ASTM A615 - ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับเหล็กเส้นคาร์บอนเสริมคอนกรีตชนิดผิวข้ออ้อยและผิวเรียบ
เหล็กเส้นเสริมแรงถูกออกแบบมาเพื่อรับแรงและน้ำหนักของโครงสร้างคอนกรีต เช่น สะพานและอาคาร ASTM D615 เป็นมาตรฐานการทดสอบที่กำหนดข้อกำหนดด้านขนาด องค์ประกอบทางเคมี และคุณสมบัติทางกายภาพสำหรับเหล็กเส้นคาร์บอนชนิดผิวเรียบและผิวข้ออ้อยที่ผลิตสำหรับเสริมคอนกรีต เหล็กเส้นข้ออ้อยมีลักษณะผิวนูนเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ตามแนวยาวหลังจากฝังในคอนกรีต ในขณะที่เหล็กเส้นผิวเรียบมีผิวเรียบ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้อาจจัดส่งในรูปแบบความยาวที่ตัดแล้วหรือม้วน และถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับงานก่อสร้างและอาคาร
ในขณะที่ ASTM A615 อ้างอิงถึงASTM A370 และ ASTM E290 สำหรับการทดสอบแรงดึงและการดัดงอตามลำดับ มาตรฐานนี้รวมถึงขั้นตอนเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบเหล่านี้บนเหล็กเส้นผิวเรียบและผิวข้ออ้อย การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการเพื่อหาคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ความแข็งแรง การยืดตัว และสภาพผิวที่น่าพอใจหลังการดัดงอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหล็กเส้นที่ผลิตตามมาตรฐาน ASTM A706/A706M ถือว่าเป็นไปตามมาตรฐานนี้ด้วย
| การติดตั้งการทดสอบ ASTM A615 | |
|---|---|
เครื่องทดสอบรุ่น 6800 แบบตั้งพื้น |
|
ซอฟต์แวร์ Bluehill Universal |
|
โหลดเซลล์ซีรีส์ 2580 |
|
จับยึดลิ่มไฮดรอลิก |
|
การทดสอบตาม ASTM A615 มักเกี่ยวข้องกับแรงกระแทกสูงเมื่อชิ้นงานเกิดความเสียหาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กเส้นผิวเรียบและผิวข้ออ้อยที่มีเกรดสูงและขนาดใหญ่ เนื่องจากที่จับยึดต้องรับชิ้นงานที่แตกหักหลังการทดสอบ จึงได้รับผลกระทบจากแรงกระแทกมากที่สุด ดังนั้นจึงสำคัญที่จะต้องเลือกที่จับยึดที่แข็งแรงซึ่งสามารถดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ที่จับยึดแบบลิ่มหรือแบบกระทำด้านข้างที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิก มาตรฐานยังระบุว่าชิ้นงานจากเหล็กเส้นควรถูกทำให้ตรงก่อนการทดสอบ โดยเฉพาะเมื่อได้มาจากม้วน เนื่องจากชิ้นงานเหล่านี้มักจะยังคงมีการโค้งงออยู่บ้าง เราแนะนำให้ใช้ที่จับยึดแบบไฮดรอลิกที่กระทำด้านข้าง เช่น ที่จับยึด DuraSync ของ Instron สำหรับการใช้งานนี้ ที่จับยึดเหล่านี้หนีบจากทั้งสองด้านเพื่อให้มั่นใจว่าแม้จะมีแรงด้านข้าง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อชิ้นงานโค้งงอ ก็ยังคงหนีบที่จุดศูนย์กลางช่วยปรับปรุงการจัดแนวและขจัดความจำเป็นในการ "รีเซ็ต" ที่จับยึดระหว่างการทดสอบ เนื่องจากชิ้นงานทดสอบแรงดึงต้องทดสอบโดยใช้พื้นที่หน้าตัดเต็ม ส่วนนูนบนผิวของเหล็กเส้นข้ออ้อยอาจสร้างความท้าทายในการจับยึด หน้าขากรรไกรเฉพาะสำหรับเหล็กเส้นมีลวดลายฟันที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการลื่นไถลของชิ้นงาน โดยไม่รุนแรงจนทำให้เกิดความเสียหายก่อนกำหนด
มาตรฐานนี้กำหนดให้รายงานการยืดตัวสำหรับแต่ละการทดสอบแรงดึง และแม้ว่าจะสามารถวัดได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องวัดการยืดตัว แต่การใช้เครื่องวัดมีประโยชน์หลายประการ Instron แนะนำให้ใช้เครื่องมือแบบสัมผัสอัตโนมัติ เช่น AutoX750 ซึ่งนอกจากจะวัดการยืดตัวของความยาวเกจ 8 นิ้วแล้ว ยังสามารถคำนวณจุดคราก (Rp 0.2) ได้ด้วย ต่างจากอุปกรณ์แบบใช้มือ AutoX750 ติดตั้งและถอดออกจากชิ้นงานโดยอัตโนมัติ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานอยู่ห่างจากพื้นที่ทดสอบอย่างปลอดภัยและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของชิ้นงาน เนื่องจากความยาวเกจถูกตั้งค่าโดยอัตโนมัติจากการป้อนข้อมูลในซอฟต์แวร์และสามารถปรับได้อย่างไม่จำกัดตลอดระยะการเคลื่อนที่ทั้งหมดของเครื่องมือ เครื่องวัดการยืดตัวเพียงเครื่องเดียวนี้สามารถใช้ครอบคลุมข้อกำหนดชิ้นงานทั้งหมดนอกเหนือจากที่ระบุใน ASTM A615
การควบคุมการทดสอบ
ขั้นตอนการทดสอบการทดสอบตาม ASTM A615 ประกอบด้วย 5 ช่วงพื้นฐาน ได้แก่ ก่อนการทดสอบ การให้แรงเริ่มต้น ช่วงยืดหยุ่น การคราก และช่วงพลาสติก
ในช่วงก่อนการทดสอบ สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งที่จับยึดที่เหมาะสมและปรับช่องทดสอบแล้ว ก่อนติดตั้งชิ้นงาน ควรตั้งค่าการวัดแรง (โหลด) เป็นศูนย์ เมื่อใส่ชิ้นงานเข้าไปในระบบแล้ว ไม่ควร "ปรับศูนย์" แรงอีกเนื่องจากจะส่งผลต่อผลการทดสอบ หากใช้เครื่องวัดการยืดตัวแบบใช้มือในการวัดความเครียด ควรติดตั้งเข้ากับชิ้นงานอย่างถูกต้องโดยให้ขอบคมอยู่ที่ความยาวเกจของเครื่องมือ จากนั้นควรตั้งค่าการวัดความเครียดเป็นศูนย์ก่อนให้แรง
ขั้นตอนการให้แรงเริ่มต้นใช้เพื่อให้แรงเริ่มต้นเล็กน้อย (<5% ของความแข็งแรงที่จุดครากที่คาดไว้) แก่ชิ้นงานเพื่อให้ชิ้นงานเข้าที่ในที่จับยึดอย่างเหมาะสมและช่วยดึงชิ้นงานให้ตรงก่อนการทดสอบ กราฟความเค้นหรือแรงเทียบกับการเคลื่อนที่ของคานขวางหรือตัวกระทำการมักจะแสดงการเคลื่อนที่มากสำหรับการเพิ่มแรงเพียงเล็กน้อยเนื่องจากที่จับยึดและสายโหลดดึงตึง (รับความยืดหยุ่นของระบบ) หากไม่มีการให้แรงเริ่มต้นและมีการใช้เครื่องวัดการยืดตัว ชิ้นงานเหล็กเส้นหลายชิ้นจะแสดงความเครียดเป็นลบที่จุดเริ่มต้นของการทดสอบขณะที่ชิ้นงานตรง เนื่องจากสิ่งนี้และ/หรือความยืดหยุ่นของระบบ ข้อมูลในช่วงการให้แรงเริ่มต้นของการทดสอบมักจะถูกละเว้นหรือไม่ถูกบันทึกบนกราฟความเค้น-ความเครียด
บนระบบที่ควบคุมด้วยเซอร์โว การให้แรงเริ่มต้นมักทำอย่างช้าๆ โดยใช้การควบคุมการเคลื่อนที่ของคานขวางหรือตัวกระทำการสำหรับควบคุมความเร็วทดสอบ ไม่แนะนำให้ควบคุมการให้แรงเริ่มต้นจากการควบคุมแรง ความเค้น หรือความเครียด เนื่องจากอาจนำไปสู่การเร่งความเร็วที่ไม่พึงประสงค์และรวดเร็วจนกว่าชิ้นงานจะถูกดึงให้แน่นในที่จับยึด
ขึ้นอยู่กับปริมาณความยืดหยุ่นของระบบหรือความหย่อนที่ถูกลดลงระหว่างการให้แรงเริ่มต้น อาจจำเป็นหรือต้องการที่จะปรับค่าการวัดความเครียดเป็นศูนย์เมื่อสิ้นสุดการให้แรงเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม ต้องระมัดระวังเพื่อไม่ให้ส่งผลเสียต่อการวัดความเครียดโดยรวม ไม่ว่าในกรณีใด ผลการทดสอบที่อาศัยความเครียดจากเครื่องวัดการยืดตัวควรได้รับการปรับเพื่อไม่ให้พฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่จุดเริ่มต้นของเส้นโค้งการทดสอบส่งผลเสียต่อผลการทดสอบใดๆ
ช่วงยืดหยุ่น
ช่วงยืดหยุ่นหรือส่วนเส้นตรงของการทดสอบที่เห็นบนกราฟความเค้น-ความเครียดมักแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นในช่วงแรกเนื่องจากการทำให้ชิ้นงานเหล็กเส้นตรงเพิ่มเติม หากใช้เครื่องวัดการยืดตัว อาจแสดงเป็นความเครียดเล็กน้อยที่เป็นลบที่จุดเริ่มต้นของการทดสอบและโดยทั่วไปถือว่าเป็นเรื่องปกติสำหรับเหล็กเส้น
เมื่อทดสอบตาม ASTM A615 ควรอ้างอิงฉบับล่าสุดของ ASTM A370 สำหรับการควบคุมการทดสอบที่เหมาะสมและความเร็วเป้าหมายที่อนุญาตในช่วงยืดหยุ่นและจนถึงจุดเริ่มต้นของการคราก
เมื่อทำการทดสอบบนระบบที่ควบคุมด้วยเซอร์โว สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงสถานการณ์ต่อไปนี้ หากใช้การควบคุมการเคลื่อนที่ของคานขวางหรือตัวกระทำการ โดยทั่วไปสามารถใช้การควบคุมและความเร็วเดียวกันผ่านทั้งช่วงยืดหยุ่นและช่วงคราก อย่างไรก็ตาม หากใช้การควบคุมความเค้นหรือความเครียด การทดสอบต้องเปลี่ยนเป็นการควบคุมการเคลื่อนที่ของคานขวางหรือตัวกระทำการก่อนหรือที่จุดเริ่มต้นของการคราก
เมื่อเริ่มการคราก เหล็กเส้นหลายเกรดแสดงจุดครากที่ชัดเจนซึ่งเห็นเป็นการโค้งงอแบบฉับพลันในเส้นโค้งการทดสอบความเค้น-ความเครียด จากนั้นตามด้วยช่วงที่ชิ้นงานยืดตัวโดยมีการเพิ่มแรงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย เนื่องจากสิ่งนี้ ระบบที่ควบคุมด้วยเซอร์โวต้องถูกควบคุมโดยใช้การควบคุมการเคลื่อนที่ของคานขวางหรือตัวกระทำการเพื่อรักษาอัตราการเคลื่อนที่คงที่ตลอดการคราก สิ่งสำคัญมากที่ต้องทราบว่าการใช้การควบคุมความเค้นระหว่างการครากจะทำให้การทดสอบเร่งความเร็วมากเกินไป ซึ่งขัดกับมาตรฐานโดยตรง นี่ยังอาจทำให้จุดคราก (จุดครากบน) ถูกบดบังหรือเรียบขึ้นและทำให้ผลความแข็งแรงที่จุดครากสูงกว่าที่คาดไว้ เช่นเดียวกัน การควบคุมความเครียดจากเครื่องวัดการยืดตัวอาจไม่สม่ำเสมอระหว่างการครากและจึงไม่แนะนำเมื่อทดสอบเหล็กเส้น
บริเวณพลาสติก
ตามที่อนุญาตโดย ASTM A370 และ ASTM A615 จึงเป็นที่ยอมรับได้ที่จะเพิ่มความเร็วในการทดสอบหลังจากการยืดตัวเสร็จสิ้นแล้ว สำหรับเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยเซอร์โว วิธีที่ดีที่สุดในการควบคุมการทดสอบในช่วงสุดท้ายนี้คือการใช้ข้อมูลป้อนกลับจากการเคลื่อนที่ของหัวไขว้หรือตัวขับเคลื่อน (เช่นเดียวกับการยืดตัว) อย่างไรก็ตาม ความเร็วสามารถเพิ่มขึ้นได้ตามมาตรฐานที่ปฏิบัติตาม ซึ่งช่วยให้การทดสอบเสร็จสิ้นในระยะเวลาที่สั้นลงในขณะที่ยังคงให้ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้และทำซ้ำได้
เป็นเรื่องปกติในการทดสอบ ASTM A615 ที่จะเกิดเศษโลหะและฝุ่นบนอุปกรณ์หลังจากการหักแต่ละครั้ง ระบบ Instron ได้รับการออกแบบให้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เข้มงวดนี้ อย่างไรก็ตาม แนะนำให้ปัดเศษโลหะออกระหว่างการทดสอบเพื่อรักษาการยึดเกาะที่ดีของชิ้นงานทดสอบระหว่างหน้าขากรรไกร การละเลยการดูแลรักษานี้อาจทำให้ชิ้นส่วนของชิ้นงานทดสอบติดอยู่ในหน้าขากรรไกร ซึ่งอาจต้องใช้ความพยายามเพิ่มเติมในการถอดออก
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ASTM A615 ซื้อมาตรฐาน
Bluehill Universal Brochure
Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability
High Force Universal Testing Machines Brochure
Instron’s high force systems include electromechanical and high-capacity hydraulic testing systems for tension and compression applications. Force capacities range from 100 kN to 2000kN.
Hydraulic Side-Action Grips (DuraSync)
Instron hydraulic side-action grips are designed for high-capacity testing and maintain a constant clamping force on the specimen that acts perpendicular to the direction of testing and is independent of tensile loading.
±100 kN Universal Hydraulic Wedge Action Grips Data Sheet
Instron’s 100 kN hydraulic wedge grips (catalog no. 2743-401) provide an innovative solution for high-capacity testing and deliver enhanced gripping performance, usability, and operator safety.
Automatic Contacting Extensometer – Model AutoX 750
The AutoX 750 is a high-resolution, long-travel automatic contacting extensometer. It can be mounted onto any electromechanical 3300, 3400, 5500, 5900, or 6800 Series tabletop or floor model system as well as LX, DX, HDX, and KPX static hydraulic testing systems. It is well suited for applications involving plastics, metals, biomedical, composites, elastomers, and more. The AutoX has a maximum travel of 750 mm and accuracy of ± 1 µm.
