Változott a szabvány, máshogy szakítják a fémet

– Az iparban széleskörűen használt szabvány részletezi a fémes anyagok szakítóvizsgálatának módszereit, ill. definiálja a szobahőmérsékleten meghatározható mechanikai tulajdonságokat. A különböző gépeken mért vizsgálati eredmények jobb összehasonlíthatósága érdekében az új vizsgálati szabványon évek óta dolgoztak a szakemberek. Ez a vizsgálati ciklus során a számítógép által vezérelt berendezéseknél a nyúlási sebességen alapuló vezérlést javasolja a terhelési sebességen alapuló vezérlés helyett – írja Dr. Báder Enikő az ATESTOR Anyagvizsgálat-Méréstechnika Kft. szaktanácsadója a társaság honlapján.

A szakítóvizsgálat az egyik legelterjedtebb roncsolásos mechanikai anyagvizsgálat, mivel nagyon sokat elárul az anyag mechanikai tulajdonságairól. Az igénybevétel egészen az alakváltozó képesség határáig fokozható, azaz a szakadásig, így sok információt kaphatunk az anyag teherbírásáról.

A szakítóvizsgálat során kapott eredményt nagymértékben befolyásolják – a próbatest alakja, mérete, felületi minősége mellett – a vizsgálati körülmények, pl. a hőmérséklet, a próbatest befogó típusa, a számítógépes vezérlés módja, a vezérlőrendszer válaszreakciójának gyorsasága vagy éppen a terhelési sebesség.

A szakítóvizsgálatoknál nagy jelentősége van az alakváltozás (nyúlás) sebességének, azaz az időegység alatt végbemenő relatív alakváltozásnak (mértékegysége: 1/s). A fémek a gyorsabb igénybevétellel szemben nagyobb ellenállást tanúsítanak, mivel a maradó alakváltozás létrejöttéhez szükséges belső szerkezeti elmozdulások is csak véges sebességgel mehetnek végbe.

A szakítóvizsgálatok során a cél az alakváltozás sebességének állandó értéken való tartása, mely irányítása többféleképpen történhet, pl. a keresztfej sebességének kontrollásásával, a próbatestre ható terhelés ellenőrzésével, stb. A számítógéppel támogatott modern szakítógépek elektronikája automatikusan gyűjti és tárolja az adatokat, illetve vezérli a vizsgálórendszert. A régi, EN 10002-1 szabvánnyal mért és számított eredmények tűrése azonban nagyon széles határok között változhat.

A mért mechanikai tulajdonságok bizonytalanságának minimalizálása érdekében 2009 szeptemberében egy új, ISO 6892-1 szabványt bocsátottak ki, amely a teljes vizsgálati ciklus során a nyúlási sebességen alapuló vezérlést javasolja a terhelési sebességen alapuló vezérlés helyett.

A szabvány előírja, hogy a mérés során a próbatest vizsgálati szakaszának nyúlási sebessége a leginkább állandó legyen. Attól függően, a vizsgálat során milyen mechanikai tulajdonságokat akarunk megmérni, négy különböző sebességtartományt határoznak meg. A megengedett eltérés ± 20 %-os lehet, ez például egy 80 mm-es hosszon 0,00025 1/s nyúlási sebességet feltételezve ± 4 µm/s eltérést jelenthet, azaz igen szűk határok között mozoghatunk. Egy univerzális anyagvizsgáló berendezés (szakítógép) vezérlőrendszere akkor felel meg az új szabványnak, ha képes a nyúlási sebességet ezen tűrésen belül tartani.

Az új szabvány külön mellékletben foglalkozik a keresztfej sebesség becslésével, tekintetbe véve a szakítógép inverz merevségét is. Az eredmények számításánál figyelembe kell venni azt is, hogy a mérés során a szakítógépnek magának – gépváz, erőmérő cella, befogók, stb. – is van rugalmas alakváltozása, így a keresztfej mozgási sebesség csak egy része adódik át a vizsgálandó darabra.

A gyakorlatban a vizsgálati sebesség vezérléséhez a próbadarab nyúlását szükséges mérni vagy nyúlásmérő segítségével, vagy a keresztfej elmozdulásából. Az univerzális anyagvizsgáló berendezések esetében digitális elektronika vezérli a vizsgálórendszert. Ez automatikusan felismeri, kalibrálja és gyűjti az adatokat a berendezéshez csatlakoztatott jelátalakító eszközöktől – pl. erőmérő cella, nyúlásmérő, stb. Az elektronika egyidejűleg több helyről szimultán képes gyűjteni a jelátalakítóktól beérkező adatokat, a berendezéshez tartozó szoftver pedig kezeli és kiértékeli azokat.

A szabvány korszerűsítésekor a szakemberek főleg a vizsgálati sebesség vezérlésének módjára fókuszáltak. Az új szabvány a folyásponti vagy az az alatti terhelés meghatározására az eddigi – terhelési sebességen alapuló – módszer helyett egy új, nyúlási sebességen alapuló módszert javasol. Habár az új szabvány megengedi a régi szerinti mérést is, nem javasolt annak használata. A szakítógépekkel dolgozó szakembereknek ajánlott fokozatosan áttérniük az új szabványban javasolt nyúlási sebesség vezérlésre, mert a jövőben további szigorítások várhatóak.

Néhány gyártótól már most is meg lehet vásárolni az új szabvány szerinti vizsgáló berendezéseket, de piaci elemzők véleménye szerint az új szabványnak megfelelő termékcsalád várhatóan a jövő évtől lesz csak elérhető az összes neves gyártó kínálatában.