مبدأ العمل ونطاق التطبيق لجهاز اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة

في اختبار مقاومة التآكل للمواد مثل المواد المقاومة للحرارة، والسيراميك، والمواد الفلزية، تُستخدم عادةً أجهزة اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة. يمكن لهذه الأجهزة تقييم واختبار مقاومة التآكل للمواد في ظل ظروف درجة الحرارة العادية، مما يجعلها أداة مهمة في أبحاث المواد ومراقبة الجودة. سيتناول هذا المقال بالتفصيل مبدأ عمل أجهزة اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة ونطاق تطبيقاتها.

أولاً: مبدأ عمل أجهزة اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة
مبدأ جهاز اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة هو محاكاة عملية الاحتكاك والتآكل للمواد في ظل ظروف العمل الفعلية لتقييم مقاومتها للتآكل. يعتمد التشغيل الطبيعي لهذا الجهاز على المكونات التالية:

1. مبدأ تشغيل وحدة الاختبار الرئيسية
تُعد الوحدة الرئيسية للاختبار هي البنية الأساسية لجهاز اختبار التآكل عند درجة الحرارة العادية، حيث توفر الدعم الميكانيكي للتجربة بأكملها. تستخدم الوحدة عادةً بنية إطار عالية القوة لتحمل مختلف الأحمال والضغوط. كما تحتوي الوحدة الرئيسية للاختبار على جهاز تثبيت العينة لتثبيت المادة المراد اختبارها.

2. مبدأ تشغيل أزواج الاحتكاك
أزواج الاحتكاك هي مكونات رئيسية تحاكي عملية الاحتكاك، وتشمل عادةً عجلات احتكاك أو أقراص احتكاك. تتلامس هذه الأزواج الاحتكاكية مع سطح العينة وتُولِّد حركة نسبية أثناء الاختبار، وبالتالي تحاكي ظروف الاحتكاك والتآكل في ظل الظروف الفعلية للاستخدام. يمكن اختيار خصائص مادة وزوج الاحتكاك السطحي وتعديلها وفقًا لمتطلبات الاختبار لتتناسب مع ظروف اختبار مختلفة.

3. مبدأ عمل نظام تطبيق الحمولة
يُطبّق نظام تطبيق الحمولة ضغطًا أو حمولة معينة خلال الاختبار لمحاكاة الإجهاد الميكانيكي في ظل ظروف العمل الفعلية. يستخدم هذا النظام عادةً أجهزة هوائية أو هيدروليكية للتحكم الدقيق في الحمولة المطبقة. ومن خلال تعديل الحمولة، يمكن محاكاة ظروف الاحتكاك والتآكل في ظل ظروف عمل مختلفة، وتقييم مقاومة التآكل للمواد في ظل ظروف ضغط متعددة.

4. مبدأ نظام التحكم
يُعد نظام التحكم هو "الدماغ" لجهاز اختبار البلى في درجة حرارة الغرفة، وهو المسؤول عن التحكم وإدارة كامل عملية الاختبار. وغالبًا ما يتم التحكم فيه بواسطة الحاسوب ويمكنه ضبط ومعايرة معايير الاختبار مثل السرعة، والحمل، وزمن الاختبار. كما يمكن لنظام التحكم أيضًا مراقبة مختلف البيانات أثناء الاختبار بشكل فوري لضمان دقة وموثوقية النتائج.

5. مبدأ نظام جمع البيانات
يقوم نظام جمع البيانات بتسجيل وتحليل البيانات الناتجة خلال الاختبار، بما في ذلك قوة الاحتكاك، ومقدار البلى، ودرجة الحرارة، وغيرها. وعادةً ما تكون أجهزة اختبار البلى في درجة حرارة الغرفة الحديثة مزودة بأجهزة استشعار عالية الدقة وأجهزة لجمع البيانات، يمكنها تسجيل بيانات الاختبار في الوقت الفعلي وتحليلها ومعالجتها من خلال الحاسوب. ويمكن استخدام هذه البيانات لتقييم مقاومة المواد للبلى وإعداد تقارير اختبار مفصلة.

ثانيًا. تطبيقات أجهزة اختبار البلى في درجة الحرارة العادية

1. المواد المقاومة للحرارة: تؤثر مقاومة التآكل للمواد المقاومة للحرارة بشكل مباشر على عمرها الافتراضي وموثوقيتها. يمكن لآلات اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة محاكاة الاحتكاك والتآكل الذي تتعرض له هذه المواد في ظروف درجة الحرارة العادية، وتقييم مقاومتها للتآكل، وتوفير مرجع لاختيار المواد وتحسين العمليات.

2. المواد الخزفية: تُستخدم المواد الخزفية على نطاق واسع في الصناعة والحياة اليومية نظرًا لصلابتها العالية ومقاومتها للتآكل. يمكن لآلات اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة اختبار مقاومة التآكل للمواد الخزفية في ظل ظروف احتكاك مختلفة، مما يساعد الباحثين على تحسين التركيبات والعمليات لرفع جودة المنتج.

3. المواد المعدنية: تُستخدم المواد المعدنية على نطاق واسع في تصنيع الآلات، والبناء، وقطاعات أخرى. يمكن لآلات اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة أن تحاكي الاحتكاك والتآكل للمواد المعدنية في ظل ظروف تشغيل مختلفة عند درجة الحرارة العادية، وتقيّم مقاومتها للتآكل، وتساعد في اختيار المواد وتصميم الهياكل.

4. الطلاءات والمعالجات السطحية: تقوم العديد من المواد بتحسين مقاومتها للتآكل من خلال الطلاء أو المعالجات السطحية. يمكن لآلات اختبار التآكل عند درجة حرارة الغرفة اختبار تأثيرات عمليات الطلاء والمعالجة السطحية المختلفة، مما يساعد الباحثين على اختيار حلول معالجة سطحية أفضل لتحسين عمر الخدمة وأداء المواد.