دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول
دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول چیست؟
دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول (UTM)
دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول یا همان Universal Testing Machine (UTM)، یکی از مهم‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی در صنعت ساخت و ساز و متالورژی است که برای اندازه‌گیری ویژگی‌های مکانیکی مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه که در گذشته با نام‌هایی همچون تنسومتر یا دینامومتر شناخته می‌شد، قابلیت انجام تست‌های کششی، فشاری، خمشی، برشی، چسبندگی و سایر آزمون‌های مکانیکی را بر روی مواد مختلف دارد.
کاربردهای دستگاه تست کشش میلگرد
در صنعت ساختمان، این دستگاه برای بررسی کیفیت میلگردها و اطمینان از استحکام آنها در سازه‌های بتنی و فلزی به کار می‌رود. در صنایع ماشین‌سازی، بررسی خواص مکانیکی میلگردهای استفاده شده در قطعات خودرو اهمیت بالایی دارد. صنایع دریایی برای سنجش دوام قطعات فلزی در محیط‌های خورنده و تحت بارهای دینامیکی به این تست وابسته هستند. در صنعت معدن، استحکام و کیفیت میلگردها و پروفیل‌های مورد استفاده در ماشین‌آلات سنگین و تجهیزات استخراج توسط این دستگاه ارزیابی می‌شود. علاوه بر این موارد، تست مقاومت انواع مفتول‌ها، فنرها، پیچ و مهره‌ها و همچنین تست‌های فشاری و خمشی بتن نیز از جمله کاربردهای رایج این دستگاه به شمار می‌رود.
سایر کاربردها
علاوه بر این‌ها، دستگاه تست کشش میلگرد در آزمایش مقاومت مفتول‌ها، فنرها، پیچ و مهره‌ها، لوله‌ها، پروفیل‌ها و حتی برای انجام تست‌های فشاری و خمشی بر روی بتن نیز استفاده می‌شود. این گستردگی کاربرد نشان از اهمیت بسیار بالای این دستگاه در تضمین کیفیت محصولات مختلف دارد.
اهمیت تست کشش
نتایج تست‌های کششی و مکانیکی برای مهندسان طراحی بسیار حیاتی است. تحلیل نمودار نیرو–ازدیاد طول (یا تنش–کرنش) اطلاعاتی درباره‌ی رفتار الاستیک، نقطه تسلیم، مدول یانگ، مقاومت نهایی و ازدیاد طول ماده در شکست ارائه می‌دهد.
تعیین محدوده‌های الاستیک، نسبیتی و پلاستیک برای طراحی سازه‌هایی که تحت بارهای استاتیک یا دینامیک هستند، الزامی است.
اجزای اصلی دستگاه تست کشش میلگرد
بدنه یا سازه دستگاه
سازه‌ی اصلی دستگاه باید استحکام بالایی در برابر نیروهای وارده داشته باشد. این بدنه معمولاً از چدن یا فولاد آلیاژی ساخته می‌شود و در مدل ۶۰ تنی وزنی حدود ۱۷۰۰ کیلوگرم دارد.
فک‌ها
فک‌های دستگاه کشش میلگرد بسیار مهم هستند، زیرا وظیفه‌ی نگهداری محکم نمونه حین آزمایش را دارند. فک‌ها در انواع مختلفی ساخته می‌شوند:
- فک دستی خودکار: باز و بسته شدن توسط فنر و اهرم
- فک دستی: باز و بسته شدن به کمک پیچ دستی
- فک هیدرولیک اتوماتیک: باز و بسته شدن توسط جک هیدرولیک و شیر کنترل فشار
فک‌ها معمولاً دارای لقمه‌های قابل تعویض برای نمونه‌های با مقطع گرد یا تسمه‌ای هستند.
ستون‌ها
ستون‌های راهنما، مسئولیت هدایت حرکت فک‌ها و تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند. بسته به ظرفیت دستگاه، تعداد و قطر ستون‌ها متفاوت است (مثلاً ۲ ستون در دستگاه ۶۰ تنی و ۴ ستون در دستگاه ۱۰۰ تنی).
ماردون‌های حرکتی (اسکرول)
اسکرول جهت تنظیم سریع فاصله بین فک‌ها برای نمونه‌های با طول‌های مختلف استفاده می‌شود و کاربری آسانی دارد.
سیستم هیدرولیک
در ظرفیت‌های بالاتر مانند ۶۰ یا ۱۰۰ تن، تأمین نیروی لازم توسط سیستم هیدرولیک انجام می‌شود. طراحی دقیق شیرآلات هیدرولیک باعث بهبود دقت کنترل سرعت و یکنواختی بارگذاری شده است.
نمایشگر و کنترلر
نمایشگر دستگاه اطلاعاتی همچون نیروی اعمال شده، میزان تغییر طول نمونه، کرنش و زمان تست را در لحظه نشان می‌دهد. این داده‌ها قابل اتصال به کامپیوتر بوده و برای تحلیل‌های دقیق‌تر ذخیره و پردازش می‌شوند.
انواع سیستم حرکتی در دستگاه‌های کشش
- سیستم گیربکس و اسکرول: در ظرفیت‌های پایین با استفاده از موتورهای سروو برای حرکت دقیق.
- سیستم هیدرولیک: در ظرفیت‌های بالا برای تأمین نیروی بزرگ‌تر و حفظ راندمان اقتصادی.
نکات کلیدی در انتخاب دستگاه تست کشش میلگرد
- کیفیت و طراحی فک‌ها و لقمه‌ها
- استحکام و دقت بدنه
- نوع سیستم حرکتی (اسکرول یا هیدرولیک)
- قابلیت اتصال به کامپیوتر و ثبت داده‌ها
- دقت در کنترل نرخ بارگذاری
قیمت دستگاه کشش میلگرد و مفتول
قیمت دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول بسته به عوامل متعددی می‌تواند بسیار متغیر باشد. این عوامل شامل نوع و طراحی دستگاه، برند تولیدکننده، ظرفیت بارگذاری، دقت سیستم‌های اندازه‌گیری، امکانات ویژه و تکنولوژی‌های به کار رفته در ساخت دستگاه می‌شوند. همچنین، موقعیت تولید و عرضه، میزان تقاضا در بازار و نوسانات اقتصادی نیز نقش قابل توجهی در تعیین قیمت نهایی دارند.
عوامل موثر بر قیمت دستگاه تست کشش میلگرد
۱. ظرفیت بارگذاری دستگاه
ظرفیت کششی دستگاه یکی از اصلی‌ترین معیارهای تعیین قیمت است. برای نمونه، در ایران برای تست میلگردهایی تا قطر ۳۲ میلی‌متر معمولاً از دستگاه کشش آرماتور ۶۰ تن استفاده می‌شود. دستگاه‌های با ظرفیت بالاتر مانند مدل‌های ۱۰۰ تنی قیمت بیشتری دارند.
۲. سیستم حرکت و نوع بارگذاری
دستگاه‌هایی که از سیستم گیربکس و اسکرول با موتورهای سروو برای ظرفیت‌های پایین استفاده می‌کنند، به دلیل دقت بسیار بالا قیمت بیشتری دارند. موتورهای سروو امکان کنترل دقیق سرعت و نیرو را فراهم می‌کنند، اما هزینه‌ی تولید این دستگاه‌ها بالاتر است و معمولاً در ظرفیت‌های بالا مقرون به صرفه نیستند.
برای دستگاه‌های ۶۰ یا ۱۰۰ تنی، سیستم هیدرولیک به کار می‌رود که ضمن داشتن دقت مناسب، به دلیل سادگی طراحی و راندمان بالا، قیمت تمام شده‌ی اقتصادی‌تری دارد.
۳. دقت و امکانات پیشرفته
دستگاه‌هایی که به سیستم‌های کنترل دیجیتال پیشرفته، نمایشگرهای دقیق، قابلیت اتصال به کامپیوتر و ثبت خودکار داده‌ها مجهز هستند، به مراتب گران‌تر از مدل‌های ساده‌تر خواهند بود.
۴. برند و کشور سازنده
دستگاه‌های ساخته شده توسط برندهای معتبر جهانی یا تولید شده در کشورهایی با تکنولوژی پیشرفته معمولاً قیمت بالاتری دارند. در مقابل، محصولات تولید داخل ایران یا برندهای کمتر شناخته شده با قیمت‌های مناسب‌تری ارائه می‌شوند.
بازه قیمتی دستگاه‌های تست کشش میلگرد
به طور کلی، قیمت دستگاه‌های تست کشش میلگرد می‌تواند در بازه‌های مختلفی قرار گیرد:
- دستگاه‌های ساده با ظرفیت پایین: قیمت نسبتاً اقتصادی و مناسب
- دستگاه‌های نیمه پیشرفته با سیستم‌های دقیق‌تر: قیمت متوسط
- دستگاه‌های پیشرفته با امکانات کامل (هیدرولیک، سروو موتور، کنترل دیجیتال، اتصال کامپیوتری): قیمت بالا
در شرایط بازار ایران، بسته به ویژگی‌های گفته شده، قیمت دستگاه کشش میلگرد ۶۰ تنی از چند صد میلیون تومان شروع شده و مدل‌های پیشرفته‌تر به مبالغ بسیار بالاتر نیز می‌رسند.
نکات مهم هنگام خرید دستگاه کشش میلگرد
- حتماً ویژگی‌ها و مشخصات دستگاه‌ها را با هم مقایسه کنید.
- از تأمین‌کنندگان معتبر استعلام قیمت بگیرید.
- به کیفیت فک‌ها، سیستم حرکتی، کنترلرها و خدمات پس از فروش توجه ویژه داشته باشید.
- بسته به نیاز پروژه و بودجه، انتخاب هوشمندانه‌ای انجام دهید.
آزمایش‌های استاندارد میلگرد
آزمایش‌های استاندارد میلگرد اهمیت بالایی در شناسایی خواص مکانیکی مواد و پیش‌بینی رفتار آنها تحت بارهای مختلف دارند. این آزمایش‌ها به مهندسان این امکان را می‌دهند تا بهترین مواد را برای مصارف خاص انتخاب کرده و عملیات حرارتی و مکانیکی مناسب را برای بهبود عملکرد آنها اعمال کنند. بسیاری از این آزمایش‌ها به صورت مخرب انجام می‌شوند، یعنی نمونه‌ها تا شکست کامل تحت آزمون قرار می‌گیرند.
آزمون کشش میلگرد
آزمون کشش یکی از مهم‌ترین آزمایش‌های استاندارد میلگرد است که به منظور بررسی خواص مکانیکی استاتیکی نظیر مقاومت کششی نهایی، حد تناسب، مدول الاستیسیته، حد الاستیک، نقطه تسلیم، مقاومت تسلیم، افزایش طول پس از شکست و حالت ارتجاعی ماده انجام می‌شود. این آزمون به خوبی استاندارد شده و با استفاده از دستگاه تست کشش انجام می‌شود.
در این آزمایش، قسمت کشش نمونه، نشانگر بار وارد شده و کشش‌سنج برای اندازه‌گیری تغییر طول بخش یکنواخت نمونه به کار گرفته می‌شود. طبق استاندارد DIN 1045، فاصله بین فک‌های دستگاه کشش برابر ۱۵ برابر قطر اسمی میلگرد (ds) در نظر گرفته می‌شود. اگر تنش تسلیم به راحتی قابل شناسایی نباشد، از مقدار ۰٫۲ درصد Proof Stress استفاده می‌شود.
نمونه‌های آزمون از میلگردهایی که در حالت سرد تابیده شده‌اند، انتخاب می‌شوند و سپس تحت عملیات پیر سختی قرار می‌گیرند؛ این عملیات شامل نگهداری نمونه‌ها به مدت نیم ساعت در دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد و سپس سرد شدن طبیعی تا دمای محیط (۱۵ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد) است. نتایج به دست آمده برای مقایسه ویژگی‌های میلگرد با شرایط پذیرش تعیین شده در استانداردها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آزمون خستگی میلگرد
آزمون خستگی میلگرد به منظور بررسی مقاومت مصالح در برابر بارهای متناوب یا چرخشی انجام می‌شود. این آزمون به ویژه برای میلگردهای خم شده و کارگذاری شده در بتن اهمیت دارد. در این شرایط، میلگرد ممکن است تحت تنش‌هایی بسیار کمتر از حد کششی خود، پس از طی تعداد مشخصی سیکل، دچار شکست شود.
آزمایش خستگی رفتار فلزات را در برابر تشکیل ترک‌های ریز، رشد آنها و کاهش تدریجی سطح مقطع بررسی می‌کند. به همین دلیل، نتایج آزمون‌های خستگی برای طراحی ایمن قطعاتی که در معرض بارهای متغیر هستند، بسیار ضروری است. حد تحمل یا معیار خستگی حداکثر میزان تنشی است که ماده می‌تواند بدون شکست در برابر تعداد زیادی از سیکل‌های تنشی تحمل کند. برای آهن و فولاد این مقدار معمولاً حدود ۱۰ میلیون سیکل و برای آلیاژهای سبک غیرآهنی ممکن است تا ۵۰۰ میلیون سیکل باشد.
سه نوع معروف از آزمایش‌های خستگی عبارتند از آزمایش میله چرخان، آزمایش میله ارتعاشی و آزمایش خستگی تحت کشش فشار. این آزمایش‌ها با استفاده از تجهیزات تخصصی شامل محرک‌های مکانیکی یا هیدرولیکی برای اعمال تنش‌های تکراری، ابزارهای اندازه‌گیری تنش و شمارنده‌های سیکل انجام می‌شوند. دستگاه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پس از شکست نمونه، به طور خودکار متوقف شوند.
شرایط ویژه آزمون خستگی میلگرد
آزمون خستگی بر روی سه میلگرد که اندازه آنها در پایین، وسط و بالای محدوده جدول نورد قرار دارد، انجام می‌شود. برای میلگردهایی با قطر کمتر از یا برابر با ۸ میلی‌متر، رکاب‌هایی ساخته شده و مورد تست قرار می‌گیرند. خم‌کاری رکاب‌ها با شعاع خمش معادل ۴ برابر قطر اسمی و برای میلگردها با شعاع معادل ۱۵ برابر قطر اسمی صورت می‌گیرد.
در این فرآیند، میلگردها به گونه‌ای خم می‌شوند که آج‌های مورب دچار اعوجاج شوند. سپس میلگردهای خم شده تحت فرآیند پیر سختی قرار می‌گیرند، به طوری که تا دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد گرم شده، به مدت نیم ساعت در این دما نگه داشته شده و بعد به طور طبیعی در دمای محیط سرد می‌شوند. در این فرآیند نباید هیچ گونه تغییر شکلی در میلگرد ایجاد شود.
اهمیت نتایج آزمون‌های استاندارد میلگرد
اطلاعات به دست آمده از آزمون‌های کشش و خستگی نقش حیاتی در ارزیابی کیفیت میلگردها برای استفاده در سازه‌های بتنی و فلزی دارند. این داده‌ها نه تنها برای پذیرش یا رد مواد اولیه، بلکه برای طراحی مطمئن و پیشگیری از شکست‌های احتمالی در طول عمر سازه نیز اهمیت ویژه‌ای دارند. تحلیل دقیق نتایج آزمون‌ها به مهندسان کمک می‌کند تا مواد مناسب برای شرایط کاری سخت و بارگذاری‌های متناوب را شناسایی کنند و از ایمنی و طول عمر بالای سازه‌ها اطمینان حاصل نمایند.
شرکت فروردین کالا پیمان نماینده انحصاری دستگاه‌های تست کشش یونیورسال برند Gotech تایوان در ایران، با ارائه دستگاه‌های با کیفیت و دقیق، سهم مهمی در ارتقاء کیفیت تست‌های آزمایشگاهی میلگرد ایفا می‌کند.
نتیجه‌گیری
در این مقاله درباره دستگاه کشش میلگرد، کاربردها و اهمیت آن صحبت کردیم. به اجزای تشکیل‌دهنده آن پرداختیم و دانستیم که چه آزمون‌هایی را می‌توان با آن اجرا کرد. درباره قیمت محصول مطالبی را ارائه کردیم و دانستیم که بر اساس میزان ظرفیت و پیچیدگی دستگاه هزینه قابل‌پرداخت نیز تغییر پیدا خواهد کرد. بن افزار با ارائه به‌روزترین و پرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی آماده خدمت‌رسانی به‌تمامی مخاطبین خود است. برای دریافت مشاوره و راهنمایی خرید دستگاه کشش مفتول به شماره‌های موجود در وب‌سایت پیام دهید.
گالری تصاویر دستگاه تست کشش میلگرد و مفتول