انواع روش های کنترل کیفیت ورق فولادی

کنترل کیفیت یک فرآیند ثابت و اغلب تکراری است که در طول مراحل انجام یک پروژه صورت می گیرد و شامل این می شود که بررسی کنند که آیا محصول تولید شده با استاندارد های کیفی تعریف شده در طرح مدیریت کیفیت مطابقت دارد یا خیر.

روش های کنترل کیفیت همچنین برای از بین بردن ایرادات و عیوب کار هم راه حل هایی ارائه می نماید. به طور کلی کنترل کیفیت بر روی زمینه های تخصصی زیر متمرکز است:

مرحله پیشگیری، که شامل اعمالی می شود که باید انجام گیرند تا از میزان احتمال وقوع خطا در حین و نتیجه کار کاسته شود.

مرحله بازرسی، که شامل عوامل و اعمالی می شود که ایرادات و خطاها را از دست مشتری نهایی خارج می کند.

و مرحله مدارا، زمانی است که نتایج حاصله از تولید بر اساس معیارهای مشخص شده در برنامه مدیریت کیفیت در یک رنج یا محدوده قابل قبولی قرار می گیرند.

انواع روش های کنترل کیفیت ورق فولادی:
برای تعیین و تایید کیفیت ورق فولادی، ورق سیاه و سایر محصولات نهایی فلزی از نظر خصوصیات مختلف فیزیکی و مکانیکی، آزمایش های متفاوتی انجام می شود.

این آزمایش ها برای کنترل کیفیت ورق سیاه و سایر سازه ها ممکن است یا به صورت مخرب باشند یا به صورت غیر مخرب.

از جمله آزمایش های اصلی که توسط کارکنان کنترل کیفیت در فرآیند تولید ورق فولادی انجام می گیرد، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

آزمایش کنترل چشمی:
گاهی پیش می آید که ظاهر محصول دچار نقص هایی است که حتی با چشم غیر مسلح نیز قابل رؤیت است.

این گونه ایرادات را می توان با تست کنترل چشمی تشخیص داد. این ایرادات می ت واند شامل تاب دار بودن، پیچش شدید، چاک باز بودن، ترک و غیره باشد.

اما باید به این نکته توجه داشت که تست کنترل چشمی را باید به افراد ماهر و متخصص سپرد تا درصد خطای انسانی در آن کاهش یابد.

آزمایش متالوژیکی:
آزمایش های متالوژیکی برای کنترل کیفیت ورق سیاه از طریق آنالیز ریزساختارهای یک نمونه از این ورق توسط میکروسکوپ استفاده می شود.

در ابتدا سطح مقطع نمونه را به صورت خیلی زیاد صیقلی می کنند و با بزرگ نمایی هایی با اندازه قطر 100-500 مورد آزمایش قرار می دهند.

ریزساختارهای فولاد شامل دانه هایی با اندازه های مختلف است که با ترکیب های مختلف کنار هم قرارگرفته اند.

به طور کلی، فولاد با دانه های ریزتر، نسبت به فولاد با دانه های بزرگ تر، سخت تر است.

از طریق فرآیند آلیاژسازی فولاد با مواد دیگر، مشخصات مختلفی ایجاد می شود. اندازه دانه، شکل و توزیع فازها و اجزا دیگر (مواد غیرفلزی) قابل تعیین و اندازه گیری است.

این موارد تأثیر بالایی بر خصوصیات مکانیکی فلز دارند. بعضی از دانه ها از فریت یا آهن فلزی خالص ساخته شده اند: گرافیت، شکل بلوری از کربن است؛ پرلیت، آلیاژ آهن و کربن است.

سمانیت، که کاربید آهن نیز نامیده می شود، ترکیبی سخت از آهن و کربن و سایر عناصر مشابه کاربید است.

آستنیت، محلول جامد کربن در آهن گاما (شکل غیر مغناطیسی از آهن) بوده و مارتنزیت، جز اصلی بسیار سخت فولاد است که توسط عملیات حرارتی تولید می شود. این نمونه را همچنین می توان سیاه قلم کرد تا بسیاری از ایرادات وارده بر آن قابل مشاهده باشد.

ریزساختار، می تواند عملیات مکانیکی و حرارتی فلز را نشان دهد و با کمک این اطلاعات پیش بینی رفتار مورد انتظار فلز تحت یک مجموعه شرایط خاص امکان پذیر می شود.

آزمایش سختی:
سختی خاصیت اساسی برای ماده نیست، بلکه به خاصیت ارتجاعی و پلاستیکی آن مربوط می شود.

مقدار سختی به دست آمده در یک آزمایش خاص، فقط به عنوان مقایسه بین مواد یا رفتارها استفاده می شود.

روش آماده سازی نمونه کاملاً ساده است و ممکن است از نتایج در تخمین سایر خواص مکانیکی نیز استفاده شود.

دو تست معروف که برای سنجش سختی ورق سیاه و سایر موارد استفاده می شوند، راکول و برینل نام دارند.

آزمایش سختی پذیری:
سختی پذیری خاصیتی است که عمق و توزیع سختی ناشی از خنک سازی و کوئنچ را تعیین می کند.

به آزمون استاندارد استفاده شده در این روش کنترل کیفیت ورق سیاه و ورق فولادی، آزمون سخت شدن در پایان فرآیند کوئنچ گفته می شود و به آن آزمایش Jominy نیز می گویند.

نمونه ای به اندازه دور 1 اینچ (2.54 سانتی متر) و طول 4 اینچ (10 سانتی متر) به طور یکنواخت تا دمای آسترنزدایی گرم می شود.

اندازه این دما به ترکیب مواد بستگی دارد و از 1500 تا 1900 درجه فارنهایت (816-1038 درجه سانتی گراد) است.

نمونه را از کوره برداشته و بر روی تأسیساتی قرار می دهند که در آن یک جریان سریع آب با سطح پایینی نمونه تماس می گیرد.

پس از ده دقیقه، نمونه برداشته می شود و دو قطعه با سطح موازی و صاف روی نمونه قرار می گیرند.

فولادهای کربنی ساده روی سطح، نزدیک به انتهای کوئنچ شده سخت تر هستند، اما هسته آن ها نسبتاً نرم باقی می ماند.

ولی فولادهای آلیاژی دارای عمق بیشتری از سختی هستند که این امر، یکی از مزیت های اصلی استفاده از فولادهای آلیاژی است.

آزمایش کشش:
آزمایش کششی مانند آزمایش سختی، آزمایشی آزمایشگاهی است که برای تعیین خصوصیات مکانیکی خاصی انجام می شود.

نمونه آماده شده در سر دستگاه آزمایش قرار می گیرد و بار محوری از طریق سیستم بارگذاری هیدرولیکی بر روی نمونه وارد می شود.

آزمایش کشش برای تعیین چندین ویژگی مهم مواد مانند مقاومت تسلیم (جایی که ماده شروع به نمایش تغییر شکل پلاستیکی یا دائمی می کند) و مقاومت نهایی در برابر کشش یا شکستگی، استفاده می شود.

آزمایش انعطاف پذیری:
شکل پذیری و انعطاف پذیری یک ماده با مقدار تغییر شکل ممکن آن تا زمان شروع شکستگی، نشان داده می شود و می تواند با اندازه گیری طول و کاهش سطح نمونه کششی آزمایش شده تا زمان خرابی آن، محاسبه و تعیین شود. آزمایش انعطاف پذیری نیز یکی از آزمایشات کنترل کیفیت ورق سیاه است.

آزمایش فشرده سازی وزق فولادی:
آزمایش های فشرده سازی روی سیلندرها، بلوک ها یا نوارهای کوچک برای تعیین توانایی آن ها در تحمل تغییر شکل های بزرگ پلاستیکی (چکش خواری) و محدودیت های آن انجام می شود.

روابط تنش- کرنش تعیین شده از این آزمایش برای پیش بینی واکنش این نمونه در شرایط فشارها و نیروهای ناشی از عملیات شکل گیری صنعتی مانند نورد، جعل یا اکستروژن استفاده می شود.

نمونه ها بین صفحات فشار قرار می گیرند و فشرده می شوند (اصطکاک نیز عاملی است که باید در نظر گرفت زیرا مواد به صورت پهلو به پهلو بین این صفحات می لغزند).

آزمایش خستگی:
از آزمون خستگی برای تعیین رفتار مواد هنگام مواجهه با بارهای مکرر یا نوسانی استفاده می شود. این آزمایش برای شبیه سازی شرایط تنش استفاده می شود.

پتانسیل خستگی یا حد تحمل، با شمارش تعداد چرخه هایی تعیین می شود، که فشار ابتدا در یک جهت و سپس جهت دیگر اعمال می شود و فلز می تواند قبل از شکسته شدن آن ها را تحمل کند.

از آزمون های خستگی می توان برای مطالعه رفتار مواد تحت انواع مختلف و دامنه های مختلفی از بارهای نوسانی و همچنین اثر خوردگی، شرایط سطح، دما، اندازه و غلظت تنش استفاده کرد.

آزمایش ضربه ورق فولادی:
آزمایش دیگر برای کنترل کیفیت ورق سیاه تست ضربه است که برای تعیین رفتار مواد در هنگام مواجهه با بارگذاری زیاد که معمولاً در شرایط خم شدن، کشش یا پیچش رخ می دهد، استفاده می شود.

برای ضربه زدن به نمونه از یک آونگ چرخشی با وزن ثابت که تا ارتفاع استاندارد بالا رفته است، استفاده می شود.

مقداری از انرژی آونگ برای گسیختگی نمونه استفاده می شود؛ بنابراین آونگ به ارتفاع کمتری از ارتفاع استاندارد می رسد.

آزمایش سایش:
به دلیل ماهیت پیچیده مقاومت نسبت به سایش، این عامل توسط چند تست استاندارد بررسی می شود.

یکی از این روش ها، روش "پین روی دیسک" است که یک پین به دیسک ماده مورد آزمایش منتقل می شود.

معمولاً در آزمایش سایش مختص یک برنامه است و تجهیزاتی برای شبیه سازی شرایط واقعی طراحی می شوند.

آزمایش خوردگی ورق:
خوردگی شامل تخریب ماده توسط تعامل شیمیایی، الکتروشیمیایی یا متالورژی بین محیط و مواد است.

انواع مختلفی از آزمایش ها توسط قرار دادن نمونه در شرایط شبیه سازی شده طبق شرایط واقعی انجام می شود (مانند آزمایش غوطه وری در حمام نمک).

یک لایه پوششی از فلز توسط روی یا همان فرآیند گالوانیزه کردن، معمولاً روی ورق و فولاد سازه ای استفاده می شود که برای استفاده در فضای باز برای محافظت در برابر خوردگی به کار می روند.

آزمایش خزش:
آزمایش خزش برای تعیین، تغییر مداوم تغییر شکل در ماده در دمای بالا و هنگامی که زیر فشار مقاومت تسلیم قرار دارد، مورد استفاده قرار می گیرد.

نتایج این آزمایش برای طراحی قطعاتی که قرار است در معرض دمای بالا قرار بگیرند بسیار اهمیت دارد.

خزش ممکن است به عنوان یک جریان آهسته تغییر شکل پلاستیکی تحت یک شرایط فشار ثابت تعریف شود.

آزمایش خزش، نوعی آزمایش کششی است که در یک فشار و درجه حرارت ثابت انجام می شود. درصد کشیدگی نمونه با گذشت زمان اندازه گیری می شود.

آزمایش قابلیت پردازش (ماشین کاری):
قابلیت ماشین کاری، در واقع میزان سهولت ماشین کاری روی فلز است.

فاکتورهای زیادی برای رتبه بندی قابلیت ماشین کاری در نظر گرفته می شود که عبارتند از: میزان از بین رفتن و حذف فلز، کیفیت سطح تمام شده و عمر ابزار.

درجه بندی قابلیت ماشین کاری به صورت درصد بیان می شود، مثلاً قابلیت ماشین کاری فولاد AISI1112 100٪ است.

فلزاتی که پردازش آن ها دشوارتر است کمتر از 100٪ درجه بندی می شوند؛ در حالی که فلزاتی که پردازش آن ها راحت است بالاتر از 100٪ دارند.

آزمایش رادیوگرافی:
آزمایش رادیوگرافی فلزات شامل استفاده از اشعه x یا اشعه گاما است.

اشعه الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه قادر به عبور از ضخامت زیاد فلز هستند و معمولاً برای آزمایش غیر مخرب ریخته گری ها و اتصالات جوش داده شده از نظر تعیین وجود یا عدم وجود خلأهای کوچک و تخلخل استفاده می شوند.

آزمایش ذرات مغناطیسی:
بازرسی ذرات مغناطیسی (که به آن "مگنافلوکس" نیز گفته می شود) روشی برای تشخیص ترک، پارگی، درز، و سایر ناپیوستگی های مشابه در آهن، فولاد و ورق سیاه است.

این روش حتی آن نقایص سطح را که با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند را هم تشخیص می دهد و همچنین ناپیوستگی های زیر سطح را نیز مشخص می کند.

در ابتدا نمونه مغناطیسی می شود و سپس با پودر آهن ریز پوشانده می شود. این ذرات، شکل تقریبی نقص را به خود می گیرند.