فلزات آهنی به دلیل کاربردهای گسترده و متنوع خود، از جمله در صنعت، ساختمان، ماشین‌آلات و ابزارها، از مواد مهم و پرکاربرد هستند. اما چگونه می‌توانیم جنس و خواص یک فلز آهنی را بدون آزمایش‌های پیچیده و گران‌قیمت شناسایی کنیم؟ یکی از روش‌های ساده و سریع برای این کار، تست جرقه است. این تست یک روش غیرمخرب برای تعیین طبقه‌بندی کلی مواد آهنی است که با مشاهده الگوی جرقه‌های ایجاد شده از سنگ‌زنی یا هوای فشرده فلز، انجام می‌شود. این روش می‌تواند برای مرتب‌کردن، مقایسه و شناسایی فلزات مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، ما به توضیح تست جرقه، انواع آن، روش انجام آن، مزایا و معایب آن و موارد کاربرد آن می‌پردازیم.
تست جرقه چیست؟
این تست یک روش برای تشخیص خواص فلزات آهنی است که با مشاهده جرقه‌های ساطع شده از فلز در اثر تماس با یک چرخ سنگ‌زنی یا هوای فشرده، انجام می‌شود. این جرقه‌ها را می‌توان با یک نمودار یا با جرقه‌های یک نمونه آزمایشی شناخته‌شده برای تعیین طبقه‌بندی، مقایسه کرد.
ویژگی‌های مهم جرقه عبارتند از رنگ، حجم، ماهیت جرقه و طول. این ویژگی‌ها بستگی به میزان کربن، آلیاژها و عناصر دیگر موجود در فلز دارند. برای مثال، فلزات پر کربن جرقه‌هایی با رنگ سفید، حجم زیاد، ماهیت پراکنده و طول کوتاه تولید می‌کنند. فلزات کم کربن جرقه‌هایی با رنگ نارنجی، حجم کم، ماهیت متمرکز و طول بلند تولید می‌کنند. فلزات آلیاژی جرقه‌هایی با رنگ‌های مختلف، حجم متوسط، ماهیت متغیر و طول متوسط تولید می‌کنند.
انواع تست جرقه
این تست دو نوع اصلی دارد: آزمایش سنگ‌زنی و تست هوای فشرده.
تست سنگ‌زنی رایج‌ترین روش برای ایجاد جرقه است که با تماس نمونه فلزی با یک چرخ سنگ‌زنی انجام می‌شود. تست هوای فشرده روش کمتر رایج دیگر برای ایجاد جرقه است که با گرم کردن نمونه فلزی تا گرمای سرخ و سپس اعمال هوای فشرده به نمونه انجام می‌شود. هر دو روش مزایا و معایب خود را دارند. در ادامه به نحوه تست و سپس به مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت پس همچنان همراه ما باشید.
بیشتر بخوانید: راهنمای جامع تفاوت ورق استیل و گالوانیزه
روش انجام تست جرقه
برای انجام تست ، نیاز به چند مرحله و تجهیزات ساده است. این مراحل عبارتند از:
انتخاب یک نمونه فلزی، معمولا یک تکه ضایعات، برای تست جرقه. نمونه باید تمیز و خشک باشد و بدون رنگ، روغن، زنگ یا رسوبات دیگر باشد.
یک چرخ سنگ‌زنی یا یک دستگاه سنگ‌زنی قابل حمل برای ایجاد جرقه انتخاب کنید. چرخ سنگ‌زنی باید سرعت سطحی مناسبی داشته باشد، حداقل 23 متر بر ثانیه (4500 سطحی فوت در دقیقه)، اما باید بین 38 تا 58 متر بر ثانیه (7500 تا 11500 سطحی فوت در دقیقه) باشد. چرخ باید درشت و سخت باشد، بنابراین اغلب از اکسید آلومینیوم یا سیلیسیم کاربید استفاده می‌شود.
انتخاب یک ناحیه آزمایش با نور کم و پس زمینه سیاه برای مشاهده جرقه‌ها.
مشاهده جرقه‌ها با چشم یا با یک عینک آزمایشگاهی. جرقه‌ها باید در فاصله حدود 30 سانتی‌متری از چرخ سنگ‌زنی یا دستگاه سنگ‌زنی قابل حمل تولید شوند. جرقه‌ها باید در یک زاویه 90 درجه نسبت به چرخ سنگ‌زنی یا دستگاه سنگ‌زنی قابل حمل مشاهده شوند.
مقایسه جرقه‌ها با یک نمودار جرقه یا با جرقه‌های یک نمونه آزمایشی شناخته‌شده. نمودار جرقه یک راهنمای تصویری برای شناسایی جرقه‌های مختلف فلزات آهنی است که می‌تواند در کتاب‌ها، مقالات یا وب‌سایت‌های مرتبط پیدا شود. نمونه آزمایشی شناخته‌شده یک تکه فلزی است که جنس و خواص آن معلوم است و می‌تواند به عنوان یک معیار برای مقایسه با نمونه تست شده استفاده شود.
تعیین طبقه‌بندی، خواص و کاربردهای نمونه تست شده بر اساس جرقه‌های مشاهده شده. برای این کار، می‌توان از جداول، نمودارها یا فرمول‌های ریاضی استفاده کرد. برای مثال، برای تعیین میزان کربن در یک ورق فولادی، می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:
$$C = \frac{L}{L + S} \times 100$$
که در آن C درصد کربن، L طول جرقه و S فاصله بین جرقه و نمونه است.
مزایا و معایب تست جرقه
تست یک روش ساده، سریع، ارزان و غیرمخرب برای تشخیص خواص فلزات آهنی است که می‌تواند در بسیاری از موارد کاربردی مفید باشد. اما این روش همچنین چالش‌ها و محدودیت‌هایی دارد که باید در نظر گرفته شوند. برخی از مزایا و معایب این تست عبارتند از:
مزایا
تست جرقه نیاز به تجهیزات پیچیده و گران‌قیمت ندارد و می‌تواند با یک چرخ سنگ‌زنی یا یک دستگاه سنگ‌زنی قابل حمل انجام شود.
این تست نیاز به برش، جوش، حلال یا آزمایش‌های شیمیایی ندارد و می‌تواند بدون آسیب رساندن به نمونه فلزی انجام شود.
تست می‌تواند در مدت زمان کوتاهی، حدود چند ثانیه، نتایج قابل قبولی را ارائه دهد.
این تست می‌تواند برای مرتب‌کردن، مقایسه و شناسایی فلزات مختلف با توجه به جنس، کربن، آلیاژها و عناصر دیگر مورد استفاده قرار گیرد.
معایب
این تست نیاز به دانش و تجربه کافی برای تفسیر جرقه‌ها دارد و ممکن است تحت تأثیر عوامل خارجی مانند نور، پس زمینه، سرعت چرخ سنگ‌زنی، فشار هوا و زاویه مشاهده قرار گیرد.
تست نمی‌تواند نتایج دقیق و قابل اندازه‌گیری را ارائه دهد و ممکن است با خطای بالا همراه باشد.
این تست نمی‌تواند برای تشخیص فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، مس، سرب و زینک مورد استفاده قرار گیرد.
تست جرقه ممکن است موجب ایجاد اتش، دود، صدا و ایمنی کاری ناکافی شود.
موارد کاربرد تست جرقه
تست یک روش کاربردی برای تشخیص خواص فلزات آهنی است که در بسیاری از صنایع و فعالیت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از موارد کاربرد تست جرقه عبارتند از:
مرتب‌کردن فلزات آهنی بر اساس جنس، کربن، آلیاژها و عناصر دیگر. این کار می‌تواند برای انتخاب فلز مناسب برای یک کاربرد خاص، برای جلوگیری از اشتباهات در خرید و فروش فلزات، برای کاهش هزینه‌ها و افزایش کیفیت محصولات مفید باشد.
مقایسه فلزات آهنی با یک نمونه آزمایشی شناخته‌شده برای تعیین همسانی یا تفاوت آن‌ها. این کار می‌تواند برای بررسی کیفیت، اصالت، مطابقت با استانداردها و مشخصات فنی فلزات مورد نیاز باشد.
شناسایی فلزات آهنی ناشناخته یا بدون برچسب برای انجام عملیات مناسب بر روی آن‌ها. این کار می‌تواند برای انتخاب روش مناسب برای جوش، برش، خم، سخت‌کاری، نرم‌کاری و غیره فلزات مفید باشد.
تشخیص خرابی‌ها، تغییرات یا ترک‌های فلزات آهنی بر اساس تغییرات جرقه‌های آن‌ها. این کار می‌تواند برای ارزیابی وضعیت، عمر و ایمنی فلزات مورد استفاده در ساختمان‌ها، ماشین‌آلات، ابزارها و غیره مفید باشد.
خلاصه مقاله تست جرقه
این تست یک روش ساده و سریع برای تشخیص خواص فلزات آهنی است که با مشاهده جرقه‌های ساطع شده از فلز در اثر تماس با یک چرخ سنگ‌زنی یا هوای فشرده، انجام می‌شود. این روش می‌تواند برای مرتب‌کردن، مقایسه و شناسایی فلزات مختلف با توجه به جنس، کربن، آلیاژها و عناصر دیگر مورد استفاده قرار گیرد. این روش مزایا و معایبی دارد که باید در نظر گرفته شوند. این روش در بسیاری از صنایع و فعالیت‌ها کاربردی است.
پاسخ به سوالات پر تکرار
آیا تست جرقه می‌تواند برای تشخیص فلزات غیرآهنی مورد استفاده قرار گیرد؟
خیر، تست فقط برای تشخیص فلزات آهنی مناسب است. فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، مس، سرب و زینک جرقه‌های قابل مشاهده‌ای تولید نمی‌کنند. برای تشخیص فلزات غیرآهنی، روش‌های دیگری مانند تست مغناطیسی، تست الکتریکی، تست وزن مخصوص و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آیا تست جرقه می‌تواند برای تشخیص فلزات آهنی غیرفولادی مانند چدن، آهن خالص و غیره مورد استفاده قرار گیرد؟
بله، تست می‌تواند برای تشخیص فلزات آهنی غیرفولادی مورد استفاده قرار گیرد. این فلزات جرقه‌های متفاوتی را تولید می‌کنند که می‌توان با مشاهده ویژگی‌های آن‌ها آن‌ها را شناسایی کرد. برای مثال، چدن جرقه‌هایی با رنگ سفید، حجم زیاد، ماهیت پراکنده و طول کوتاه تولید می‌کند. ورق آهنی خالص جرقه‌هایی با رنگ نارنجی، حجم کم، ماهیت متمرکز و طول بلند تولید می‌کند.
آیا این تست می‌تواند برای تشخیص فلزات آلیاژی مانند استنلس استیل، برنج، برنز و غیره مورد استفاده قرار گیرد؟
بله، این تست می‌تواند برای تشخیص فلزات آلیاژی مورد استفاده قرار گیرد. این فلزات جرقه‌هایی با رنگ‌های مختلف، حجم متوسط، ماهیت متغیر و طول متوسط تولید می‌کنند. برای مثال، استنلس استیل جرقه‌هایی با رنگ آبی، حجم متوسط، ماهیت متمرکز و طول متوسط تولید می‌کند. برنج جرقه‌هایی با رنگ زرد، حجم متوسط، ماهیت پراکنده و طول متوسط تولید می‌کند. برنز جرقه‌هایی با رنگ قرمز، حجم متوسط، ماهیت متمرکز و طول متوسط تولید می‌کند.
آیا تست جرقه می‌تواند برای تشخیص فلزات آهنی مغناطیسی مانند فولاد آلیاژی مورد استفاده قرار گیرد؟
بله، تست می‌تواند برای تشخیص فلزات آهنی مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. این فلزات جرقه‌هایی با رنگ‌های مختلف، حجم متوسط، ماهیت متغیر و طول متوسط تولید می‌کنند.
