار من المقاطع المجوفة، ويتم إجراء الاختبار باستخدام آلة اختبار عالمية لضمان قدرة المادة على تحمل أحمال التصميم دون فشل.

• اختبار التسطيح: تم تصميم هذا الاختبار خصيصًا للمقاطع المجوفة، ويتضمن تسطيح المقطع الموجود بين لوحين متوازيين حتى تصل المسافة بين اللوحين إلى قيمة محددة (تتعلق بسمك الجدار والقطر الخارجي). يتحقق الاختبار من وجود تشققات أو انقسامات أو عيوب أخرى على سطح القسم واللحامات، والتحقق من ليونة المادة وجودة اللحام.

• اختبار الانحناء: يستخدم لتقييم ليونة وصلابة المادة، وخاصة منطقة اللحام. يقوم الاختبار بثني العينة إلى زاوية محددة (عادة 90 درجة أو 180 درجة) دون التسبب في تشققات، مما يضمن قدرة القسم على تحمل قوى الانحناء في التطبيقات العملية.

• اختبار التأثير (اختياري): على الرغم من أنه ليس إلزاميًا لمتطلبات ASTM A500 الأساسية، إلا أنه قد يتم إجراء اختبار تأثير Charpy للتطبيقات التي تتطلب درجة حرارة منخفضة-صلابة (على سبيل المثال، الهياكل المحملة ديناميكيًا). يقيس هذا الاختبار الطاقة التي تمتصها العينة أثناء الاصطدام، مما يضمن أنها تلبي متطلبات المتانة في البيئات القاسية.

يتم استخدام-الاختبارات غير المدمرة لاكتشاف العيوب الداخلية والسطحية دون الإضرار بالأجزاء المجوفة، مع التركيز بشكل أساسي على جودة اللحام (للمقاطع الملحومة) وسلامة السطح:

• الفحص البصري (السادس): طريقة NDT الأساسية والأكثر استخدامًا. يقوم المفتشون بفحص سطح المقاطع بصريًا بحثًا عن عيوب مثل الشقوق والخدوش والخدوش والتآكل واللحامات غير المستوية. بالنسبة للمقاطع الملحومة، يتم أيضًا التحقق من شكل اللحام وحجمه واستمراريته لضمان الامتثال لمتطلبات ASTM A500.

• اختبار الموجات فوق الصوتية (UT): يستخدم للكشف عن العيوب الداخلية (مثل مسامية اللحام والشوائب والشقوق) التي لا يمكن ملاحظتها بصريًا. تنتقل الموجات فوق الصوتية من خلال القسم، ويتم تحليل الإشارات المنعكسة للتعرف على العيوب ومواقعها، مما يضمن السلامة الداخلية للمادة واللحامات.

• اختبار اختراق السائل (LPT): مناسب للكشف عن الشقوق السطحية والعيوب المفتوحة. يتم تطبيق مادة مخترقة ملونة على سطح القسم، وتتغلغل في العيوب، وتتم إزالة المادة المخترقة الزائدة. يتم بعد ذلك تطبيق المطور لاستخلاص المخترق من العيوب، مما يجعلها مرئية للمفتشين.

• التحقق من الكثافة: تتمتع المقاطع المجوفة ASTM A500، مثل الفولاذ الكربوني الآخر، بثقل نوعي يبلغ حوالي 7.85، وهو ما يتوافق مع كثافة تبلغ حوالي 7850 كجم / م 3 (0.284 رطل لكل بوصة مكعبة). يضمن اختبار الكثافة خلو المادة من الفراغات أو الشوائب المفرطة.

• فحص المعالجة الحرارية (للصف D): تتطلب أقسام الدرجة D معالجة حرارية إلزامية. يشمل الفحص التحقق من معلمات عملية المعالجة الحرارية (درجة الحرارة والوقت) واختبار الخواص الميكانيكية بعد المعالجة الحرارية للتأكد من استيفائها لمتطلبات المعيار.

طرق اختبار الجودة- الشائعة لـالمقاطع المجوفة ASTM A500تغطية دقة الأبعاد، والتركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية، واكتشاف العيوب. يتم تنفيذ هذه الأساليب وفقا لأستم A500ومعايير ASTM A370 وASTM A751، مما يضمن أن المقاطع آمنة وموثوقة ومناسبة للتطبيقات الهيكلية