ব্রিনেল হার্ডনেস টেস্টার ওয়ার্কিং প্রিন্সিপল গাইড

কঠোরতা পরীক্ষা হল বস্তুগত মূল্যায়নের একটি মৌলিক প্রক্রিয়া, বিশেষ করে শিল্প পরিবেশের চাহিদায় ব্যবহৃত ভারী-ধাতুর জন্য। উপলব্ধ বিভিন্ন কঠোরতা পরীক্ষার পদ্ধতির মধ্যে, 1900 সালে সুইডিশ প্রকৌশলী জোহান অগাস্ট ব্রিনেল এর আবিষ্কারের পর থেকে ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষাটি সময়ের পরীক্ষায় দাঁড়িয়েছে।ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষকধাতব পদার্থের জন্য সবচেয়ে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা এবং কার্যত প্রাসঙ্গিক পরিমাপ ব্যবস্থাগুলির মধ্যে একটি, বিশেষ করে মোটা বা ভিন্নজাতীয় মাইক্রোস্ট্রাকচারের সাথে। একটি বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন এলাকা জুড়ে সঠিক, প্রতিনিধিত্বমূলক কঠোরতা রিডিং প্রদান করার ক্ষমতা এটি কাস্টিং, ফোরজিংস এবং বড় ধাতব উপাদানগুলির সাথে কাজ করে এমন শিল্পগুলির জন্য অপরিহার্য করে তোলে যেখানে পৃষ্ঠের অসঙ্গতিগুলি অন্যথায় পরীক্ষার ফলাফলগুলির সাথে আপস করতে পারে।

ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি

Brinell কঠোরতা পরীক্ষা একটি সহজবোধ্য কিন্তু অত্যন্ত কার্যকর নীতির উপর কাজ করে: একটি নিয়ন্ত্রিত লোডের অধীনে উপাদান পৃষ্ঠের মধ্যে একটি গোলাকার ইন্ডেন্টার টিপে এবং ফলাফলের ইন্ডেন্টেশন পরিমাপ করা। রকওয়েল পরীক্ষার মতো গভীরতা ভিত্তিক পদ্ধতির বিপরীতে, ব্রিনেল পদ্ধতি কঠোরতা নির্ধারণের জন্য ইন্ডেন্টেশন ব্যাসের অপটিক্যাল পরিমাপের উপর নির্ভর করে।

ব্যবহৃত ইন্ডেন্টার হল একটি টাংস্টেন কার্বাইড বল, যা 1mm, 2.5mm, 5mm, এবং 10mm এর মানক ব্যাসের মধ্যে উপলব্ধ, 10mm বল সাধারণ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ পছন্দ। টুংস্টেন কার্বাইড আন্তর্জাতিক মানের দ্বারা বাধ্যতামূলক করা হয়েছে তার ব্যতিক্রমী স্থায়িত্ব এবং কঠোরতার জন্য যা পরীক্ষিত সামগ্রীর সাপেক্ষে, এটি নিশ্চিত করে যে ইন্ডেন্টারটি অনেক পরীক্ষার চক্রে তার সুনির্দিষ্ট জ্যামিতি বজায় রাখে।

পরীক্ষা বল উল্লম্বভাবে প্রয়োগ করা হয়, একটি নির্দিষ্ট থাকার সময়ের জন্য নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে বল টিপে। বল অপসারণ করার পরে, পিছনে রেখে যাওয়া স্থায়ী ইন্ডেন্টেশন পরিমাপ করা হয়। কারণ ইন্ডেন্টেশনটি রকওয়েল বা ভিকার্স পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত তুলনায় অপেক্ষাকৃত বড় পৃষ্ঠের এলাকা জুড়ে-অনেক বড়-ব্রিনেল পরীক্ষা একটি গড় কঠোরতা মান প্রদান করে যা স্থানীয় মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈচিত্র, পৃষ্ঠের অনিয়ম বা ছোটখাটো দূষণের প্রতি কম সংবেদনশীল।

পরিমাপ ধারণা

ইন্ডেন্টেশন গভীরতা পরিমাপ করা পদ্ধতির বিপরীতে, ব্রিনেল পদ্ধতি গোলাকার ইন্ডেন্টেশনের ব্যাসের উপর ভিত্তি করে কঠোরতা পরিমাপ করে। এই পদ্ধতিটি একটি মূল সুবিধা প্রদান করে: বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন কার্যকরভাবে একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ অঞ্চলে উপাদান প্রতিক্রিয়াকে গড় করে, শস্যের সীমানা, পোরোসিটি বা অন্যান্য ভিন্নতাগুলির প্রভাব হ্রাস করে যা অন্যান্য পরীক্ষা পদ্ধতিতে অনিয়মিত পাঠের কারণ হতে পারে।

পরীক্ষার বল অপসারণ করার পরে, অপারেটর একে অপরের সাথে লম্বভাবে কমপক্ষে দুটি দিক দিয়ে ইন্ডেন্টেশনের ব্যাস পরিমাপ করে। কঠোরতা গণনার জন্য এই পরিমাপের গাণিতিক গড় ব্যবহার করা হয়। বৈধ পরিমাপের জন্য, ইন্ডেন্টেশন ব্যাস অবশ্যই বল ব্যাসের 24.5% এবং 60% এর মধ্যে পড়তে হবে, যেমনটি ASTM E10-এ উল্লেখ করা হয়েছে, বিভিন্ন পরীক্ষার শর্তে জ্যামিতিক মিল এবং তুলনামূলক ফলাফল নিশ্চিত করতে।

ধাপ 1 - পৃষ্ঠ প্রস্তুতি

পরীক্ষার পৃষ্ঠটি অবশ্যই মসৃণ, সমতল এবং স্কেল, অক্সাইড বা অন্যান্য দূষক থেকে মুক্ত হতে হবে। যাইহোক, ব্রিনেল পরীক্ষার মূল সুবিধাগুলির মধ্যে একটি হল পৃষ্ঠের অবস্থার জন্য এর সহনশীলতা: একটি হ্যান্ড গ্রাইন্ডারের সাথে কয়েক সেকেন্ডের কাজ সাধারণত যথেষ্ট মসৃণ পৃষ্ঠ সরবরাহ করতে যথেষ্ট। 10 মিমি বলের জন্য পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra) 2.5µm এর কম বা সমান হওয়া উচিত। প্রস্তুতিটি অবশ্যই এমনভাবে সম্পন্ন করতে হবে যাতে পৃষ্ঠের কঠোরতা, যেমন অতিরিক্ত উত্তাপ বা ঠান্ডা-কাজ করার মতো কোনো পরিবর্তন কমিয়ে দেয়।

ধাপ 2 - লোড অ্যাপ্লিকেশন

নমুনাটি একটি অনমনীয় অ্যাভিল-এ স্থাপন করা হয়, এবং ইনডেনটারটিকে পৃষ্ঠের লম্ব দিকে পরীক্ষা পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আনা হয়। পরীক্ষার শক্তি 1 থেকে 8 সেকেন্ডের মধ্যে স্থিরভাবে প্রয়োগ করা হয়, একটি নির্দিষ্ট থাকার সময় ধরে রাখা হয় (সাধারণত ধাতব পদার্থের জন্য 10 থেকে 15 সেকেন্ড), এবং তারপর সরানো হয়। কিছু নির্দিষ্ট উপাদান যেমন লৌহঘটিত ধাতুর জন্য থাকার সময় 30 সেকেন্ড বা তার বেশি বাড়ানো যেতে পারে।

ধাপ 3 - পরিমাপ

আনলোড করার পরে, ইন্ডেন্টেশন ব্যাস একটি অপটিক্যাল সিস্টেম ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। প্রথাগত ম্যানুয়াল পরিমাপ একটি মাইক্রোমিটার রেটিকল সহ একটি ক্যালিব্রেটেড পোর্টেবল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে। আধুনিক স্বয়ংক্রিয় ডিজিটাল ইমেজিং সিস্টেমগুলি অ্যালগরিদমিক প্রান্ত সনাক্তকরণের সাথে বিষয়গত ম্যানুয়াল পরিমাপকে প্রতিস্থাপন করে, পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা ±2-3 HBW থেকে ±0.5-1 HBW পর্যন্ত উন্নত করে। ব্যাস অন্তত দুটি লম্ব দিক পরিমাপ করা আবশ্যক, এবং গাণিতিক গড় কঠোরতা গণনা জন্য ব্যবহার করা হয়.

ধাপ 4 - ফলাফল নির্ধারণ

কঠোরতার মান উপরে বর্ণিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয় বা একটি রূপান্তর চার্ট থেকে সরাসরি পড়া হয়। ফলাফল পরীক্ষার অবস্থার সাথে রেকর্ড করা হয় (বলের ব্যাস এবং পরীক্ষা বল)। মান নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্যে, অভিন্নতা মূল্যায়নের জন্য নমুনার বিভিন্ন স্থানে একাধিক ইন্ডেন্টেশন করা উচিত।

কেন ব্রিনেল টেস্টিং মোটা উপকরণের জন্য পছন্দ করা হয়

ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষকটি উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার সাথে মোটা এবং ভিন্ন ভিন্ন উপকরণ পরিমাপ করার ক্ষমতার জন্য ব্যাপকভাবে স্বীকৃত। বেশ কয়েকটি কারণ এই শিল্প পছন্দে অবদান রাখে:

• বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন এলাকা: অপেক্ষাকৃত বড় ইন্ডেন্টার এবং উচ্চ লোড মোটা{0}}দানাযুক্ত উপাদান যেমন কাস্টিং এবং ফোরজিংসের উপর পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়। যেকোন গ্রানুলারিটির মাত্রা ইন্ডেন্টেশনের ক্ষেত্রফল দ্বারা বামন হয়, ফলাফলের নির্ভুলতার উপর এই ধরনের দানাদারির প্রভাব দূর করে।
• ভূপৃষ্ঠের অবস্থার জন্য উচ্চ সহনশীলতা: ক্ষুদ্র পৃষ্ঠের অনিয়মগুলি চূড়ান্ত পাঠের সাথে আপস করবে না, উচ্চ পালিশ করা পৃষ্ঠের প্রয়োজনের পদ্ধতির তুলনায় প্রস্তুতির সময় কমিয়ে দেবে।
• সত্যিকারের বাল্ক প্রপার্টি রিপ্রেজেন্টেশন: শুধুমাত্র সারফেস-পরীক্ষার বিপরীতে, ব্রিনেল ধাতুর বাল্ক বৈশিষ্ট্যের একটি সত্যিকারের উপস্থাপনা প্রদান করে, এটি ভারী কাস্টিং, ফোরজিংস এবং মোটা-দানাযুক্ত উপাদানের জন্য আদর্শ করে যেখানে পৃষ্ঠের অসঙ্গতিগুলি বাস্তব কার্যকারিতাকে মুখোশ করতে পারে।
• প্রসার্য শক্তির সাথে পারস্পরিক সম্পর্ক: ব্রিনেলের ফলাফলগুলি অনেক ইস্পাত এবং সংকর ধাতুর চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তির সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত। স্ট্যান্ডার্ড রূপান্তর চার্ট প্রয়োগ করে, ব্রিনেল কঠোরতা সংখ্যাগুলি প্রসার্য শক্তির একটি দ্রুত, নির্ভরযোগ্য অনুমান-যখন ধ্বংসাত্মক প্রসার্য পরীক্ষাগুলি সম্ভাব্য বা লাভজনক নয় তখন একটি বাস্তব বিকল্প প্রদান করতে পারে৷

মূল শিল্প অ্যাপ্লিকেশন

স্টিল মিলস এবং ফাউন্ড্রিজ

ইস্পাত উৎপাদকরা হট-ঘূর্ণিত প্লেট, স্ট্রাকচারাল বিভাগ এবং নিভে যাওয়া-এবং-টেম্পারড স্টিলের জন্য প্রাথমিক উত্পাদন গুণমান নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষা হিসাবে ব্রিনেল পরীক্ষার উপর নির্ভর করে। ফাউন্ড্রিগুলি বড় কাস্টিংয়ের কঠোরতা যাচাই করতে ব্রিনেল টেস্টিং ব্যবহার করে, এটি নিশ্চিত করে যে গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলি কঠোর মানের মান পূরণ করে।

ফরজিং অপারেশন

ফোরজিং অপারেশনগুলি তাপ-চিকিত্সার অভিন্নতা যাচাই করতে এবং নকল উপাদানগুলির প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে তা নিশ্চিত করতে ব্রিনেল পরীক্ষা ব্যবহার করে৷ ব্রিনেল পরীক্ষাটি মোটামুটি বড় এলাকাতে একটি পরিমাপ প্রদান করে যা রকওয়েল বা ভিকার পরীক্ষার তুলনায় এই উপাদানগুলির মোটা দানা কাঠামোর দ্বারা কম প্রভাবিত হয়।

তেল ও গ্যাস শিল্প

ড্রিলিং এবং নিষ্কাশনে ব্যবহৃত পাইপ এবং উপাদানগুলি চরম চাপ এবং কঠোর পরিবেশের সম্মুখীন হয়। ব্রিনেল পরীক্ষা এই উপকরণগুলির কঠোরতা এবং অখণ্ডতা যাচাই করার জন্য অত্যাবশ্যক, পরীক্ষাগারে বা সরাসরি ক্ষেত্রে। পোর্টেবল ব্রিনেল পরীক্ষকদের বিশেষভাবে মূল্যায়ন করা হয় তাদের পাইপ, ড্রিল বিট এবং সাইটের গুরুত্বপূর্ণ পরিকাঠামোর মূল্যায়নের জন্য-, নিরাপত্তা এবং নিয়ন্ত্রক সম্মতি উভয়ই সমর্থন করে।

ভারী যন্ত্রপাতি এবং নির্মাণ

ভারী যন্ত্রপাতি নির্মাতারা এবং নির্মাণ কোম্পানিগুলি বিম, গার্ডার এবং অন্যান্য কাঠামোগত উপাদানগুলির কঠোরতা এবং স্থায়িত্ব নিশ্চিত করতে ব্রিনেল পরীক্ষক ব্যবহার করে। এটি নিশ্চিত করে যে নির্মাণ সামগ্রীগুলি চাহিদার লোড এবং পরিবেশগত অবস্থার প্রতিরোধ করতে পারে, কাঠামোগত অখণ্ডতা রক্ষা করতে পারে।

স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ

যদিও রকওয়েল এবং ভিকারস পদ্ধতিগুলি প্রায়শই ছোট, উচ্চ{0}}নির্ভুল অংশগুলির জন্য বেছে নেওয়া হয়, তবে স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বৃহত্তর কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য ব্রিনেল পরীক্ষাটি পছন্দের বিকল্প হিসাবে রয়ে গেছে। উচ্চ চাপের সাপেক্ষে ধাতব অংশগুলির ধারাবাহিকতা এবং নির্ভরযোগ্যতা যাচাই করার জন্য এটি বিশেষভাবে কার্যকর।

প্রশ্ন 1: ব্রিনেল পরীক্ষার জন্য কোন উপকরণগুলি উপযুক্ত?

ঢালাই লোহা, ইস্পাত, নন-লৌহঘটিত ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, তামা, পিতল), এবং অন্যান্য ধাতব পদার্থ মোটা বা ভিন্নধর্মী শস্য কাঠামোর জন্য আদর্শ প্রার্থী। পরীক্ষাটি বিশেষভাবে ভাল-কাস্টিং, ফোরজিংস, এবং হট-ঘূর্ণিত পণ্যগুলির জন্য উপযুক্ত৷

প্রশ্ন 2: ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষক কি পাতলা উপকরণের জন্য উপযুক্ত?

না, ব্রিনেল পরীক্ষা মোটা নমুনার জন্য সেরা। পাতলা উপাদান বা আবরণের জন্য, অন্যান্য পদ্ধতি যেমন রকওয়েল সুপারফিশিয়াল বা ভিকারস মাইক্রোহার্ডনেস টেস্টিং বেশি উপযুক্ত। সাবস্ট্রেটের প্রভাব এড়াতে ন্যূনতম নমুনার বেধ প্রত্যাশিত ইন্ডেন্টেশন গভীরতার অন্তত আট গুণ হওয়া উচিত।

প্রশ্ন3: কেন ব্রিনেল পদ্ধতি মোটা-দানাযুক্ত উপকরণের জন্য পছন্দ করা হয়?

কারণ বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন এলাকা একটি বিস্তৃত পৃষ্ঠের উপর উপাদান প্রতিক্রিয়ার গড় করে, যা শস্যের সীমানা, ছিদ্রতা এবং অন্যান্য ভিন্নতাগুলির প্রভাবকে হ্রাস করে যা অন্যান্য পরীক্ষা পদ্ধতিতে অনিয়মিত পাঠের কারণ হতে পারে।

প্রশ্ন 4: ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষক কীভাবে রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষকের সাথে তুলনা করে?

Brinell পরীক্ষা ধীর কিন্তু ভিন্নধর্মী পদার্থের জন্য আরো প্রতিনিধি ফলাফল প্রদান করে। রকওয়েল পরীক্ষাটি দ্রুততর এবং কোন অপটিক্যাল পরিমাপের প্রয়োজন হয় না, এটিকে সমজাতীয় পদার্থের উচ্চ আয়তনের-উৎপাদনের জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে। পছন্দ নির্দিষ্ট উপাদান এবং অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তা উপর নির্ভর করে।

শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সঠিক, প্রতিনিধিত্বমূলক কঠোরতা পরিমাপ পাওয়ার জন্য ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষকের কাজের নীতি বোঝা অপরিহার্য। পরীক্ষার বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন এলাকা, পৃষ্ঠের অনিয়মের সহনশীলতা, এবং ভিন্ন ভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার জুড়ে উপাদান প্রতিক্রিয়া গড় করার ক্ষমতা এটিকে কাস্টিং, ফোরজিংস এবং ভারী ধাতু উপাদানগুলির জন্য পছন্দের পছন্দ করে তোলে। উপযুক্ত বলের ব্যাস এবং পরীক্ষার শক্তি নির্বাচন করে, সঠিকভাবে নমুনা প্রস্তুত করে এবং প্রমিত পদ্ধতি অনুসরণ করে, ব্যবহারকারীরা এই সময়ের-পরীক্ষিত পদ্ধতির পূর্ণ সম্ভাবনাকে কাজে লাগাতে পারে।