Hiệu chuẩn máy đo độ cứng được thực hiện như thế nào?

Máy đo độ cứng là một thiết bị khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực, công việc hiện nay. Do đó, có rất nhiều người dùng thắc mắc về việc hiệu chuẩn cho thiết bị này. Vậy quy trình hiệu chuẩn máy đo độ cứng bao gồm những gì? Cùng bài viết hôm nay tìm hiểu về vấn đề này nhé!

Máy đo độ cứng là gì?

Độ cứng là đơn vị đo của độ bền vật liệu chống lại lực ấn thử các mũi thử. Nếu độ cứng có trị số càng cao thì độ bền càng cao. Phương pháp này được đo bằng một dụng cụ phổ biến có tên gọi là máy đo độ cứng (Durometer). Thiết bị này sử dụng tải trọng được áp vào nhờ một lực lò xo. Giá trị độ cứng được xác định bằng sự xuyên qua của đầu đo Durometer vào mẫu thử. Do tính đàn hồi của cao su và nhựa, trị số độ cứng có thể chuyển qua thời gian. Tức là thời gian ấn vào đôi khi cũng được xem là trị số độ cứng.

Các thang đo độ cứng

– Độ cứng MOHS:  loại thang đo độ cứng chủ yếu dành cho các loại khoáng vật.

– Độ cứng BRINELL: loại thang đo độ cứng lâu đời, băng phương pháp đo dạng ấn lõm nhưng được ứng dụng khá rộng rãi

– Độ cứng ROCKWELL: một loại thang đo độ cứng phổ biến hiện nay, dựa trên phương pháp đo thuộc dạng ấn lõm.

– Độ cứng VICKER: Đây cũng là một loại thang đo độ cứng phổ biến hiện nay, dựa trên phương pháp đo thuộc dạng ấn lõm với độ chính xác rất cao.

– Độ cứng LEEB: phương pháp đo theo kiểu bật nẩy của bi đo.

Vì sao cần nên hiệu chuẩn máy đo độ cứng?

Mỗi một thiết bị đo lường sau một thời gian sử dụng đều sẽ khó tránh được sai số. Lý do là bởi trong quá trình hoạt động, máy móc chịu sự tác động của các yếu tố như môi trường, con người… Làm ảnh hưởng đến các bộ phận trong thiết bị. Do đó, việc hiệu chuẩn các thiết bị đo như máy đo độ cứng là cần thiết để đảm bảo sự ổn định và chính xác cho nó.

Quy trình hiệu chuẩn máy đo độ cứng chi tiết nhất

Để hiệu chuẩn chính xác và hiệu quả cho máy đo độ cứng, người thực hiện cần tiến hành theo các bước dưới dây:

Phương tiện hiệu chuẩn

Các phương tiện hiệu chuẩn tham gia vào quy trình hiệu chuẩn này được quy định như sau:

Điều kiện hiệu chuẩn máy đo độ cứng 

Trước khi tiến hành hiệu chuẩn, kỹ thuật viên cần xác định đã đảm bảo được các điều kiện sau:

– Nhiệt độ nơi đặt máy phải đạt từ 27 – 50 độ C

– Vị trí đặt máy phải tránh được ảnh hưởng của ăn mòn hóa chất và chấn động.

– Máy phải được lắp đặt chắc chắn theo thuyết minh hướng dẫn lắp đặt, sử dụng. Việc hiệu chuẩn được thực hiện tại nơi lắp đặt máy.

Tiến hành hiệu chuẩn

Các bước chi tiết của quy trình hiệu chuẩn thiết bị đo độ cứng như sau:

1. Kiểm tra bên ngoài

Kỹ thuật viên cần tiến hành kiểm tra thiết bị theo các yêu cầu sau:

– Máy phải có nhãn hiệu ghi số máy, nơi sản xuất.

– Máy phải có đầy đủ các bộ phận và phụ kiện theo thuyết minh sử dụng.

– Mặt số của bộ phận chỉ thị giá trị độ cứng hoặc mặt số của các thang chỉ lực thử phải rõ ràng.

2. Kiểm tra kỹ thuật 

Tiếp theo, kỹ thuật viên hiệu chuẩn tiến hành kiểm tra về mặt kỹ thuật của thiết bị theo các yêu cầu sau:

– Kiểm tra trạng thái cân bằng của máy

– Dùng Nivô kiểm tra độ cân bằng của máy. Độ lệch theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng không quá 1mm/m.

– Kiểm tra trạng thái làm việc của máy

– Kiểm tra bộ phận tạo lực

– Điều khiển các bộ phận truyền động để tạo lực thử ở các mức lực. Bộ phận tạo lực (bao gồm cả bộ phận tăng giảm tốc độ lực thử, nếu có) phải đảm bảo sao cho lực được tạo ra một cách đều đặn, liên tục, không biến động đột ngột.

* Kiểm tra mặt bàn đặt mẫu thử và bộ phận nâng hạ bàn

Điều khiển để bàn đặt mẫu dịch chuyển, bàn phải lên xuống nhẹ nhàng, không bị giật cụ, trục vít me đỡ bàn không được rơ. Độ không bằng phẳng của mặt bàn không được vượt quá 0,1 mm/100 mm.

* Kiểm tra bộ phận đo độ cứng của máy – Hiệu chuẩn máy đo độ cứng 

Bộ phận đo độ cứng của máy sẽ được kiểm tra bằng thước tóc và bộ căn lá.

a. Kiểm tra bộ phận đo của máy thử độ cứng Rockwell

Thanh đo của đồng hồ đo chiều sâu vết nén phải chuyển động nhẹ nhàng trên toàn bộ phạm vi đo. Trong quá trình chuyển động, kim không được nhảy bước. Sau khi tác dụng một lực nhỏ lên đầu đo, kim phải trở lại vị trí ban đầu. Đồng hồ đo phải phù hợp với TCVN 257-2 : 2000. Đây là quy định về Kiểm tra xác nhận và hiệu chuẩn máy thử độ cứng Rockwell.

b. Kiểm tra bộ phận đo của máy thử độ cứng Brinell và Vickers

Nếu máy đo độ cứng có bộ phận đo là quang học thì cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

– Vùng quan sát phải được chiếu sáng đều

– Tâm vết nén phải nằm giữa trường quan sát

– Vết nén và các vạch số của thước vạch phải rõ nét.

Sau đó, tiến hành kiểm tra độ chính xác của thước vạch bằng thước vạch chuẩn.

– Đối với máy Brinell, sai số không được vượt quá 1%

– Đối với máy vickers, sai số không được vượt quá 0,1%.

* Kiểm tra bộ phận gá kẹp mẫu thử

Gá kẹp mẫu thử của máy đo độ cứng phải giữ chặt được mẫu thử trên bàn đặt mẫu trong suốt quá trình thử.

* Kiểm tra mũi đo 

Sử dụng ống kính phóng đại để quan sát mũi đo. Bề mặt mũi đo không được có vết nứt hoặc khuyết tật. Mũi đo phải phù hợp với:

– TCVN 256 – 2 : 2000 (Kiểm tra xác nhận và hiệu chuẩn máy thử độ cứng Brinell).

– Hoặc TCVN 257 – 2: 2000 hoặc TCVN 258 – 2 : 2000 (Kiểm ta xác nhận và hiệu chuẩn máy thử độ cứng Vickers).

3. Kiểm tra đo lường

Việc kiểm tra đo lường của máy đo độ cứng trong quy trình hiệu chuẩn này cần được thực hiện theo các quy định sau:

* Quy định đối với kiểm tra lực thử

– Đối với máy thử độ cứng Rockwell, phải kiểm tra lực ban đầu và các mức lực tổng

– Đối với máy thử độ cứng Brinell và Vickers phải kiểm tra tất cả các mức lực

Các mức lực phải được kiểm tra theo chiều lực tăng dần, mỗi mức cần phải kiểm tra ít nhất 3 lần.

* Quy định đối với sai số và tản mạn của giá trị cứng – Hiệu chuẩn máy đo độ cứng 

– Đối với máy thử độ cứng Rockwell: phải kiểm tra sai số tuyệt đối và độ tản mạn giá trị độ cứng đối với tất cả các thang đo. Trường hợp chỉ dùng 1 thang đo thì tiến hành kiểm tra sai số đối với thang đo được sử dụng.

– Đối với máy thử độ cứng Rockwell Brinell, hoặc Vickers – Brinell: phải kiểm tra sai số độ cứng và độ tản mạn tương đối với cả 2 phương pháp. Trường hợp chỉ dùng 1 phương pháp thì tiến hành kiểm tra sai số đối với phương pháp được sử dụng.

a. Sai số tương đối cho phép lớn nhất của lực thử được quy định theo bảng sau:

b. Sai số tuyệt đối và độ tản mạn

Mức sai số cho phép lớn nhất của giá trị độ cứng đối với máy thử độ cứng Rockwell sẽ theo bảng sau:

c. Sai số tương đối của giá trị độ cứng và độ tản mạn

Mức sai số tương đối cho phép lớn nhất của đường kính hoặc đường chéo vết lõm với máy thử độ cứng Brinell hoặc Vickers như sau:

4. Tiến hành kiểm tra  

Đây là bước cuối cùng trong quy trình hiệu chuẩn cho máy đo độ cứng.

* Kiểm tra sai số tương đối của lực thử

Sai số tương đối của lực thử tại các mức được kiểm tra theo chiều lực tăng, mỗi mức được kiểm tra 3 lần. Sai số tương đối của lực thử biểu thị bằng % được xác định theo công thức:

Kiểm tra sai số tuyệt đối và độ tản mạn của giá trị độ cứng với máy thử độ cứng Rockwell:

Với mỗi thang đo độ cứng, phải sử dụng ít nhất là 3 tấm chuẩn độ cứng để kiểm tra máy. Giá trị độ cứng của các tấm chuẩn phải nằm trong giới hạn sau:

Phải tiến hành 5 phép đo trên mỗi tấm chuẩn sau khi đã loại bỏ 2 phép đo đầu tiên. Vị trí các vết thử phải phân bố tương đối đều trên bề mặt tấm chuẩn.

– Kiểm tra sai số tuyệt đối của giá trị độ cứng Rockwell:

Sai số tuyệt đối của giá trị độ cứng Rockwell được xác định theo công thức:

Ä = ⎯H – H (HR)

Trong đó:

Ä: sai số tuyệt đối của giá trị độ cứng Rockwell;

H: giá trị độ cứng danh nghĩa của tấm chuẩn độ cứng;

H: giá trị trung bình của 5 giá trị độ cứng đo được trên một tấm chuẩn độ cứng. b – Kiểm tra độ tản mạn của giá trị độ cứng Rockwell

– Độ tản mạn của giá trị độ cứng được xác định theo công thức:

RH = Hmax – Hmin (HR)

Trong đó:

R: là độ tản mạn

Hmax, Hmin: giá trị độ cứng lớn nhất và nhỏ nhất trong 5 giá trị đo được trên 1 tấm chuẩn độ cứng.

* Kiểm tra sai số tương đối của giá trị độ cứng – Hiệu chuẩn máy đo độ cứng 

a. Đối với máy thử độ cứng Brinell

Phải sử dụng ít nhất là 2 tấm chuẩn độ cứng Brinell với cùng một mức lực thử để kiểm tra máy. Giá trị độ cứng của 2 tấm chuẩn độ cứng phải nằm trong giới hạn sau:

+ Tấm chuẩn 1: (100 – 200) HB

+ Tấm chuẩn 2: (250 – 350) HB

b. Đối với máy thử độ cứng Vickers

Phải sử dụng ít nhất 3 tấm chuẩn độ cứng Vickers với cùng một mức lực thử để kiểm tra máy. Giá trị độ cứng của 3 tấm chuẩn phải nằm trong giới  hạn sau:

+ Tấm chuẩn 1: ≤ 225 HV

+ Tấm chuẩn 2: (400 – 600) HV

+ Tấm chuẩn 3: >700 HV

Lưu ý: Vị trí các vết đo phải phân bố tương đối đều trên bề mặt tấm chuẩn. Phải tiến hành 5 phép đo trên mỗi tấm chuẩn độ cứng.

c. Kiểm tra sai số tương đối của giá trị độ cứng Brinell và Vicker

Sai số tương đối của giá trị độ cứng biểu thị bằng % được xác định theo công thức sau:

Chú thích: Đường kính trung bình của vết hoặc đường chéo trung bình của vết nén là giá trị trung bình của đường kính hoặc đường chéo của một vết lõm hoặc một vết nén đo theo hai phương vuông góc với nhau.

Trên đây là toàn bộ quy trình các bước hiệu chuẩn máy đo độ cứng. Nếu còn thắc mắc hay cần hỗ trợ tư vấn thêm, xin mời gọi tới hotline của TKTech để được hỗ trợ.