تسجل شهادة اختبار الصلادة قيمة الصلادة المقاسة للمادة أو اللحام باستخدام أحد المقاييس القياسية للانضغاط. الصلادة هي مؤشر على قوة الشد والمقاومة للبلى والعرضة للتصدع الناجم عن الإجهاد الناتج عن التآكل — مما يجعلها معامل مراقبة جودة أساسي في التصنيع والتحقق من معالجة اللحام بعد الانصهار والتأهيل لتطبيقات الخدمة الحمضية.
الإجابة السريعة
Quick Answer
تبلغ شهادة اختبار الصلادة عن قيم الصلادة المقاسة باستخدام مقاييس برينل (HB/HBW) أو فيكرز (HV) أو روكويل (HRC/HRB) على كمية محددة من المادة أو اللحام. يجب أن تحدد الشهادة مقياس الاختبار والحمل المطبق ونوع الأداة والقراءات الفردية وموقع العينة والمعيار المقبول المعني. تحدد معايير NACE MR0175 و ASME حدود الصلادة القصوى لتطبيقات الخدمة الحمضية والضغط.
مقاييس الصلادة الثلاثة الرئيسية
صلادة برينل (HB / HBW)
المبدأ: يتم الضغط بكرة من كربيد التنجستن (قطرها 10 ملم للاختبار القياسي) على السطح تحت حمل محدد (عادة 3000 kgf للفولاذ). يتم قياس قطر الانطباع بصريًا وتحسب قيمة HBW من الحمل والمساحة المضغوطة.
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. المواد فوق ~450 HBW تتطلب كرة أصغر أو حملًا أقل.
عند الاستخدام:
- تقرير صلادة منتجات الطواحين (الصفائح والتزايفات والأعمدة)
- الأسطح الخشنة أو البنى الدقيقة الخشنة حيث يكون حساب المتوسط على انطباع كبير مرغوبًا
- الارتباط بقوة الشد (UTS ≈ 3.45 × HBW بالميجاباسكال للفولاذ)
حقل الشهادة: اذكر تعيين المقياس الكامل (HBW 10/3000)، وليس فقط "برينل." قم بالإبلاغ عن قطر الانطباع (الأقطار) بالإضافة إلى قيمة HBW المحسوبة.
صلادة فيكرز (HV)
المبدأ: يتم الضغط بأداة هرمية من الماس (زاوية وجه 136 درجة) على السطح تحت حمل محدد. يتم قياس أطوال الأقطار للانطباع المربع وتحسب قيمة HV.
نطاق الحمل: 1 gf إلى 100 kgf. يُستخدم Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) للطلاءات الرقيقة والمكونات البنية الدقيقة الفردية.
المعايير الحاكمة: ASTM E92, EN ISO 6507
النطاق النموذجي: 5–3000 HV (نطاق أعلى غير محدود عمليًا مقارنة بـ برينل)
عند الاستخدام:
- مسوحات صلادة PWHT (الطريقة المفضلة الأكثر في معايير ASME و EN)
- عمليات عبور المقطع العرضي للحام (HAZ، معادن اللحام، تنميط المعدن الأساسي)
- قياس عمق الحالة على المكونات المقسّاة على السطح
- المواد الرقيقة والطلاءات والأنابيب ذات الجدران الرقيقة
متطلبات الشهادة لمسوحات PWHT: قم بالإبلاغ عن قراءات HV الفردية في كل موقع عبر مسار اللحام (عادة معدن أساسي → HAZ → معدن لحام → HAZ → معدن أساسي على الأقل)، وليس فقط القيمة القصوى.
صلادة روكويل (HRC / HRB)
المبدأ: يتم الضغط بمخروط من الماس (HRC) أو كرة مقسّاة (HRB) على مرحلتين؛ يتم تحديد الصلادة من زيادة عمق الاختراق الدائم.
المقاييس الشائعة:
- HRC (مقياس C): Brale indenter من الماس، حمل إجمالي 150 kgf. النطاق: 20–70 HRC. يُستخدم للفولاذ الصلب والمكونات المعالجة حراريًا.
- HRB (مقياس B): كرة 1/16"، 100 kgf. النطاق: 25–100 HRB. يُستخدم للفولاذ الرخو والألومنيوم والنحاس.
- HRA: ماس، 60 kgf. يُستخدم لكربيدات الأسمنت.
المعايير الحاكمة: ASTM E18, EN ISO 6508
عند الاستخدام:
- الفحص الوارد لمخزون الأعمدة والتزايفات
- التحقق من المسامير المقسّاة (فئة الخصائص ISO 898)
- قبول المكون المعالج حراريًا (مثل، تقليص الصمام المقسّى)
- التحقق من أن الصلادة أقل من الحد الأعلى (مثلاً، < 22 HRC لـ NACE MR0175)
ملاحظة الشهادة: اذكر دائمًا المقياس الكامل (HRC, HRB، إلخ) — "صلادة روكويل: 20" لا معنى له بدون معرّف المقياس.
جدول تحويل الصلادة
التحويلات التقريبية (الفولاذ الكربوني فقط — غير صحيح للفولاذ المقاوم للصدأ أو المعادن غير الحديدية أو المواد المقسّاة على السطح):
| HBW | HV | HRC | HRB | UTS approx. (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 تطبق التحويلات عبر عائلات المعادن.
حدود صلادة PWHT
التحقق من صلادة معالجة اللحام بعد الانصهار هو أحد أكثر التطبيقات شيوعًا لشهادة اختبار الصلادة في تصنيع المعدات الضغط.
متطلبات ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 لمواد P4/P5):
- بعد PWHT: أقصى 225 HBW (أو حسب مواصفات المادة)
- طريقة المسح: فيكرز مفضل؛ برينل أو روكويل مقبول
NACE MR0175 / ISO 15156 (خدمة حمضية):
- معدن أساسي الفولاذ الكربوني والسبيكة المنخفضة و HAZ للحام: ≤ 22 HRC (ما يعادل ~248 HBW / 265 HV)
- استثناء: بعض الدرجات تسمح بصلادة أعلى مع اختبارات مقاومة SSC (تصدع الإجهاد الناجم عن الكبريتيد) موثقة
EN 13445-4 (أوعية الضغط غير الملحومة، الأوروبية):
- قيم HV10 القصوى المحددة حسب مجموعة المواد؛ عادة 350 HV لـ HAZ الفولاذ الكربوني، 200 HV لـ ما بعد PWHT
الحقول المطلوبة على شهادة اختبار الصلادة
- تحديد المادة / المكون — رقم الحرارة، رقم الرسم، معرّف اللحام
- تاريخ الاختبار والموقع
- طريقة الاختبار والمقياس — HBW 10/3000, HV10, HRC، إلخ
- تحديد المعدات — ماركة جهاز قياس الصلادة، الموديل، الرقم التسلسلي، تاريخ المعايرة
- معايرة كتلة مرجعية — قيمة الصلادة تم التحقق منها على كتلة مرجعية معتمدة قبل وبعد الاختبار
- مواقع الاختبار — رسم تخطيطي أو وصف يوضح مكان أخذ كل قراءة
- القراءات الفردية — كل قياس، وليس فقط المتوسط
- القيمة المتوسطة (إذا كان القبول بناءً على المتوسط)
- معيار القبول — مرجعية المواصفات والحد الأقصى/الأدنى
- النتيجة — نجح / فشل
- اسم الفني والمؤهلات والتوقيع
أي مقياس صلادة يستخدمه NACE MR0175 لحدود الخدمة الحمضية؟
يعبر NACE MR0175 / ISO 15156 عن حدود الصلادة بشكل أساسي في HRC (مقياس روكويل C). الحد الأقصى هو 22 HRC للفولاذ الكربوني والسبيكة المنخفضة في بيئات H₂S. الحدود المكافئة في المقاييس الأخرى حوالي 248 HBW أو 265 HV. عند التحويل، تحقق دائمًا باستخدام جداول التحويل ASTM E140 بدلاً من التقريبات التقريبية.
هل يمكن استخدام نتائج الصلادة لتقدير قوة الشد؟
نعم، تقريبًا. بالنسبة للفولاذ الكربوني، UTS (MPa) ≈ 3.45 × HBW. ومع ذلك، هذا الارتباط أقل موثوقية للفولاذ المسبوك والفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية. توفر ASTM E140 و ASME Section II جداول الارتباط مع نطاقات الشكوك المذكورة. تقديرات الشد المشتقة من الصلادة مقبولة للفحص لكن ليست بديلاً عن اختبار الشد في بناء الكود.
ما الفرق بين اختبار صلادة Vickers ماكرو واختبار صلادة ميكرو؟
صلادة ماكرو (HV1 وما فوق، بأحمال ≥ 1 kgf) تقيس صلادة المادة أو منطقة اللحام. صلادة ميكرو (HV 0.01–0.5 kgf) تُستخدم لقياس صلادة المكونات البنية الدقيقة الفردية — مراحل محددة أو رواسب أو طلاءات رقيقة جدًا — حيث قد يحسب انطباع كبير المتوسط عبر مكونات متعددة. عادة ما تستخدم مسوحات صلادة اللحام HV5 أو HV10 كطريقة صلادة ماكرو قياسية.
كم عدد قراءات الصلادة المطلوبة لمسح PWHT؟
الحد الأدنى من ثلاث قراءات لكل منطقة (معدن أساسي، HAZ، معدن لحام) على كل وجه من المقطع العرضي للحام شائع. تحدد الأكواد المحددة متطلبات أكثر تفصيلاً: تتطلب ASME VIII-1 UHA-51 قراءات صلادة على اللحام الإنتاجي في المعادن الأساسية P4 و P5؛ يحدد BS PD 5500 الملحق D أنماط عبور دنيا. يجب أن توضح الشهادة جميع القراءات الفردية وليس فقط القيمة القصوى.
هل يقلل التلدين أو PWHT دائمًا الصلادة؟
يقلل PWHT (إجهاد تخفيف الإجهاد) من الضغوط المتبقية ويلين البنى الدقيقة الصعبة في الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة، مما يقلل عادة صلادة HAZ بشكل كبير. يقلل التلدين الكامل (التسخين فوق درجة حرارة النقطة الحرجة العليا والتبريد البطيء) أيضًا الصلادة. ومع ذلك، إعادة تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي لا يقلل الصلادة بنفس الطريقة — فهو يذوب الرواسب ويجانس البنية الدقيقة، مما قد يزيد قليلاً من الصلادة في المواد المعاد صنعها بشدة من البرد.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free