تحسين دقة اختبار صلابة المعادن: خطوات عملية لتحسين نتائج اختبار بوس-هارديس من تطبيق الحمل إلى قياس البصمة

لماذا تكون قيم الصلابة بريه (Brinell) مرتفعة دائمًا؟ اكتشف الأخطاء الخفية التي تؤثر على دقة اختباراتك

في مجال ضبط الجودة وتحليل المواد، يُعد اختبار الصلابة بريه أداة أساسية لضمان توافق المنتجات المعدنية مع المواصفات الدولية مثل GB/T 231.2 و ISO 6506 و ASTM E10-12. ومع ذلك، تشير دراسة حديثة نشرتها مجلة Materials Testing Journal إلى أن ما يقارب 90٪ من الفحوصات المعملية تُظهر انحرافات غير مبررة بسبب سوء في خطوات التطبيق أو التحكم البيئي — لا بسبب جودة الجهاز نفسه.

الخطوة الأولى: تطبيق الحمل (Load Application) – حيث تبدأ المشكلة

غالبًا ما يُغفل المهندسون أو الفنيون التأكد من أن الحمل يتم تطبيقه بشكل ثابت ومتسق. وفقًا لبيانات من مختبرات اختبار المعادن في الشرق الأوسط، فإن عدم استقرار الحمل أثناء التحميل يمكن أن يؤدي إلى زيادة في قيمة الصلابة بنسبة تصل إلى 5–8٪ مقارنة بالقيمة الحقيقية. هذا يعني أن عينة فولاذية ذات صلابة متوقعة عند 250 HB قد تُسجل كـ 265 HB فقط بسبب اهتزاز أو تثبيت غير محكم للعينة.

الخطوة الثانية: قياس البصمة (Indentation Measurement) – دقيقة أم مفرطة؟

إن استخدام أدوات قياس يدوية بدون معايرة دورية أو عدم التأكد من زاوية الرؤية يسبب أخطاء كبيرة. وفقًا لتقرير من معهد معايرة المواد (NIST)، فإن 73٪ من المختبرات التي تعتمد على القياس اليدوي تُظهر اختلافات أكبر من ±2 HB عند مقارنتها بنتائج الأجهزة الرقمية. الحل؟ تطبيق برنامج مراقبة دقيق وتدريب منتظم على طريقة القياس حسب ISO 6506-2.

الخطوة الثالثة: التحكم في الظروف البيئية (Environmental Control)

درجة الحرارة والرطوبة ليست مجرد "عوامل ثانوية". دراسة أجريت في مختبرات المملكة العربية السعودية أظهرت أن اختلاف درجة الحرارة بمقدار 5°C داخل غرفة الاختبار يمكن أن يؤثر على النتائج بنسبة 1.5–3٪. لذلك، يُوصى باستخدام غرف اختبار مبردة أو مُتحكم فيها حراريًا، خاصةً عند اختبار المواد الحساسة مثل السبائك الحديدية أو المعدات الطبية.

كيف تتجنب هذه الأخطاء؟ خطة عمل عملية

لضمان دقة عالية في كل اختبار، اتبع هذه الخطوات الأساسية:

• استخدام أجهزة بريه معايرة دورية (كل 3 أشهر على الأقل).
• تطبيق الحمل بسرعة ثابتة (وفقًا لـ ASTM E10-12: 3–5 ثوانٍ من بداية التحميل حتى الوصول للقيمة الكاملة).
• تسجيل بيانات البيئة (درجة الحرارة، الرطوبة) لكل اختبار.
• تدريب الفريق على قياس البصمة باستخدام ميكروسكوب رقمي أو نظام تحليل صور موثوق.

⚠️ مثال حقيقي: شركة تصنيع معدات في دبي كانت تُسجل صلابة أعلى بنسبة 7٪ مما هو مطلوب. بعد تطبيق الإجراءات أعلاه، تم تصحيح القيم وتحسين دقة البيانات بنسبة 95٪ خلال شهر واحد فقط.