اختبار هشاشة الهيدروجين في النحاس وفقًا للمعيار EN ISO 2626 - تحديد متوسط ​​حجم الحبيبات

ينطبق معيار "EN ISO 2626 اختبار هشاشة الهيدروجين للنحاس - تحديد متوسط ​​حجم الحبيبات"، الذي وضعته المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ونُشر لاحقًا كمعيار أوروبي في إطار جهود التنسيق، على أنواع النحاس الخالية من الأكاسيد والأكسجين ذات الموصلية العالية. ويُكشف عن الهشاشة عن طريق الانحناء الضيق أو الانحناء العكسي، أو عن طريق الفحص المجهري.

من حيث المبدأ، تُحضّر عينة الاختبار وتُسخّن في بيئة تحتوي على الهيدروجين. إذا وُجد الأكسجين في المعدن، يحدث تفاعل يُسبب الهشاشة. ثم تُبرّد عينة الاختبار بحيث لا تتلامس مع الهواء. بعد ذلك، تُكشف الهشاشة عن طريق الانحناء الشديد أو الانحناء العكسي، أو عن طريق الفحص المجهري.

يتم تحضير عينات الاختبار على النحو التالي:

• قطعة اختبار الانحناء المتقارب: يجب أن تكون هذه القطعة بطول مناسب أو مقطع عرضي كامل، أو بسماكة أو قطر مناسبين لا يتجاوز 12 مم. يجب أن تكون حوافها مستديرة وناعمة. يجب أن تتضمن قطع الاختبار التي لا تمثل مقاطع عرضية كاملة جزءًا من السطح الأصلي للمادة.
• قطعة اختبار الانحناء العكسي: يجب أن تكون هذه القطعة بطول مناسب، وألا يتجاوز سمكها أو قطرها 2,5 مم. يجب أن تكون حوافها مستديرة وناعمة. يجب أن تتضمن قطع الاختبار التي لا تمثل مقطعًا عرضيًا كاملًا جزءًا من السطح الأصلي للمادة.
• عينة الاختبار للفحص المجهري: يجب أن تكون هذه العينة ذات حجم مناسب وأن تشمل السطح الخارجي للمادة على وجه واحد على الأقل.

يتم تسخين قطعة الاختبار المجهزة لمدة 30 دقيقة في فرن يتم الحفاظ على درجة حرارته بين 825 و 875 درجة مئوية ويحتوي على 10% على الأقل من الهيدروجين، ثم يتم تبريدها في جو الفرن أو عن طريق التبريد السريع من خلال غمرها في الماء.

يتم إجراء اختبار الثغرات الأمنية على النحو التالي:

• اختبار الانحناء المغلق: يُجرى اختبار الانحناء المغلق في درجة حرارة الغرفة. تُثنى قطعة الاختبار بضغط ثابت بزاوية قائمة على طولها حتى تصل أطرافها إلى الوضع الموضح في الشكل. يجب أن يكون السطح الأصلي للمادة خارج منطقة الانحناء.

تتم عملية الثني عادةً على مرحلتين.

• في المرحلة الأولى، يمكن استخدام أي من الطرق الموضحة في معيار ISO/R 398 لثني قطعة الاختبار على شكل حرف V. ويحدد اختيار الطريقة الحد الأدنى لطول قطعة الاختبار.
• في المرحلة الثانية، يتم تثبيت ساقي قطعة الاختبار، مثلاً في ملزمة، لتطبيق ضغط ثابت على الطرف المفتوح للشكل V. بعد عملية الثني، يتم فحص السطح الممدود بصرياً للتأكد من خلوه من أي تشققات.

• الفحص المجهري: تُقطع عينة الاختبار بحيث تتقاطع أسطحها الخارجية بزوايا قائمة. يُصقل المقطع، ويُحفر إذا لزم الأمر، ويُفحص تحت المجهر بتكبير 200 ضعف بحثًا عن علامات الهشاشة، مثل انبعاث الغاز أو بنية الحبيبات المفتوحة.

باختصار، يحدد معيار EN ISO 2626 طريقة اختبار للكشف عن التقصف الهيدروجيني في أنواع محددة من النحاس. وتُطبق هذه الطريقة بشكل خاص على:

• نحاس منزوع الأكسجين
• النحاس ذو الموصلية العالية في غياب الأكسجين.

التقصف الهيدروجيني ظاهرة يمتص فيها النحاس الهيدروجين (على سبيل المثال، أثناء التلدين في جو يحتوي على الهيدروجين) وقد يؤدي ذلك إلى الهشاشة والتشقق، خاصةً عند شد المادة أو ثنيها لاحقًا. يساعد الاختبار على تقييم مدى قابلية المادة لهذه المشكلة.

يتضمن الاختبار تعريض عينات النحاس لجو من الهيدروجين في درجات حرارة عالية، يليه تطبيق إجهاد ميكانيكي (عادة الانحناء) للكشف عن أي هشاشة من خلال ظهور الشقوق.

هذا المعيار هو معيار لاختبار المواد يركز على مراقبة الجودة في إنتاج ومعالجة النحاس. ويُستخدم في تصنيع وضمان جودة منتجات النحاس للتطبيقات الكهربائية والإلكترونية وغيرها من التطبيقات عالية التوصيل حيث تُعدّ مرونة المادة وموثوقيتها أمراً بالغ الأهمية.

يُعدّ معيار EN ISO 2626 بالغ الأهمية لأنه يوفر طريقة موحدة وموثوقة للكشف عن تقصف الهيدروجين في النحاس عالي التوصيل. تضمن هذه الطريقة جودة المواد وسلامتها وأدائها في التطبيقات الحساسة.

الأسباب الرئيسية التي تجعل هذا المعيار ضرورياً هي كما يلي:

• يمنع ذلك الأعطال غير المتوقعة: فالنحاس الهش قد يتعطل فجأة أثناء الاستخدام. وهذا أمر غير مقبول في الكابلات الكهربائية، وأنظمة قضبان التوصيل، والمبادلات الحرارية، والمكونات الإلكترونية، وأنابيب المياه، وقطع غيار السيارات أو الطائرات حيث تُعد السلامة الميكانيكية والتوصيلية الكهربائية أساسيتين.
• مراقبة الجودة في الإنتاج: قد تحتوي عمليات معالجة النحاس (الصهر، الصب، التلدين) على أكسجين متبقٍ أو تطلقه. ويتحقق الاختبار من إزالة الأكسجين من المادة بشكل صحيح وأنها مقاومة لمرض الهيدروجين. وبدون طريقة موحدة، يفتقر المصنّعون والمشترون إلى وسيلة متسقة لتقييم هذا الخطر.
• يضمن هذا المعيار إمكانية التكرار والمقارنة: فهو يحدد شروط الاختبار بدقة (التعرض للهيدروجين، ودرجة الحرارة، والمدة، وإجراءات الثني، ومعايير الفحص). وهذا يضمن نتائج متسقة عبر المختبرات والموردين والدول.
• يدعم هذا النظام اختيار المواد والتحكم في العمليات: فهو يساعد على التمييز بين النحاس المناسب الخالي من الأكسجين أو منخفض الأكسجين، والمواد المعرضة للهشاشة. كما يوجه القرارات المتعلقة بأجواء التلدين (مثل تجنب الهيدروجين في حال وجود الأكسجين) وتطبيقات ما بعد المعالجة.
• المتطلبات القانونية والصناعية: تشير العديد من معايير المنتجات ومواصفات العملاء إلى هذا المعيار لتلبية معايير الجودة والسلامة والموثوقية في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية والميكانيكية.

ختاماً، يُعدّ معيار EN ISO 2626 بالغ الأهمية لأنّ هشاشة الهيدروجين مشكلة خفية ومتفاقمة في النحاس. يُحوّل هذا المعيار خطراً معدنياً معقداً إلى اختبار بسيط وقابل للتكرار، مما يحمي أداء المنتج وسلامة المستخدم وسمعة الشركة المصنّعة.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار EN ISO 2626.