تست میلگرد و قطعات فولادی

تست میلگرد و قطعات فولادی به سبب دارا بودن مقاومت کششی مناسب در بخش های مختلف ساختمان ، مورد استفاده قرار می گیرند. آزمایش میلگرد و قطعات فولادی شامل آزمایش هایی هستند که بر اساس مشخصات مورد انتظار موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تهیه شده اند و در مواردی که استاندارد ملی ایران در مورد برخی از انواع آزمایش میلگرد و قطعات فولادی تدوین نگردیده است، از استاندارد های بین المللی استفاده می شود. در این بخش انواع آزمایش های قابل اجرا بر روی میلگرد و قطعات فولادی به همراه قیمت آن ها در قالب دو گروه مجزا تحت عنوان تست میلگرد (تست کشش میلگرد ، تست التراسونیک میلگرد جوش شده و ...) و تست قطعات فولادی (تست‌ ورق ، تست پیچ و مهره و ...) نشان داده شده است. در این بخش لیست آزمایشگاه های مورد تایید نظام مهندسی ارائه دهنده خدمات تست میلگرد و قطعات فولادی ، به همراه لیست هزینه انجام تست ، نشان داده شده و امکان مقایسه قیمت فراهم شده است.

فولاد یکی از مهمترین مصالح ساختمانی به شمار می ‌آید و در مقاوم سازی ساختمان تاثیر زیادی دارد. میلگرد به سبب دارا بودن مقاومت کششی از پر کاربردترین مقاطع فولادی در ساختمان ها می باشد. آزمایش میلگرد شامل آزمایش هایی است که تا حد امکان بر اساس مشخصات مورد انتظار موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تهیه شده اند.

در مواردی که استاندارد ملی ایران در مورد برخی از انواع آزمايش میلگرد تدوین نگردیده است، می توان از استانداردهای بین المللی استفاده نمود.

آزمایش کشش میلگرد

آزمایش کشش میلگرد قابلیت انعطاف پذیری ، میزان الاستیک ، نقطه تسلیم ، مقاومت در برابر شکنندگی و حد ارتجاعی میلگرد را مشخص می نماید که توسط دستگاه کشش میلگرد به صورت هیدرولیکی یا مکانیکی انجام می شود.

دستگاه تست میلگرد

دستگاه آزمایش کشش میلگرد جهت انجام آزمايش کشش و خمش بر روی نمونه های فلزی و میلگرد هایی تا قطر 40 میلی متر، استفاده می شود.

نحوه آزمایش کشش میلگرد

آزمایش کشش میلگرد به طور کلی برای تعیین استحکام و مقاومت کششی میلگرد ها صورت می گیرد.

برای انجام این تست میلگرد ابتدا طولی معین به وسیله سنبه نشان با ضربه چکش بر روی نمونه مشخص می گردد. پس از قرار دادن نمونه بین فکین دستگاه آزمایش کشش ، به وسیله فلکه دستی، اعمال نیروی کششی بر نمونه آغاز می گردد.

 بارگذاری تا زمانی که ناظر، افزایش سریع طول نمونه را مشاهده کند، ادامه می یابد. از آن جایی که در حد ارتجاعی ، بدون افزایش نیرو ، ازدیاد تغییر شکل خواهیم داشت، درست در این لحظه نیروی وارده، حد ارتجاعی را نشان می دهد. پس از رسیدن به حد ارتجاعی، اعمال نیروی کششی به جای چرخاندن فلکه دستی ، به کمک الکترو موتور ادامه می یابد تا میلگرد گسیخته شود. مقدار نیرو در این لحظه از تست میلگرد تاب گسیختگی را نشان می دهد.

نتایج آزمایش کشش میلگرد

نتایج بدست آمده از قرائت های آزمایش کشش میلگرد در جدولی یادداشت می گردد. این نتایج اطلاعات زیر را در اختیار ما قرار می دهند.

• حد جاری شدن

حد جاری شدن در آزمایش میلگرد ، معمولا یک تنش قراردادی است که برای کلیه فولاد ها قابل محاسبه است.

• مقاومت کششی

مقاومت کششی را با محاسبه تنشی که از تقسیم بار حداکثر وارده به نمونه بر سطح مقطع آن بدست می آورند.

• ازدیاد طول نسبی

 ازدیاد طول نمونه را پس از گسیختگی با کنار هم قراردادن دقیق دو بخش از نمونه و اندازه گیری فاصله نشانه هایی که قبلا بر روی نمونه گذارده شده اند، بدست می آورند.

• تقلیل سطح مقطع گسیختگی

تقلیل سطح مقطع گسیختگی و ضریب آن در تست میلگرد با کنار هم گذاشتن نمونه گسیخته شده و اندازه گیری قطر در کوچکترین مقطع، تعیین می شود.

• محاسبه حد ارتجاعی

برای محاسبه حد ارتجاعی در قسمت خطی منحنی تنش – تغییر شکل نسبی، می توان از رابطه ای که به قانون حرکت معروف است، برای تعیین مقدار حد ارتجاعی استفاده کرد.

همچنین جهت تفسیر نتایج آزمون کشش میلگرد ، نرم افزارهای هوشمندی مورد استفاده قرار می گیرد که با استفاده از آن درصد ازدیاد طول آرماتور و تمامی رفتارهای مقطع در طول انجام آزمایش کشش آرماتور به صورت داده، در جدول قرار داده شده و سپس در انتها به تحلیل این داده ها مطابق با اصول استاندارد می پردازند.

تست خستگی میلگرد

فلزها از دانه های ریزی تشکیل شده اند که صفحات لغزش آن ها در جهات گوناگون قرار دارند. هرگاه تنش به مقدار بحرانی برسد، عمل لغزش بر روی صفحه های بلورین انفرادی، رخ خواهد داد. در مرحله اول ممکن است این لغزش اشکالی ایجاد نکند. اما با تکرار عمل لغزش، ترک های ریزی تشکیل شده و گسترش پیدا می کنند. در نتیجه سطح مقطع عضو نیز کاهش یافته به طوری که دیگر توانایی تحمل نیروی وارد شده را نخواهد داشت.

به عنوان مثال وقتی نمونه ای در آزمایش کشش میلگرد می شکند، تنش معین و مشخصی لازم است تا موجب شکستگی قطعه گردد. با این حال نمونه ای از همان ماده، هنگامی که در معرض بارهای چرخشی یا تناوبی قرار می گیرد، تحت تنش بسیار کمتری خواهد شکست. این نوع شکست به شکست خستگی معروف است.

آزمایش خستگی میلگرد برای میلگرد های خوابانده شده (فرو برده شده) در بتن که قبلا خم شده اند، مورد استفاده قرار می گیرد.

طراحی قطعاتی که در معرض تنش های متغیری قرار دارند، لازم است براساس معیار خستگی انجام پذیرد. معیار خستگی یا حد تحمل، حداکثر تنشی است که یک فلز بدون شکست در برابر تعداد متعدد و مشخصی از سیکل های تنشی، پایدار می ماند.

در آزمايش های خستگی میلگرد ، معمولا حد تحمل آهن و فولاد ۱۰۰۰۰۰۰۰ سیکل (دور) است، ولی برای آلیاژهای سبک غیرآهنی این مقدار ممکن است پانصد میلیون دور باشد.

انواع آزمایش خستگی میلگرد

از رایج ترین آزمایش های خستگی میلگرد می توان به موارد ذیل اشاره کرد.

• ازمایش میله چرخان میلگرد
• آزمايش خستگی با میله ارتعاشی میلگرد
• ازمایش خستگی تحت کشش و فشار میلگرد

تجهیزات تست خستگی میلگرد

قطعات اصلی یک ماشین آزمایش خستگی میلگرد به شرح ذیل می باشد.

• محرک مکانیکی، هیدرولیکی یا مغناطیسی برای وارد کردن سیکل های تکراری تنش به نمونه
• وسیله اندازه گیری تنش های ماکزیمم و مینیمم وارد شده در جریان یک دور
• شمارنده، برای نشان دادن تعداد دورهای تنشی وارد شده بر نمونه
• متوقف کننده خودکار ماشین آزمایش خستگی، وقتی که نمونه می شکند.

تست خمش میلگرد

آزمایش خمش میلگرد به دو شکل خمش سرد و خمش مجدد انجام می گیرد. ازمایش خمش سرد را بر روی میلگرد های با قطر حداقل ۲۵۰ میلی متری که به صورت مستقیم از خط تولید به دست می آید و هیچ عملیات مکانیکی بر روی آن ها اعمال نشده باشد، انجام می دهند و باید تحت استاندارد ملی ایران در شرایط آزمایشگاهی صورت پذیرد.

اما در تست خمش مجدد میلگرد ، نمونه های میلگرد دقیقا شبیه به نمونه های خمش بوده و این نمونه ها را تا اندازه ۹۰ درجه خم می کنند. سپس طی مدت زمان 30 دقیقه تا دمای ۱۰۰ درجه سیلسیوس گرم می کنند. پس از آن فرصتی به آرماتور داده می شود تا خنک گردد و به دمای محیط برسد. اکنون با نیروی پیوسته و یکنواخت دمای آرماتور را به ۲۰ درجه سیلسیوس بر می گردانند.

تایید میلگرد در آزمایش خمش مجدد میلگرد ، منوط به این است که نمونه مورد نظر دچارترک خوردگی، شکست و یا گسستگی نشود.

ميلگرد زمانی از نظر هر يك از ازمایش های خمش قابل قبول تلقی می گردد كه پس از خمش، هيچ گونه ترك، شكستگی يا ساير عيوب (مطابق استانداردهای ملی مربوطه) در آن ايجاد نگردد.

استاندارد پذیرش آزمایش خمش میلگرد

طبق بند 9-10-7-2-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، میلگردها باید با مشخصات و اندازه های مندرج در جدول زیر تحت آزمایش خمش قرار گیرند.

ميلگرد زمانی از نظر هر يك از آزمايش های خمش قابل قبول تلقی می گردد كه پس از خمش، هيچ گونه ترك، شكستگی يا ساير عيوب (مطابق استانداردهای ملی مربوطه) در آن ايجاد نگردد.

زاویه خمش و نسبت قطر فک خمش به قطر اسمی میلگرد در آزمایش خمش میلگرد فولادی مطابق بند 9-10-7-2-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

تست التراسونیک میلگرد جوش شده

فرآیند جوشکاری فورجینگ سربه سر در سال 1953 میلادی با هدف استفاده در صنعت حمل و نقل ریلی ابداع شد و سپس کاربرد آن در صنعت ساختمان توسعه یافت.

با گسترش روزافزون ساخت و ساز، رشد شهرها و بلند مرتبه سازی، موضوع مقاوم سازی و استحکام سازه های بتنی به منظور حفظ جان و سرمایه ساکنین مورد توجه قرار گرفت. به دلیل وجود بارهای کششی، خمشی و پیچشی زیاد در سازه های بتنی، نحوه درست اتصال آرماتورها در بتن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد که با جوشکاری فورجینگ تا حد بسیار زیادی ضعف در اتصال آرماتورها از بین خواهد رفت.

روش جوشکاری فورجینگ سر به سر جزء روش های جوشکاری ذوبی کامل به شمار نمی آید، بلکه نوعی روش جوشکاری فاز جامد است که عمل اتصال را بدون ذوب کردن کامل فلز پایه به انجام می رساند. پیکر بندی مجدد اتم ها با حرارت دهی سطحی در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد، رخ داده و اتصال به کمک تغییر فرم پلاستیک به وجود آمده از بهم فشردگی، ایجاد می شود.

یکی از روش های آزمون صحت و کیفیت جوش های اجرا شده به روش فورجینگ سر به سر میلگرد ها که برخلاف آزمون های خمش و یا کشش نیازی به بریدن، نمونه برداری و تخریب آرماتورهای جوش شده ندارد و در محل پروژه بر روی میلگرد های جوش شده قابل انجام می باشد، آزمایش التراسونیک میلگرد جوش شده است.

در تست التراسونیک میلگرد جوش شده همچون روش آزمايش التراسونیک جوش های اجرا شده در سازه فلزی و یا ازمایش التراسونیک قطعات صنعتی خودرو و یا چرخ های قطار، یک دستگاه مخصوص آزمايش التراسونیک میلگرد که کالیبراسیون و نرم افزار مخصوص خود را دارد، امواج مافوق صوت را به داخل میلگرد جوش شده ارسال می نماید.

دستگاه آزمایش التراسونیک میلگرد جوش شده با دستگاه های دیگر متفاوت بوده و اپراتور دستگاه باید آموزش های تخصصی مربوط به این کار را دیده باشد و ضمنا دارای گواهینامه انجام ازمایش التراسونیک در زمینه جوش های فورجینگ سر به سر میلگرد باشد.

در ازمایش التراسونیک میلگرد جوش شده که یکی از انواع تست میلگرد جوش‌ شده (فورجینگ) است، با استفاده از 2 پراب، امواج به داخل محل جوش و سطح متصل شده با روش فورجینگ ارسال شده و در صورت بازگشت موج و دریافت علائم خاص مشخص می گردد که این جوش قابل قبول است یا می بایست بریده و مجددا اجرا شود.

پیشنهاد می شود جهت اطمینان قطعی از کیفیت جوشکاری ها علاوه بر آزمون خمش 90 درجه نمونه های اجرا شده توسط جوشکار در محل پروژه، در روز اول شروع کار، در انتهای کار و یا در طول فرآیند اجرا و جوشکاری، آزمایش التراسونیک میلگرد جوش شده نیز انجام گردد و مستندات دریافتی از شرکت بازرسی پروژه، بایگانی و نگهداری شود. لازم به توضیح است این کار می بایست فقط توسط شرکت های ذیصلاح و مورد تایید بازرسی جوش دارای تجهیزات و تخصص انجام ازمایش التراسونیک جوش های فورجینگ سر به سر میلگرد ، انجام شده و گزارش کتبی با مهر بازرس جوش و شرکت مربوطه، ارائه و دریافت گردد.

تست جوش پذیری میلگرد

مطابق بند ۹-۴-۱-۶ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، جوش پذيری يا قابليت جوشكاری ميلگردها براساس مقدار كربن معادل آن ها تعيين می شود. درصورتی كه مقدار كربن معادل از 0.51 درصد كمتر باشد، ميلگرد قابل جوشكاری است و هرچه اين مقدار كمتر باشد، قابليت جوش پذيری فولاد بيشتر است.

انواع میلگرد از نظر جوش پذیری

انواع میلگرد از نظر جوش پذیری به سه دسته زیر تقسیم می شود.

 جوش پذیر

این نوع آرماتور با تجهیزات و روش های متداول قابل جوشکاری است.

جوش پذیر مشروط

 این نوع آرماتور در شرایطی معین با تجهیزات و روش های معین قابل جوشکاری است.

جوش ناپذیر

 این نوع آرماتور با وسایل متعارف قابل جوشکاری نیست.

در صورتی که جوش پذیری میلگرد ها مورد تردید باشد، باید قبل از شروع کار، تعدادی نمونه جوش شده تهیه شوند و تحت آزمایش کشش و خم شدگی قرار گیرند.

نتیجه آزمایش کشش میلگرد وقتی رضایت بخش است که مقطع گسیخته شده در محل جوش و یا مجاورت آن نباشد.

نتیجه تست خم شدگی میلگرد وقتی مطلوب است که در اثر خم کردن در منطقه جوش شده، ترک به وجود نیاید.

هزینه تست میلگرد

به طورکلی مطابق با ارزیابی سازمان برنامه و بودجه، اگر نسبت هزینه آزمایش ها به قیمت تمام شده ساختمان، محاسبه گردد، هزینه کلیه آزمایشات مورد نیاز برای ساختمان اعم از خاک ، میلگرد ، بتن ، جوش و … تنها ۴ درصد از هزینه ساخت خواهد بود. لذا لازم است با بیان مزایا و اثرات هر یک از تست ها، کارفرمایان ساختمان به سمت انجام کلیه آزمایش ها سوق یابند.