آزمایش مخرب یا تست مخرب جوشکاری از صفر تا صد در یک مقاله

آیا تا به حال در مورد تست های مخرب جوشکاری و نحوه انجام آن‌ها شنیده‌اید؟! یکی از مشکلاتی که به هنگام جوشکاری وجود دارد، بروز عیوب جوش است. این عیوب سبب مشکلات متعددی در سازه می‌شوند، برای جلوگیری از بروز این مشکلات باید بازرسی انجام داد.

یکی از روش‌های بازرسی کیفیت جوش، آزمایش مخرب یا تست های مخرب جوش است که در این مقاله به طور کامل توضیح خواهیم داد. برای آشنایی بیشتر با آزمایش های مخرب جوش گوشه و جوش شیاری این مقاله جامع آکادمی عمران را از دست ندهید!

منظور از آزمایش مخرب چیست؟

تست مخرب جوش (تست های مخرب DT) جهت تضمین کیفیت جوش‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد.

آزمون ‌های مخرب عبارتند از آزمایش‌های مکانیکی روی نمونه جوش‌شده جهت تعیین مقاومت و سایر خواص مکانیکی.

روش‌های مخرب نسبتاً ارزان قیمت و بسیار کاربردی هستند. بنابراین در سطح وسیعی برای ارزیابی دستورالعمل جوشکاری و صلاحیت جوشکار استفاده می‌شوند.

این نوع آزمایش (آزمون مخرب) معمولاً روی نمونه اخذ شده از ورق یا لوله جوش شده انجام می‌شود که در حقیقت نمونه‌ای از مصالح و دستورالعمل‌های جوشکاری به کار رفته در کارگاه یا کارخانه هستند.

نمونه اخذ شده که تحت آزمایش مخرب قرار می‌گیرد قابل استفاده دوباره نیست.

برای آشنایی بیشتر با انواع جوشکاری به مقاله ” جوشکاری ” مراجعه کنید.

به عبارتی می‌توان گفت در این روش نمونه‌هایی از جوش خارج از موضع اصلی اتصال ساخته شده و مورد آزمایشات مکانیکی موردنظر قرار می‌گیرند.

این روش به علت ضرورت تخریب جوش و نمونه که منجر به آسیب‌رسانی به عضو می‌شود باید در شرایط خاص و استثنایی انجام شود.

اصولاً انجام انواع تست مخرب مورد علاقه پیمانکار، ناظر، مشاور و کارفرما نیست. نشریه شماره 228 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور در پیوست دوم نحوه تنظیم، تکمیل و ارائه گزارش آزمایشات ارزیابی دستورالعمل جوشکاری مخرب را ارائه نموده است که توسط جوشکار، مسئول آزمایشگاه و پیمانکار باید مورد تأیید قرار گیرد.

برای مطالعه بیشتر در مورد آزمایش غیرمخرب جوش به مقاله ” تست های غیر مخرب جوش “ حتما سر بزنید.

مراحل انجام آزمایش مخرب

پس از پاسخ به سوال ” تست مخرب چیست ” به مراحل آن می‌رسیم. مراحل انجام تست های مخرب در جوشکاری عبارتند از:

• تهیه تجهیزات لازم برای عملیات جوشکاری آزمایشی
• تهیه نمونه آزمایشی که ورقی با ضخامت 10 تا 20 میلی‌متر، طول 300 میلی‌متر و عرض 250 میلی‌متر (شامل دو قطعه که هر یک به عرض 125 میلی‌متر است.)
• انجام جوشکاری در وضعیت موردنظر توسط جوشکار (تخت، افقی، قائم یا سقفی) در ورق آزمایشی
• تهیه آزمونه از نمونه آزمایشی با برش آن در عرض حدود 20 تا 40 میلی‌متر
• انجام آزمایش‌های لازم بر روی آزمونه‌ها

برای آشنایی بیشتر با انواع حالت‌ های جوشکاری پیشنهاد می‌کنم به مقاله ” حالات جوشکاری لوله ” مراجعه کنید.

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

تست‌های مخرب جوش شیاری

پس از تعریف آزمایش مخرب و مراحل آن به آزمایش های مخرب جوش شیاری می‌رسیم که شامل موارد زیر بوده و هر مورد را کاملا بررسی خواهیم کرد:

1. آزمایش کشش مقطع کاهش یافته

این آزمایشات در واقع تست مخرب کشش بوده و برای تعیین مقاومت کششی جوش و تنها برای ارزیابی دستورالعمل جوشکاری استفاده می‌شود.

این آزمایشات می‌توانند برای اتصالات لب به لب با جوش‌شیاری هم در ورق و هم در لوله‌ها استفاده شوند. برای آشنایی بیشتر با جوش‌های شیاری مقاله ” جوش‌ شیاری ” را مطالعه کنید.

آزمایش کشش مقطع کاهش یافته با اعمال نیروی کششی طولی بر نمونه انجام می‌شود و مقدار بار آن تا آن جا افزایش می‌یابد که باعث شکست نمونه یا جدا شدن آن به دو قسمت مجزا شود.

پیش از انجام آزمایشات کمترین عرض و ضخامت ورق در محل کاهش مقطع بر اساس میلی‌متر یا سانتی‌متر اندازه‌گیری می‌شود.

سطح مقطع عرضی از حاصل‌ضرب عرض در ضخامت و مقاومت کششی جوش بر حسب نیوتن بر میلی‌متر مربع یا کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع از تقسیم حداکثر بار اندازه‌گیری شده بر سطح مقطع عرضی حاصل می‌شود.

2. آزمایش خمش هدایت شده

آزمایش خمش هدایت شده نوعی تست مخرب در جوشکاری است که در ادامه به طور کامل توضیح خواهیم داد.

آزمایش‌های خمش گونه (خمش ریشه، خمش رویه، خمش جانبی) با هدف آشکارسازی عدم سلامت جوش، عدم نفوذ و امتزاج فلز جوش انجام می‌شود و برای ارزیابی دستورالعمل جوشکاری و صلاحیت جوشکاران مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عدم نفوذ و امتزاج فلز جوش از انواع عیوب جوشکاری هستند، برای آشنایی با تمامی عیوب آن مقاله ” عیوب‌ جوش ” را مطالعه کنید.

این آزمایش در مورد جوش‌های شیاری در ورق‌ها و لوله‌ها اعمال می‌شود. آزمایش خمش رویه (خمش سطحی) کیفیت امتزاج فلز جوش در دیواره‌ها و سطح درز اتصال، تخلخل، حبس سرباره و حفره‌های گازی و سایر معایب احتمالی را کنترل می‌کند.

این تست همچنین میزان شکل‌پذیری جوش‌ها را اندازه می‌گیرد. آزمایش خمش ریشه، میزان نفوذ و امتزاج فلز جوش را در داخل ریشه درز اتصال کنترل می‌نماید.

آزمایش خمش جانبی برای کنترل سلامت و میزان ذوب فلز جوش است.

3. آزمایش شکست نمونه زخم دار

برای تعیین سلامت جوش، این آزمون مخرب انجام می‌شود. این تست در یک دوره زمانی کاربرد نسبتاً وسیعی داشت اما امروزه تعداد افراد کمی هستند که صلاحیت ارزیابی ساختمان بلورین مقطع شکسته شده جوش‌ها را داشته باشند. بنابراین این تست برخلاف دیگر آزمایش‌های دیگر چندان قابل اطمینان نیست.

شرایط لازم برای پذیرش نمونه آزمایشی در این تست آن است که میزان تخلخل سطح شکسته شده نباید بیش از یک حفره گازی در هر سانتی‌متر مربع از سطح جوش‌ها باشد.

حداکثر بعد هر یک از حفره‌های فوق در هر امتداد نباید بزرگتر از 1.5 میلی‌متر باشد. همچنین مطالعه سطح شکسته باید امتزاج کامل فلز جوش و عاری بودن آن از اختلاط سرباره را نشان دهد.

4. آزمایش کشش روی نمونه تمام سطح

یکی دیگر از انواع تست مخرب جوش ، آزمایش کشش روی نمونه تمام سطح است. نمونه‌ای از داخل جوش‌های شیاری که توسط عملیات ماشین‌کاری حاصل می‌شود.

این نمونه که جنس آن به طور کامل از مصالح جوشکاری شده است، تحت تست کشش قرار گرفته و نمودار تنش کرنش برای آن رسم می‌شود. کرنش همانند گسیختگی در این آزمایش‌ها به مصالح الکترود بستگی دارد.

آزمایش های مخرب جوش گوشه

پس از بررسی کامل تست جوش‌های شیاری حال نوبت به بررسی انواع آزمایش مخرب جوش گوشه می‌رسیم که در مقاله ” جوش‌ گوشه ” در مورد این جوش‌ها و انواع آن به طور کامل توضیح داده‌یم.

آزمایش‌ های مخرب جوش گوشه عبارتند از:

• آزمایش کشش مستقیم برای برش طولی و برش عرضی
• آزمایش خمش هدایت شده جوش گوشه
• آزمایش شکست نمونه کنج

1. آزمایش کشش مستقیم برای برش طولی و برش عرضی

این تست‌ها مقاومت برشی جوش‌های گوشه را تعیین می‌کند و معمولاً برای ارزیابی نحوه اجرای جوشکار استفاده می‌شود. در این تست نمونه مورد نظر توسط دستکاه آزمایش کششی با کشیدن گسیخته می‌شود.

در جوش‌های عرضی مقاومت برشی جوش بر اساس کیلوگرم بر سانتی‌متر یا نیوتن بر میلی‌متر با استفاده از رابطه زیر تعیین می‌شود:

که در آن N_w ظرفیت برشی جوش عرضی، M حداکثر بار و W عرض نمونه است.

تنش مقاومت برشی جوش بر حسب کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع یا نیوتن بر میلی‌متر مربع با استفاده از رابطه زیر بدست می‌آید:

که در آن T_w تنش برشی نهایی جوش عرضی، N_w ظرفیت برشی جوش عرضی و L اندازه گلوی جوش عرضی است.

در جوش طولی ظرفیت برش جوش بر حسب کیلوگرم بر سانتی‌متر یا نیوتن بر میلی‌متر با استفاده از رابطه زیر تعیین می‌شود:

که در آن N_L ظرفیت برشی جوش‌های طولی، M حداکثر بار و L کل طول جوش‌ها است.

که در آن T_L تنش برش نهایی جوش‌های طولی، N_L ظرفیت برشی جوش‌های طولی و L اندازه گلوی جوش طولی است.

2. آزمایش خمش هدایت شده جوش گوشه

در ادامه انواع آزمایش های مخرب جوش به آزمایش خمش هدایت شده جوش گوشه می‌رسیم که عدم سلامت فلز جوش در جوشکاری گوشه را مشخص می‌کند.

3. آزمایش شکست جوش گوشه

با هدف تعیین سلامت جوش‌های گوشه انجام می‌شود. نمونه آزمایشی با اتصال یک ورق به ورق دیگر تحت زاویه قائمه توسط جوش‌های گوشه ساخته می‌شود.

سپس نمونه با اعمال فشار از طریق دستگاه آزمایش یا استفاده از چکش دستی شکسته می‌شود. با انجام این عمل، جوش‌های گوشه از ناحیه ریشه شکسته می‌شوند.

فلز جوش شکسته از لحاظ معایبی همانند حبس سرباره و اکسیدها در فلز جوش، وجود حفره‌های هوا، امتزاج ناقص، نفوذ ریشه و توزیع غیر یکنواخت فلز جوش بررسی می‌شود.

4. آزمایش حک

آزمایش حک نوعی دیگر از انواع تست های مخرب جوشکاری است. در تست حک باید مقطعی از جوش‌ها تهیه شده و پس از حک کاری برای عیب یابی مورد بررسی قرار گیرد.

روش حک کاری میزان نفوذ فلز جوش و نیز سلامت جوش‌ها را در مقطع موردنظر مشخص می‌کند. بررسی جوش‌ها در مقطع موردنظر (در آزمایش حک) با اهدافی دنبال می‌شود که عبارتند از:

• تعیین سلامت جوش
• آشکار شدن مرزهای بین فلز جوش و فلز پایه و نیز بین لایه‌های مختلف فلز جوش‌ها
• تعیین محل و عمق نفوذ جوش‌ها
• بررسی متالوژی ناحیه تفدیده (HAZ)

حک کاری عمیق، معایب بی‌ضرری همانند ترک‌ها و تخلخل‌های کوچک را به طور اغراق آمیزی بزرگ نشان می‌دهد.

بنابراین بازبینی سطحی باید به محض مشخص شدن واضح جوش‌ها انجام شود و حک کاری نباید به میزانی باشد که سبب تخریب حجم داخلی نمونه شود.

در آزمایش حک، یک مقطع عرضی از اتصال جوشکاری شده جهت عملیات حک کاری بریده می‌شود. عمل برش درز اتصال با استفاده از یک اره دنده ریز صورت می‌گیرد.

سطح فلز جوشکاری و فلز پایه باید سوهان شود تا به یک سطح صاف تبدیل شده و سپس با سنباده ریز پرداخت گردد.

این سطح با یکی از انواع محلول‌های حک کاری پرداخت می‌شود که معروف‌ترین آن‌ها اسیدنیتریک است. محلول اسیدنیتریک از اختلاط 1 واحد اسیدنیتریک غلیظ و 3 واحد حجمی آب به دست می‌آید.

5. آزمایش ضربه

یکی دیگر از آزمایش های مخرب جوش ، آزمایش ضربه است که هدف از آن تعیین مقاومت ضربه‌ای جوش‌ها و فلز پایه در یک سازه جوشکاری شده است.

مقاومت ضربه‌ای، طاقت فلز در برابر ضربه ناگهانی و سریع را مشخص می‌کند. این آزمایش‌ها اطلاعات موردنیاز در مورد مقایسه طاقت ضربه‌ای فلز جوشکاری و فلز پایه را بدست می‌دهد.

یک جوش یا فلز ممکن است مقاومت کششی زیادی داشته و شکل پذیری بالایی در تنش‌های کششی از خود نشان دهد ولی تحت ضربات ناگهانی و سریع دچار شکستگی شود که به خاطر فقدان طاقت ضربه‌ای مصالح است.

در آزمایش‌های شارپی و ایزود نمونه آزمایشی با یک ضربه می‌شکند و مقاومت ضربه‌ای نمونه بر حسب واحد نیرو – طول سنجیده می‌شود.

اگر مایل به یادگیری تمام نکات اجرای ساختمان هستید توصیه می‌کنیم حتما به دوره اجرای ساختمان سر بزنید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری