بخش 5.6

این آزمون با ساییدن نمای بالایی به کمک یک ماده ساینده در شرایط استاندارد انجام می شود.

ساینده مورد نیاز این آزمون شامل آلومینا¹ ( $\mathrm{Al_2O_3}$) با اندازه دانه ۸۰ طبق استاندارد بند ۲-۱۱ می باشد. این ماده نباید بیش از ۳ بار استفاده گردد.

۵-۶-۱-۳-۱ دستگاه سایش– دستگاهی مطابق شکل ۵ می باشد که از یک چرخ ساینده، یک مخزن ذخیره با یک یا دو شیر کنترل که خروج مواد ساینده را بطور منظم کنترل می کند، یک گیره و پایه متحرک (چهار چرخه بلبرینگی) و یک وزنه تعادلی به وزن ۲ کیلوگرم.

هنگامی که از دو شیر استفاده می شود یکی از آن ها سرعت خروج را تنظیم می کند و بطور دائم قابل کنترل است.

1-Fused alumina

۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸، ۹، ۱۰، ۱۱، ۱۲، ۱۳
راهنما:
۱– گیره متحرک
۲– پیچ نگه دارنده
۳– نمونه
۴– شیر کنترل
۵– مخزن ذخیره
۶– قیف تنظیم جریان
۷– چرخ ساینده
۸– وزنه تعادل
۹– سوراخ خروجی مواد ساینده
۱۰– شیار
۱۱– جریان مواد ساینده
۱۲– جمع کننده مواد ساینده
۱۳– لبه نگه دارنده

شکل ۵– دستگاه چرخ پهن

چرخ ساینده باید از جنس فولاد E۳۶۰ مطابق استاندارد بند ۲-۶ درست شده باشد. سختی فولاد باید بین ۲۰۳ HB تا ۲۴۵ HB باشد. قطر چرخ باید ( $200\pm1$) میلی متر و ضخامت آن ( $70\pm1$) میلی متر باشد که بطور قائم دوران نموده و سرعت آن باید ۷۵ دور در ( $60\pm3$) ثانیه باشد.

گیره متحرک (چهار چرخه بلبرینگی) به وسیله وزنه تعادلی به طرف چرخ ساینده کشیده می شود که باید مجهز به تکیه گاه جهت نگهداری آزمونه به شکل قائم باشد. تکیه گاه دارای شکافی است که عبور چرخ پهن را ممکن می سازد. پیچ، نمونه را در محل مخصوص محکم نگه می دارد. مخزن ذخیره شامل مواد ساینده، قیف هدایت کننده را از مواد ساینده تغذیه می کند. قیف هدایت کننده باید استوانه ای دارای مخزن و یک شیار خروجی باشد.

طول این شیار باید ( $45\pm1$) میلی متر و عرض آن ( $4\pm1$) میلی متر باشد. بدنه قیف هدایت کننده باید حداقل ۱۰ میلی متر بزرگ تر از شیار در تمام جهات باشد (شکل۶).

ابعاد برحسب میلی متر
مثال ۱
نمای بالا: قیف سیلندری
مثال ۲
نمای بالا: قیف مستطیلی

۱، ۲، ۶، ۹، الف، ب، $a$، $b$، $c$
راهنما:
۱ طرف مایل
۲ طرف عمودی
۶ قیف هدایت گر جریان
۹ شیار خروجی
الف $45\pm1$
ب $4\pm1$
$a,b,c>10$

شکل ۶– موقعیت شیار در قیف هدایت گر جریان

فاصله بین شیار ریزش و محور چرخ پهن، باید ( $100\pm5$) میلی متر باشد و ماده ساینده باید بین ۱ میلی متر تا ۵ میلی متر پشت لبه چرخ پهن جریان یابد (شکل۷).

ابعاد برحسب میلی متر
مثال ۱
نمای بالا: قیف سیلندری
مثال ۲
نمای بالا: قیف مستطیلی

۳، ۶، ۷، ۹، الف، ب، ج، د، ذ، ۱ تا ۵، ۳، ۶، ۷، ۹، الف، ب، ج، د، ذ، ۱ تا ۵
نمای جانبی
نمای بالا

راهنما:
۳ نمونه
۶ قیف هدایت گر جریان
۷ چرخ ساینده
۹ شیار خروجی
الف $100\pm5$
ب $25\pm5$
ج $\ge25$
د $200\pm1$
ذ $70\pm1$

شکل ۷– موقعیت شیار ریزش نسبت به چرخ پهن

جریان ماده ساینده از خروجی قیف هدایت گر باید حداقل با سرعت ۲/۵ لیتر در دقیقه بر روی چرخ بریزد. جریان ماده ساینده باید ثابت و حداقل سطح ماده ساینده در قیف هدایت گر ۲۵ میلی متر باشد (شکل۷).

۵-۶-۱-۳-۲ ذره بین ترجیحاً مجهز نور؛
۵-۶-۱-۳-۳ خط کش فولادی؛
۵-۶-۱-۳-۴ کولیس دیجیتال.

دستگاه باید بعد از ۴۰۰ بار شیار انداختن و یا هر دو ماه یکبار و یا هنگامی که اپراتور جدید و یا ماده ساینده جدید به کار می رود، واسنجی شود.

جریان ریزش ساینده باید بوسیله ریختن آن ماده از ارتفاعی حدود ۱۰۰ میلی متر درون یک ظرف صیقلی با ارتفاع ( $90\pm10$) میلی متر و با حجم مشخص (حدود ۱ لیتر) سنجیده شود. قیف ریزش در فاصله حدود ۱۰۰ میلی متر بالای سطح قرار داشته و زمانی که ظرف پر شد چگالی ماده ساینده را بدست می آوریم. سپس ماده ساینده را برای حدود ( $60\pm1$) ثانیه درون دستگاه ریخته و ماده را در یک ظرف ۳ لیتری جمع و آن را وزن نمایید و از روی چگالی که از این طریق بدست می آید جریان ریزش ماده ساینده قابل اندازه گیری می باشد که باید بیش تر یا مساوی ۲/۵ لیتر در دقیقه باشد.

دستگاه باید با استفاده از نمونه مرجع، سنگ مرمر بولونیایی¹ واسنجی گردد. بدین ترتیب که بعد از ۷۵ دور چرخش در ( $60\pm3$) ثانیه شیار حاصله روی سنگ ( $20\pm0.5$) میلی متر باشد. بدین ترتیب شیار با تقریب ۰/۱ میلی متر اندازه گیری می شود و ۳ میانگین به عنوان مقادیر کالیبراسیون داده می شود. به جای این سنگ می توان از یک سنگ کمکی دیگر که سایشی مناسب با سنگ مرجع داشته باشد استفاده نمود. در هر بار واسنجی دستگاه، مرجع بودن نمونه باید کنترل گردد.

یادآوری– مشخصات سنگ مرجع بولونیا به ضخامت ۵ سانتی متر باید مطابق استاندارد بند ۲-۱۲ باشد.

شیار روی سنگ مرجع در هر طرف باید بیشتر از ۰/۵ میلی متر تفاوت نداشته باشد در غیر این صورت نیاز است که موارد زیر را بررسی کنید:
– نمونه باید به صورت مربع روی چرخ گذاشته شود.
– گیره تثبیت کننده و شیار ریزش مواد ساینده باید موازی محور چرخ باشد.
– جریان ریزش باید کاملاً روی صفحه باشد.
– در مسیر گیره نباید اصطکاک وجود داشته باشد.

آزمونه باید یک موزاییک کامل و یا یک قسمت بریده شده به ابعاد حداقل (۱۰۰×۷۰) میلی متر از قسمت رویی باشد.

آزمونه باید خشک و تمیز، سطح رویی آن باید صاف با رواداری ±۱ میلی متر باشد.

1- Boulounaise

اگر سطح رویی دارای بافت زبری باشد و خارج از این محدوده قرار بگیرد، آماده سازی باید طوری باشد که در این محدوده قرار گیرد.

قبل از آزمون باید سطح مورد آزمون را با یک برس سخت تمیز و یک رنگ سطحی به آن زده شود تا اندازه گیری شیار حاصل از سایش راحت تر باشد. لازم بذکر است در صورتی که از رنگ های محلول در آب استفاده می شود باید پس از رنگ زدن سطحی نمونه را تا ۲۴ ساعت در محل آزمایشگاه نگهداری نمود سپس آزمون روی آن انجام گردد.

ابتدا قیف هدایت کننده را از مواد ساینده خشک پر کنید (رطوبت نباید بیش از ۱ درصد باشد) سپس شیر خروجی را باز کرده و موتور چرخ پهن را روشن نموده و آزمونه را در تماس با چرخ پهن قرار داده. پس از چرخش ۷۵ دور در ( $60\pm3$) ثانیه موتور را خاموش کرده، دو شیر ماده ساینده را ببندید و نمونه را برای تعیین میزان سایش بردارید.

بصورت چشمی باید از منظم بودن و یکنواختی ریزش ماده ساینده در طول سایش اطمینان حاصل نمود.

بر روی هر نمونه آزمون دو سایش در جهت عمود بر هم انجام می شود به این ترتیب بر روی ۳ قطعه ۶ اثر سایش بدست می آید که طول آن ها تا دقت ۰/۵ میلی متر اندازه گیری می شود. اگر یکی از اندازه ها بیشتر از ده درصد با حد متوسط نتایج بدست آمده اختلاف داشته باشد آن را حذف کنید.

اگر پس از حذف، کمتر از چهار نتیجه باقی بماند آزمون بر روی نمونه جدیدی باید تکرار شود. میانگین طول سایش میانگین اعداد بدست آمده خواهد بود.

پس از آزمون، آزمونه را در زیر یک ذره بین با بزرگنمایی حداقل ۲ برابر قرار می دهیم و ترجیحاً محیط را با چراغ روشن می نماییم. سپس با مدادی با قطر ۰/۵ میلی متر و سختی 6H یا 7H، محدوده بیرونی شیار را در طول ( $L_1$ و $L_2$) با استفاده از خط کش رسم می نماییم (مطابق شکل۸).

سپس خط (A B) را در وسط شیار عمود بر خط مرکزی شیار رسم نمایید. کولیس دیجیتالی با نوک مربع را روی نقاط A و B به سمت لبه داخلی محدوده طولی ( $L_1$ و $L_2$) شیار قرار داده و با تقریب $\pm0.1$ میلی متر گزارش نمایید. برای دقت در اندازه گیری ( $10\pm1$) میلی متر از قسمت انتهایی شیار (C D) سه بار خوانش نمایید.

بعضی از سنگدانه های سطحی ممکن است به وسیله عمل سایش بالای شیار جابجا شوند، بنابراین خط $L_1$ در جایی رسم شود که سطح نمونه تراشیده شده است.

ابعاد برحسب میلی متر

A-A، A، B، C، D، ۳، ۱۰، الف، $l_1$، $l_2$، $l$
مقطع A-A
نمای روبرو
راهنما:
۳ نمونه
۱۰ شیار
الف $10\pm1$

شکل ۸– مثالی از یک آزمونه که شیار روی آن نشان داده شده

۵-۶-۱-۸

نتیجه آزمون توسط ضریب واسنجی تصحیح می گردد و این عدد با تقریب ۰/۵ میلی متر گرد می شود. فاکتور واسنجی اختلاف حسابی بین ۲۰ و مقدار ثبت شده واسنجی است. برای مثال اگر مقدار واسنجی ۱۹/۶ میلی متر باشد و ابعاد ۲۲/۵ میلی متر، از رابطه زیر محاسبه می شود:

گزارش آزمون باید شامل طول شیارها باشد.

در این روش، ورقه های مربعی یا مکعبی از نمونه روی دیسک ساینده بوهم قرار می گیرد و در مسیر آن ماده ساینده ریخته می شود. دیسک می چرخد و نمونه در معرض بار سایشی ۲۹۴ نیوتنی برای تعداد چرخه مشخص قرار می گیرد.

میزان سایش توسط کاهش ضخامت نمونه یا کاهش حجم نمونه تعیین می گردد.

ماده ساینده استاندارد، کوراندوم مصنوعی می باشد. بطوری که هنگام سایش سنگ گرانیت (نمونه های استاندارد) سایشی حدود (۱/۱ تا ۱/۳) میلی متر و بر روی نمونه های سنگ آهکی، سایشی حدود (۴/۲۰ تا ۵/۲۰) میلی متر ایجاد نماید.

از نمونه های مربعی و یا مکعبی به ابعاد ( $71\pm1.5$) میلی متر باید استفاده نمود. سطح تماس و سطح مقابل آن باید موازی و صاف باشد. برای تعیین کاهش ضخامت از بند ۵-۶-۲-۶ استفاده می شود.

بطور کلی باید نمونه ها در دمای ( $105\pm5$) درجه سلسیوس خشک و سطح مورد تماس آمادگی، ۴ چرخه آزمون داشته باشند.

یادآوری– برای موارد خاص نمونه های مورد آزمون با شرایط خیس یا اشباع شده، نمونه ها باید به مدت حداقل ۷ روز در آب غوطه ور شوند و با یک پارچه یا اسفنج قبل از توزین طوری خشک شوند که رطوبت نمونه ها یکسان باشد.

یک آزمونه باید حداقل از میان سه نمونه برداری مختلف یا قسمت های مختلف از همان نوع انتخاب شود.

قبل از آزمون، چگالی نمونه ( $\rho_R$) با تقریب ۰/۱ میلی متر طولی و با تقریب ۰/۱ گرم وزنی تعیین می گردد.

در مورد نمونه های با چند لایه، چگالی در مورد لایه رویه جداگانه محاسبه می گردد.

قبل از آزمون و پس از هر چهار چرخه، نمونه ها باید با دقت ۰/۱ گرم وزن شوند.

۲۰ گرم پودر ساینده استاندارد را روی مسیر آزمون بریزید نمونه را با گیره به قسمت نگهدارنده وصل کنید و آزمون را با تماس قسمت رویه با مسیر آزمون با بار مرکزی ( $294\pm3$) نیوتن شروع نمایید.

دیسک را بچرخش در آورید و مراقب باشید که ماده ساینده روی مسیر باقی بماند و توزیع آن در سرتاسر عرض نمونه یکنواخت باشد.

نمونه را برای ۱۶ چرخه، آزمون نمایید. هر چرخه شامل ۲۲ حرکت انتقالی می باشد.

پس از هر چرخه، دیسک و سطح تماس با آن را تمیز نموده و به طور مستمر نمونه را به حالت ۹۰ درجه برگردانید و مجدداً ماده ساینده را روی مسیر بریزید.

زمانی که آزمونه های اشباع شده با آب یا نم دار را آزمون می کنید قبل از هر چرخه، مسیر باید توسط اسفنج کمی مرطوب، پاک شود و قبل از آن که ماده ساینده روی آن پاشیده شود نم دار گردد. از شروع آزمون باید با سرعت تقریبی ۱۳ میلی لیتر (معادل ۱۸۰ تا ۲۰۰ قطره) در دقیقه از ظرفی با افشانک قابل تنظیم، روی مسیر پاشیده شود و قطرات آب باید از فاصله تقریباً ۱۰ سانتی متری به وسط مسیر طوری چکانده شود که در نقطه ۳۰ میلی متری جلوتر از آزمونه قرار بگیرند. زمانی که آزمون انجام می شود باید دقت شود که مواد ساینده بطور مستمر به سطح مؤثر مسیر برگردانده شوند.

میزان سایش پس از ۱۶ چرخه به عنوان میانگین کاهش حجمی $\Delta v$ از رابطه ۲ محاسبه می شود:

که در آن:
$\Delta v$ کاهش حجمی پس از ۱۶ چرخه برحسب میلی متر مکعب؛
$\Delta m$ کاهش جرم پس از ۱۶ چرخه برحسب گرم؛
$\rho_R$ چگالی نمونه یا در مورد نمونه های چند لایه، چگالی لایه پوشش برحسب گرم بر میلی متر مکعب.

گزارش میزان سایش با تقریب کامل برحسب تعداد $\mathrm{Cm^3/50\,cm^2}$ است.