I. ما هو جهاز اختبار التآكل شوبِر؟

جهاز اختبار التآكل شوبِر، المعروف أيضًا باسم جهاز اختبار التآكل الدوراني، هو جهاز اختبار مصمم خصيصًا لتقييم مقاومة التآكل للمواد المرنة مثل المنسوجات ومواد المقصورات الداخلية للسيارات والجلود. تحاكي هذه الأداة التآكل والاهتراء الذي تتعرض له المادة أثناء الاستخدام الفعلي من خلال الاحتكاك الدوراني، وبالتالي تقيم متانتها.

مقارنةً بجهاز اختبار التآكل مارتينديل، يستخدم جهاز اختبار التآكل شوبِر عينات اختبار أكبر (يبلغ قطرها حوالي 100 مم، مع مساحة اختبار تبلغ حوالي 50 سم²) وورق صنفرة من كربيد السيليكون كمادة كاشطة. يؤدي ذلك إلى زيادة تركيز إجهاد الاحتكاك ورفع كفاءة الاختبار، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لاختبار المواد ذات متطلبات مقاومة التآكل الصارمة، مثل مواد المقصورات الداخلية للسيارات.

II. مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ التشغيل الأساسي لجهاز اختبار التآكل شوبِر على الاحتكاك المماسي الدوراني. أثناء الاختبار، تُثبت عينة دائرية على رأس اختبار دوّار وتُحكم بواسطة تثبيت مخروطي ذي زاوية منفرجة. تدور العينة بسرعة محددة (عادةً 75 دورة في الدقيقة) مع الحفاظ على تلامس خطي مع المادة الكاشطة (ورق صنفرة كربيد السيليكون) الموجودة أسفلها، مما يولد احتكاكًا في الاتجاه المماسي.

تتمثل إحدى ميزات التصميم الرئيسية في أن الجهاز يتوقف تلقائيًا بعد كل 100 دورة احتكاك ويطلب من المشغل عكس اتجاه الدوران (بالتناوب بين اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة). يضمن هذا التصميم توزيعًا أكثر تجانسًا للتآكل على سطح العينة، ويمنع التآكل المفرط الموضعي الناتج عن الاحتكاك أحادي الاتجاه، ويجعل نتائج الاختبار أكثر تمثيلًا.

عند تثبيتها، تُمنح عينة الاختبار درجة معينة من التقوس (عادةً 58 مم). ينشئ هذا الانحناء تأثيرًا تذبذبيًا طفيفًا أثناء الدوران، مما يضمن تعرض كل نقطة ضمن مساحة الاختبار التي تبلغ حوالي 50 سم² لاحتكاك دوري ومتجانس.

III. المعايير المطبقة ومجالات التطبيق

تم اعتماد طريقة اختبار جهاز اختبار التآكل شوبِر من قبل العديد من المعايير الدولية ومعايير الصناعة، وتشمل بشكل أساسي:

المعيار الأساسي: يُعد DIN 53863 الجزء 2، «اختبار مقاومة تآكل أسطح المنسوجات (اختبار التآكل الدوراني)»، المعيار الأساسي لهذه الطريقة. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد معايير GME 60345 وGMW 3283 ومعيار Volkswagen/Audi PV 3908 هذه الطريقة للاختبار على نطاق واسع.

مجالات التطبيق الرئيسية:

- مواد المقصورات الداخلية للسيارات: أقمشة المقاعد، أقمشة بطانات السقف، أغطية ألواح الأبواب، إلخ. يجب أن تتحمل هذه المواد الاحتكاك والتآكل لفترات طويلة، مما يجعل جهاز اختبار التآكل شوبِر قطعة أساسية من معدات مراقبة الجودة لدى الشركات المصنعة الأصلية للسيارات.

- أقمشة الملابس: خاصة ملابس العمل والملابس الخارجية التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.

- مواد الأحذية والجلود: تقييم مقاومة التآكل لمواد النعال والمنتجات الجلدية.

- المنسوجات الصناعية: اختبار متانة أحزمة النقل ومواد الترشيح والمنتجات المماثلة.

IV. إجراءات التجربة التفصيلية

1. إعداد العينة

أولًا، تُقطع عينة دائرية بقطر حوالي 100 مم من العينة المراد اختبارها. يجب أن تخضع العينة لعملية تهيئة قياسية لدرجة الحرارة والرطوبة (عادةً التكيف لمدة لا تقل عن 4 ساعات في بيئة بدرجة حرارة 21±1°C ورطوبة نسبية 65±2%) لإزالة تأثير العوامل البيئية على نتائج الاختبار.

2. تركيب العينة

استخدم أداة التثبيت المخصصة المرفقة مع الجهاز لتركيب العينة على رأس الاختبار الدوار. أثناء التركيب، يجب الانتباه إلى ما يلي: اضبط ارتفاع بروز العينة باستخدام جهاز قياس التقوس، مع الحفاظ عليه عادةً ضمن 58 مم. يؤثر ضبط التقوس مباشرةً على التلامس بين العينة والمادة الكاشطة، وهو معلمة أساسية لضمان اتساق الاختبار.

3. تركيب المادة الكاشطة

ثبّت ورق صنفرة كربيد السيليكون (عادةً بدرجة خشونة 280# أو 400#) بإحكام على الجانب السفلي من لوحة الضغط باستخدام مشبك مادة الاحتكاك، مع التأكد من استوائه. وبما أن ورق الصنفرة مادة استهلاكية للاستخدام مرة واحدة، تأكد من تركيبه بشكل مستوٍ وخالٍ من التجاعيد. استبدله بورقة جديدة بعد كل اختبار للحفاظ على ظروف كاشطة متسقة.

4. ضبط ضغط الحمل

اختر وزن الحمل المناسب بناءً على وزن العينة لكل وحدة مساحة. عمومًا، تُطبق المبادئ التالية: 1.0 نيوتن للعينات التي يكون وزنها ≤ 100 غ/م²؛ و2.0 نيوتن لـ 100–150 غ/م²؛ و5.0 نيوتن لـ 150–300 غ/م²؛ و10.0 نيوتن للأوزان التي تتجاوز 300 غ/م². تشتمل مجموعة الأوزان القياسية للجهاز على أوزان 50 غ و100 غ و250 غ و500 غ و1000 غ و1500 غ، مما يتيح نطاق ضبط ضغط من 0.5 نيوتن إلى 25 نيوتن.

5. بدء الاختبار

اضبط العدد الإجمالي للدورات وعدد الدورات في اتجاه واحد عبر واجهة الشاشة اللمسية، واختر الوضع اليدوي أو التلقائي، ثم شغّل الجهاز. أثناء الاختبار، يسجل الجهاز عدد الدورات تلقائيًا، ويتوقف تلقائيًا كل 100 دورة، ويطلب من المستخدم عكس الاتجاه.

6. تقييم النتائج

بعد اكتمال الاختبار، أزل عينة الاختبار لتقييم النتائج. يستخدم اختبار تآكل شوبِر عادةً طرق التقييم التالية:

- طريقة فقدان الكتلة: تُوزن العينة قبل الاختبار وبعده، ثم يُحسب معدل فقدان الكتلة؛ وهي المؤشر الكمي الأكثر موضوعية.

- طريقة تكوّن الثقوب: يُسجل عدد الدورات التي تظهر عندها ثقوب في العينة لتقييم مقاومتها النهائية للتآكل.

- طريقة الفحص البصري: تُقيّم حالة سطح العينة من حيث الوبر والتكوير والتغيرات في اللمعان من خلال الفحص البصري أو تحليل الجهاز.

V. مقارنة طريقة شوبِر وطريقة مارتينديل

في مجال اختبار تآكل المنسوجات، تُعد طريقة شوبِر وطريقة مارتينديل الطريقتين الأكثر استخدامًا، ولكل منهما تطبيقاتها الخاصة:

تتميز طريقة شوبِر بمزايا تركيز إجهاد الاحتكاك وكفاءة الاختبار العالية؛ إذ يمكن للعينات الكبيرة (مساحة اختبار 50 سم²) الوصول إلى نقطة الفشل بسرعة أكبر. وتستخدم فقدان الكتلة كمقياس تقييم رئيسي، مما يوفر نتائج موضوعية وقابلة للقياس؛ كما يرتكز نظام المعايير فيها على معايير DIN الألمانية ومواصفات صناعة السيارات، مما يمنحها مكانة لا يمكن استبدالها في قطاع المقصورات الداخلية للسيارات.

أما طريقة مارتينديل فهي من ناحية أخرى «المعيار الذهبي» الأكثر قبولًا عالميًا. وهي مناسبة لقطاعات الملابس والمنسوجات المنزلية، كما أن عملية الاختبار تحاكي بشكل أكبر ظروف الاحتكاك متعددة الأبعاد التي تواجهها المواد أثناء الاستخدام الفعلي.

الطريقتان ليستا قابلتين للاستبدال ببساطة، بل هما أداتان متخصصتان مصممتان لسيناريوهات تطبيق مختلفة. لاختبار المقصورات الداخلية للسيارات والمواد الصناعية، تُفضل طريقة شوبِر بسبب كفاءتها وموضوعيتها؛ بينما توفر طريقة مارتينديل مزايا من حيث القابلية للتطبيق الدولي والواقعية في الملابس والمنسوجات المنزلية.

VI. الخاتمة

بفضل مبدأ الاحتكاك المماسي الدوراني الفريد، وكفاءة الاختبار العالية، وطريقة التقييم الكمي الموضوعية، يلعب جهاز اختبار التآكل شوبِر دورًا لا يمكن استبداله في اختبار مقاومة التآكل للمقصورات الداخلية للسيارات والمنسوجات الصناعية وغيرها من المجالات.

بالنسبة لمختبرات اختبار المنسوجات ومؤسسات التصنيع، فإن الفهم العميق للمبادئ التجريبية والنقاط التشغيلية الرئيسية لجهاز اختبار التآكل شوبِر، وإنشاء إجراءات اختبار موحدة، يمثلان الأساس لضمان جودة المنتجات وتلبية متطلبات العملاء.

إذا كانت لديك أي أسئلة حول جهاز اختبار التآكل شوبِر أو اختبار تآكل المنسوجات، فلا تتردد في التواصل مع الفريق الفني لشركة UTSTESTER؛ سنوفر لك حلول اختبار احترافية.

البريد الإلكتروني: hello@utstesters.com

مباشر: + 86 152 6060 5085

الهاتف: +86-596-7686689

الويب: www.utstesters.com