Creep Tester (Pulley, Balance, Servo Motor Types)

เครื่องทดสอบหาค่าความคืบ (Creep) ที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีการให้โหลดคงที่ (Static load) หรือแรงคงที่กระทำต่อชิ้นงานตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง  โดยสามารถให้แรงกระทำต่อชิ้นงานตัวอย่างได้ทั้งแบบแรงดึงยืด (Tensile test) แรงบีบอัด (Compressive test) และแรงดัดโค้ง (Flexural test)

โดยจะทำการวัดค่าระยะการยืดตัว (Extension) หรือระยะการบีบอัด (Compression) ต่อเวลา (Time) และระยะเวลาในการแตกร้าว (Time-to-rupture) ของชิ้นงานตัวอย่าง ภายใต้การควบคุมสภาวะแวดล้อมในการทดสอบ และยังสามารถทดสอบหาค่าความผ่อนคลายความเครียด (Stress relaxation) ได้ 

รูปแสดง การทดสอบการคืบและกราฟ

กราฟแสดงการทดสอบการคืบของชิ้นงาน โดยให้โหลดคงที่ 

รูปแสดงชุดจับชิ้นงาน โดยชิ้นงานจะถูกยืดที่ตัวจับด้านล่างและให้แรงดึงด้านบนแก่ชิ้นงาน

นอกจากนี้การวัดการคืบยังมีการให้แรงแบบแรงอัด และการทดสอบการดัด 3 จุดได้ 

รูปแสดงตัวจับชิ้นงานทดสอบสำหรับ แรงอัด ( Compression Test)  และแรงดัด 3 จุด (Three–Point Bending Test)

การเตรียมชิ้นงานตัวอย่าง (Test Specimens)

1. ชิ้นงานตัวอย่างสำหรับการทดสอบความคืบโดยการดึงยืด (Tensile Creep) ต้องเป็น Type I หรือ Type II ตามมาตรฐาน ASTM D 638 หรือตามมาตรฐาน ASTM D 1822 สำหรับการวัดค่าความความคืบโดยการยืดดึง หรือระยะเวลาในการแตกร้าว (Time-to-rupture) ของชิ้นงานตัวอย่าง

รูปและตารางแสดงขนาดของชิ้นงานทดสอบการคืบ 

2. ชิ้นงานตัวอย่างสำหรับการทดสอบความคืบโดยการบีบอัด (Compressive Creep) ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM D 695 โดยจะต้องมีขนาดกว้างและยาว หรือมีขนาดเส้นผ่านศูนย์ลาง 12.7 มิลลิเมตร

3. ชิ้นงานตัวอย่างสำหรับการทดสอบความคืบโดยการดัดโค้ง (Flexural Creep) ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM D 790 โดยจะต้องมีขนาด กว้างxยาวxหนา 12.7×63.5×3.18 มิลลิเมตร หรือ 12.7x127x6.4 มิลลิเมตร

วิธีการทดสอบ (Procedure)

1. จับยึดชิ้นงานตัวอย่างด้วยชุดจับชิ้นงาน สำหรับการทดสอบด้วยการดึงยืด หรือวางชิ้นงานตัวอย่างที่ชุดอุปกรณ์ สำหรับทดสอบด้วยการบีบอัด หรือการดัดโค้ง

2. ทำการให้โหลด (ลูกตุ้มน้ำหนัก) แก่ชิ้นงานตัวอย่างให้เสร็จสมบูรณ์ ภายในเวลา 1 ถึง 5 วินาที

3. ทำการบันทึกค่าระยะทางในการการดึงยืด การบีบอัด หรือการดัดโค้ง ณ. เวลาต่างๆ เช่นที่ 1, 6, 12 และ 30 นาที, 1, 2, 5, 10, 50, 100, 200, 500, 700 และ 1,000 ชั่วโมง สำหรับการทดสอบความคืบควรทำการบันทึกค่ามากกว่า 1,000 ชั่วโมง และไม่ควรต่ำกว่า 1 เดือน

4. หากพบ หรือสงสัยว่าการบันทึกค่าระยะทางต่อเวลาเกิดการไม่ต่อเนื่อง ให้บันทึกค่าถี่ขึ้นกว่า ณ. เวลาต่างๆ ที่กำหนดไว้ข้างต้นนี้

5. ให้วัดและบันทึกค่าอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ตัวแปรของสภาวะแวดล้อมอื่นๆ และการเสียรูปของชิ้นงานตัวอย่างควบคุม ให้สอดคล้องกับตารางเวลาในการเสียรูปของชิ้นงานตัวอย่างที่ทำการทดสอบ

6. เมื่อสิ้นสุดการทดสอบ โดยที่ชิ้นงานตัวอย่างไม่เกิดการแตกหักเสียหายใดๆ ให้ทำการเอาโหลด หรือลูกตุ้มน้ำหนักออกอย่างช้าๆ

การคำนวณค่า (Calculation)

• สำหรับการทดสอบความคืบแบบแรงดึงยืด (Tensile test) แรงบีบอัด (Compressive test) การคำนวณค่าความเค้น (Stress) ของแต่ละชิ้นงานตัวอย่าง ให้คำนวณเป็นเมกะปสกาล (Megapascals) หรือแรงปอนด์ต่อตารางนิ้ว (Pound-force per square inch) โดยคำนวณจากผลหารของโหลด หรือขนาดของน้ำหนักที่ป้อนให้แก่ชิ้นงานตัวอย่างต่อค่าเฉลี่ยของพื้นที่หน้าตัดเริ่มต้นของชิ้นงานตัวอย่าง

• สำหรับการทดสอบความคืบแบบแรงดัดโค้ง (Flexural test) การคำนวณค่าความเค้นเส้นใยสูงสุด (Maximum fiber stresses) ของแต่ละชิ้นงานตัวอย่าง ให้คำนวณเป็นเมกะปสกาล (Megapascals) หรือแรงปอนด์ต่อตารางนิ้ว (Pound-force per square inch) โดยคำนวณจากสูตร

เมื่อ

S คือค่าความเค้น มีหน่วยเป็นเมกะปสกาล (MPa)

P คือค่าโหลด หรือน้ำหนักที่ป้อนให้แก่ชิ้นงานตัวอย่าง มีหน่วยเป็นนัวตัน (N) หรือปอนด์ (Lbf)

L คือระยะห่างระว่างแท่นรองรับชิ้นงาน มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือนิ้ว (inch)

b คือความกว้างของชิ้นงาน มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือนิ้ว (inch)

d คือความหนาของชิ้นงาน มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือนิ้ว (inch)

การรายงานผลการทดสอบ (Report) 

1. รายละเอียดของวัสดุที่ทำการทดสอบ รวมทั้งข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของวัสดุ การเตรียมวัสดุ หรือชิ้นงานตัวอย่าง โรงงานผู้ผลิต ยี่ห้อสินค้า รหัสสินค้า วันที่ผลิต ชนิดของการนำไปขึ้นรูป และการหลอม เป็นต้น

1. • วันที่ทำการทดสอบความคืบ
   • ขนาดของชิ้นงานตัวอย่าง
   • หมายเลขวิธีการทดสอบ และวันที่แก้ไขเอกสาร
   • การปรับสภาวะของชิ้นงานก่อนการทดสอบ และรายละเอียดเงื่อนไขการทดสอบ ได้แก่ ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity) อุณหภูมิ (Temperature) ตลอดจนความเข็มข้น และองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมอื่นๆ ได้แก่ อากาศ (Air) ภาระหรือโหลดที่ใช้ในการทดสอบ (Loads used) และชนิดของการให้ภาระ หรือโหลดแก่ชิ้นงานตัวอย่าง (Type loading) เป็นต้น

2. สำหรับแต่ละอุณหภูมิทดสอบ ให้ทำการวาดกราฟลอการิทึมระหว่างเปอร์เซ็นต์ความเครียดกับเวลาเป็นชั่วโมง ภายใต้การรับภาระ หรือโหลดของชิ้นงานตัวอย่าง ที่อยู่ในรูปของค่าความเค้น (Stress) ตามรูปกราฟด้านล่างนี้

  Logarithmic Creep Strain VS Time Curves at Various Stress Levels

3. เมื่อต้องการปรับแก้ค่าการเสียรูปภายใต้การรับภาระ หรือโหลดของชิ้นงานตัวอย่าง ด้วยค่าการหดตัว หรือการยืดตัวภายใต้สภาวะการไม่มีภาระ หรือโหลดของชิ้นงานตัวอย่าง ให้ทำการวาดกราฟลอการิทึมระหว่างเปอร์เซ็นต์ความเครียดภายหลังจากการปรับแก้กับเวลา เป็นชั่วโมง และให้วาดกราฟลอการิทึมระหว่างค่าเฉลี่ยของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเป็นเปอร์เซ็นต์ อันเนื่องมาจากสภาพแวดล้อมเดียวกันกับเวลาเป็นชั่วโมง ไว้ในกราฟเดียวกัน

4. เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของชิ้นงานตัวอย่าง อย่างมีนัยสำคัญอันเนื่องมากจากสภาวะแวดล้อมเพียงอย่างเดียว หากไม่ต้องการทำการปรับแก้ค่าการเสียรูปภายใต้การรับภาระ หรือโหลดของชิ้นงานตัวอย่าง ให้ทำการวาดกราฟลอการิทึมระหว่างเปอร์เซ็นต์ความเครียดกับเวลา เป็นชั่วโมง และกราฟลอการิทึมระหว่างค่าเฉลี่ยเปอร์เซ็นต์ความเครียดกับเวลา เป็นชั่วโมง

5. เมื่อวัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของชิ้นงานตัวอย่าง อย่างมีนัยสำคัญอันเนื่องมากจากสภาวะแวดล้อมเพียงอย่างเดียว ทุกคุณสมบัติที่คำนวณจากข้อมูลของความคืบ เช่น ค่าโมดูลัสคืบ (Creep modulus) หรือกราฟความเค้น-ความเครียด ควรมีการะบุว่าเป็นค่า หรือผลการทดสอบที่เกิดจากการปรับแก้ หรือไม่ได้ปรับแก้ค่า ขึ้นอยู่กับการนำค่า หรือการทดสอบนั้นไปใช้งาน

เครื่องทดสอบการคืบ  Brands YASUDA ทุกรุ่นจะควบคุมการทำงานด้วยจอสัมผัส

ทำให้ใช้งานง่ายและสร้างกราฟได้จากโปรแกรม เพื่อประเมิณคุณสมบัติเปรียบเทียบแต่ละชิ้นงาน 

ยังสามารถติดตั้งฟังก์ชันการทดสอบเพิ่มเติม เช่น การทดสอบการคลายตัว ( Stress relaxation)  โดยการติดโหลดเซลล์ที่แต่ละจุดแขวน  การเพิ่มฟังชันเอ็กเทนโซมิเตอร์(extensometer)  อุปกรณ์วัดความเครียดที่เกจ เครื่องทดสอบการคืบควบคุมการทำงานด้วยจอสัมผัส ผู้ใช้งานสามารถทดสอบตัวอย่างได้โดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ เมื่อเชื่อมต่อซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เข้ากับอุปกรณ์ ข้อมูลจะถูกดึงมาจากแผงสัมผัสโดยอัตโนมัติ 

 ความแตกต่างของแต่ละรุ่น 

• Pulley Type (No.145-A): ระบบรอก เหมาะสำหรับการทดสอบพลาสติกทั่วไป โหลดไม่สูง (Max 500 N)

• Balance Type (No.145-B): ระบบคานสมดุล สำหรับงานที่ต้องการโหลดสูงขึ้น (Max 5 kN)

• Servomotor Type (No.145-SV): ระบบมอเตอร์ขั้นสูงที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ เหมาะสำหรับงานวิจัยที่ต้องการความแม่นยำสูงสุดและการควบคุมความเร็วที่ละเอียด