تُسجّل شهادة اختبار الصلادة الصلادة المقاسة لمادة أو لحام باستخدام أحد مقاييس الاختراق المعيارية. الصلادة مؤشر لقوة الشد ومقاومة التآكل والقابلية للتشقق بالتآكل الإجهادي — مما يجعلها معاملاً رئيسياً لضبط الجودة في التصنيع والتحقق من المعالجة الحرارية وتأهيل الخدمة الحامضية.
الإجابة السريعة
Quick Answer
تُبلّغ شهادة اختبار الصلادة عن قيم الصلادة المقاسة باستخدام مقاييس Brinell (HB/HBW) أو Vickers (HV) أو Rockwell (HRC/HRB) على دفعة مادة محددة أو لحام. يجب أن تُعرّف الشهادة مقياس الاختبار والحمل المُطبَّق ونوع المُدمَّجة والقراءات الفردية وموقع العيّنة ومعيار القبول المنطبق. تُحدد مواصفات NACE MR0175 وASME الحدود القصوى للصلادة في تطبيقات الخدمة الحامضية ومعدات الضغط.
مقاييس الصلادة الثلاثة الرئيسية
صلادة Brinell (HB / HBW)
المبدأ: يُضغط بكرة من كربيد التنغستن (قطرها 10 مم للاختبار القياسي) في السطح تحت حمل محدد (عادةً 3000 kgf للفولاذ). يُقاس قطر الاختراق بصرياً وتُحسب قيمة HBW من الحمل ومساحة الاختراق.
خيارات الحمل: 500 kgf (HBW 10/500)، 1500 kgf (HBW 10/1500)، 3000 kgf (HBW 10/3000)
المعايير الحاكمة: ASTM E10، EN ISO 6506
النطاق النموذجي: 80–650 HBW. تستلزم المواد التي تتجاوز ~450 HBW بكرة أصغر أو حملاً أخف.
متى يُستخدم:
- الإبلاغ عن صلادة منتجات المطحنة (الألواح والمطروقات والقضبان)
- الأسطح الخشنة أو البنى المجهرية الخشنة حيث يكون التوسط على اختراق كبير مرغوباً
- الارتباط بقوة الشد (UTS ≈ 3.45 × HBW بوحدة MPa للفولاذ)
حقل الشهادة: أذكر التعيين الكامل للمقياس (HBW 10/3000)، وليس فقط "Brinell". أبلّغ عن أقطار الاختراق بالإضافة إلى قيمة HBW المحسوبة.
صلادة Vickers (HV)
المبدأ: يُضغط بمُدمَّجة هرمية الماس (زاوية الوجه 136°) في السطح تحت حمل محدد. تُقاس الأقطار القطرية للاختراق المربع وتُحسب قيمة HV.
نطاق الحمل: من 1 جرام-قوة إلى 100 kgf. يُستخدم Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) للطلاءات الرقيقة والمكونات البنيوية المجهرية الفردية.
المعايير الحاكمة: ASTM E92، EN ISO 6507
النطاق النموذجي: 5–3000 HV (نطاق علوي غير محدود تقريباً مقارنةً بـBrinell)
متى يُستخدم:
- مسوح صلادة PWHT (الطريقة المفضلة في معايير ASME وEN)
- مقاطع عرضية للحام (تحديد ملف HAZ ومعدن اللحام والمعدن الأساسي)
- قياس عمق الحالة للمكونات المُصلَّبة سطحياً
- المواد الرقيقة والطلاءات والمواسير رقيقة الجدار
متطلب الشهادة لمسوح PWHT: أبلّغ عن قراءات HV الفردية في كل موقع عبر مسار اللحام (عادةً معدن أساسي ← HAZ ← معدن لحام ← HAZ ← معدن أساسي كحد أدنى)، وليس فقط الحد الأقصى.
صلادة Rockwell (HRC / HRB)
المبدأ: يُضغط بمخروط ماسي (HRC) أو كرة مُصلَّبة (HRB) على مرحلتين؛ تُحدد الصلادة من تزايد عمق الاختراق الدائم.
المقاييس الشائعة:
- HRC (المقياس C): مُدمَّجة Brale الماسية، حمل كلي 150 kgf. النطاق: 20–70 HRC. يُستخدم للفولاذ الصلب والمكونات المعالجة حرارياً.
- HRB (المقياس B): كرة 1/16"، 100 kgf. النطاق: 25–100 HRB. يُستخدم للفولاذ اللين والألومنيوم والنحاس الأصفر.
- HRA: ماسي، 60 kgf. يُستخدم للكربيدات المُدمجة.
المعايير الحاكمة: ASTM E18، EN ISO 6508
متى يُستخدم:
- الفحص الاستقبالي لمخزون القضبان والمطروقات
- التحقق من المثبتات المُصلَّبة (فئة خاصية ISO 898)
- قبول المكوّن المعالج حرارياً (مثل تشطيبة الصمام المُصلَّبة)
- التحقق من أن الصلادة أدنى من الحد الأعلى (مثل < 22 HRC وفق NACE MR0175)
ملاحظة الشهادة: أذكر دائماً المقياس الكامل (HRC، HRB، إلخ) — "صلادة Rockwell: 20" لا معنى لها دون معرّف المقياس.
جدول تحويل الصلادة
تحويلات تقريبية (للفولاذ الكربوني فقط — غير صالحة للفولاذ المقاوم للصدأ أو غير الحديدي أو المُصلَّب حالياً):
| HBW | HV | HRC | HRB | UTS تقريبي (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 85 | 87 | — | 43 | 290 |
| 120 | 124 | — | 70 | 415 |
| 180 | 185 | — | 88 | 620 |
| 200 | 207 | 14 | 93 | 690 |
| 250 | 263 | 24 | — | 860 |
| 300 | 319 | 31 | — | 1035 |
| 350 | 374 | 37 | — | 1210 |
| 400 | 423 | 42 | — | 1380 |
| 450 | 475 | 46 | — | 1555 |
المرجع: ASTM E140. لا تُطبّق التحويلات عبر عائلات المعادن المختلفة.
حدود صلادة PWHT
التحقق من صلادة المعالجة الحرارية بعد اللحام هو أحد أكثر تطبيقات شهادة اختبار الصلادة شيوعاً في تصنيع معدات الضغط.
متطلبات ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 للمواد P4/P5):
- بعد PWHT: أقصى 225 HBW (أو وفق مواصفة المادة)
- طريقة المسح: يُفضَّل Vickers؛ يُقبل Brinell أو Rockwell
NACE MR0175 / ISO 15156 (الخدمة الحامضية):
- المعدن الأساسي وHAZ للفولاذ الكربوني ومنخفض السبائك: ≤ 22 HRC (ما يعادل ~248 HBW / 265 HV)
- استثناء: تسمح بعض الدرجات بصلادة أعلى مع اختبارات مقاومة SSC (تشقق الإجهاد الكبريتيدي) الموثقة
EN 13445-4 (أوعية ضغط غير مُدفَّأة، أوروبية):
- حدود HV10 القصوى مُحددة حسب مجموعة المادة؛ عادةً 350 HV لـHAZ الفولاذ الكربوني، 200 HV بعد PWHT
الحقول المطلوبة في شهادة اختبار الصلادة
- تعريف المادة / المكوّن — رقم الصهر، رقم الرسم، معرّف اللحام
- تاريخ الاختبار وموقعه
- طريقة الاختبار والمقياس — HBW 10/3000، HV10، HRC، إلخ
- تعريف المعدات — ماركة جهاز قياس الصلادة والموديل والرقم التسلسلي وتاريخ المعايرة
- معايرة الكتلة المرجعية — قيمة الصلادة مُتحقق منها على كتلة مرجعية معتمدة قبل الاختبار وبعده
- مواقع الاختبار — رسم تخطيطي أو وصف يُظهر مكان أخذ كل قراءة
- القراءات الفردية — كل قياس، وليس فقط المتوسط
- القيمة المتوسطة (إذا كان القبول مبنياً على المتوسط)
- معيار القبول — مرجع المواصفة والحد الأقصى/الأدنى
- النتيجة — نجاح / فشل
- اسم الفني ومؤهلاته وتوقيعه
أي مقياس صلادة يستخدم NACE MR0175 لحدود الخدمة الحامضية؟
يُعبّر NACE MR0175 / ISO 15156 عن حدود الصلادة بشكل رئيسي في HRC (مقياس Rockwell C). الحد الأقصى 22 HRC للفولاذ الكربوني ومنخفض السبائك في بيئات H₂S. الحدود المكافئة في مقاييس أخرى هي تقريباً 248 HBW أو 265 HV. عند التحويل، تحقق دائماً باستخدام جداول تحويل ASTM E140 بدلاً من التقريبات الارتجالية.
هل يمكن استخدام نتائج الصلادة لتقدير قوة الشد؟
نعم، تقريباً. للفولاذ الكربوني، UTS (MPa) ≈ 3.45 × HBW. غير أن هذا الارتباط أقل موثوقية لسبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية. توفر ASTM E140 وASME القسم II جداول ارتباط مع نطاقات عدم يقين مُعلنة. تقديرات الشد المستمدة من الصلادة مقبولة للفرز لكن ليست بديلاً لاختبار الشد في بناء المدونات.
ما الفرق بين اختبار صلادة Vickers الكلي الصغر واختبار الصلادة الدقيق؟
تقيس الصلادة الكلية الصغر (HV1 وما فوق، بأحمال ≥ 1 kgf) الصلادة الكلية لمادة أو منطقة لحام. تُستخدم الصلادة الدقيقة (HV 0.01–0.5 kgf) لقياس صلادة الخصائص البنيوية المجهرية الفردية — مراحل محددة أو ترسبات أو طلاءات رقيقة جداً — حيث سيعمل اختراق كبير على التوسط عبر مكونات متعددة. تستخدم مسوح صلادة اللحام عادةً HV5 أو HV10 كطريقة صلادة كلية صغر قياسية.
كم من قراءات الصلادة تُستلزم لمسح PWHT؟
الممارسة الشائعة هي الحد الأدنى من ثلاث قراءات لكل منطقة (معدن أساسي، HAZ، معدن لحام) على كل وجه لمقطع اللحام العرضي. تُحدد مدونات محددة متطلبات أكثر تفصيلاً: تستلزم ASME VIII-1 UHA-51 قراءات صلادة على لحامات الإنتاج في المعادن الأساسية P4 وP5؛ يُحدد BS PD 5500 الملحق D أنماط مسار الحد الأدنى. يجب أن تُظهر الشهادة جميع القراءات الفردية، وليس الحد الأقصى فحسب.
هل يُقلّل التلدين أو PWHT دائماً من الصلادة؟
يُقلّل PWHT (تخفيف الإجهاد) من الإجهادات المتبقية ويُلطّف البنى الصلبة في الفولاذ الكربوني ومنخفض السبائك، مما يُقلّص صلادة HAZ بشكل ملحوظ عادةً. كذلك يُقلّل التلدين الكامل (التسخين فوق درجة الحرارة الحرجة العليا والتبريد البطيء) من الصلادة. غير أن التلدين بالمحلول للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي لا يُقلّص الصلادة بنفس الطريقة — إذ يُذيب الترسبات ويُجانس البنى المجهرية، مما قد يزيد الصلادة قليلاً في المواد المُشغَّلة على البارد بشدة.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free