سختی سنج چیست و برای چه مواردی استفاده می شود؟

مجموعه: ابزار و ماشین آلات

سختی سنج برای اندازه گیری سختی مواد ساخته شده است

آشنایی با انواع سختی سنج و کاربرد آنها 

منظور از سختی سنجی چیست؟

سختی سنجی مواد در آزمایشگاه های مختلف و به وسیله دستگاه های متفاوتی اندازه گیری می شود. سنجش سختی فلزات به معنای مقاوت آن ها در برابر تغییر شکل و فرو رفتگی است. اما منظور از سختی سنجی آب سنجش میزان یون های نمک موجود در آب است. 

سختی سنجی مواد مختلف به دلایل مختلفی انجام می شود و بسیار هم ضروری است. اگر سختی فلزات مختلف سنجیده نشود نمی توان درباره میزان مقاومت آن ها تصمیم گیری کرد و بنابراین درباره استفاده از آن ها دچار سردرگمی خواهیم شد. در مورد آب هم اگر میزان سختی بالا باشد یا به معنای دیگر اگر میزان یون ها در آب زیاد باشد برای سلامتی انسان مضر است. 

آشنایی با سختی سنج فلزات 

دستگاه هایی که سختی فلزات را اندازه می گیرند در واقع یک قطعه الماس مانند یا تیغه مانند دارند که داخل فلز مورد نظر فرو می رود تا میزان مقاومت آن را اندازه گیری کند. این قطعه باید با یک فشار مناسب و دقیق و به شکلی کاملا عمود بر قطعه فلزی فرو رود. سختی فلزات اغلب با واحدهای مختلفی اندازه گرفته می شود از جمله برینل، ویکرز و راکول. متداول ترین واحد اندازه گیری فلزات راکول است. 

انواع مختلف فلزات با دستگاه های متفاوت سختی سنجی می شوند. این دستگاه ها از لحاظ شکل ظاهری دو نوع هستند دستگاه های دستی و دستگاه های آزمایشگاهی. سختی سنج های دستی یا پرتابل قابل حمل و کوچک هستند. این مدل دستگاه امکان تبدیل واحد های اندازه گیری به یکدیگر را دارد. به عوان مثال اگر فلز ما با واحد ویکرز اندازه گیری شود قابل تبدیل به راکول است. 

سختی سنج آزمایشگاهی معمولا بزرگ و غیر قابل حمل است و تنها قابلیت اندازه گیری بر اساس یک واحد سختی سنجی را دارد. مثلا تنها بر مبنای راکول یا تنها بر مبنای ویکرز و ... دقت این دستگاه از مدل قبلی بیشتر است و اغلب برای قطعات بزرگتر فلزی از آن استفاده می شود. 

سختی سنجی فلزات برای بررسی مقاومت آن ها ضروری است

چگونه سختی سنج مناسب فلزات را انتخاب کنیم؟

همان طور که گفتیم هر جنس فلزی با واحد خاصی سختی سنجی می شود. اگرچه اغلب آن ها با راکول اندازه گیری می شوند اما بعضی از فلزات هم هستند که واحدهای اندازه گیری متفاوتی دارند. اولین نکته برای انتخاب دستگاه مناسب بررسی واحد اندازه گیری آن است. همچنین برای انتخاب دستگاه مناسب و روش دقیق تر باید به جنس ماده فلزی، همگن یا ناهمگن بودن آن و اندازه آن توجه شود. 

توجه داشته باشید که یک قطعه فلزی باید کاملا همگن باشد تا بتواند نماینده کل آن باشد. مثلا اگر یک قطعه بزرگ داریم که از آلیاژهای مختلفی تشکیل شده است نمی توان با آزمایش یک قسمت آن میزان سختی را برآورد کرد. ممکن است یک قطعه مقاوم تر و سخت تر و یک قطعه نرم تر و شکننده تر باشد. برای برآورد میزان سختی چنین قطعاتی باید تمام قسمت های ناهمگن مورد آزمایش قرار بگیرد. در چنین مواقعی معمولا از سختی سنج آزمایشگاهی استفاده می شود. 

عوامل موثر در نتیجه گیری درست سختی سنجی 

اگر می خواهید به نتایج آزمون سختی سنجی فلزات اعتماد کنید لازم است حین انجام آزمایش نکاتی را رعایت کنید. در نظر گیری و رعایت این نکات نتایجی دقیق تر به شما می دهد و از بروز خطا و اشتباه در انتخاب فلزات مناسب برای مکان های مختلف جلوگیری می کند. این نکات را در زیر مطالعه کنید:

• محیط آزمایش باید از لحاظ رطوبت و دما مورد بررسی قرار گیرد.

• محیط آزمایش باید از لحاظ روشنایی نیز مورد بررسی قرار گیرد و میزان نور در طول آزمایش نباید کم و زیاد شود. 

• هنگام آزمایش قطعه فلزی نمونه نباید تکان بخورد یا از جای خود حرکت کرده و لیز بخورد. برای جلوگیری از این موضوع بهتر است قطعه را به جایی میخ کنید. 

• الماس یا لبه ای که داخل فلز فرو می رود باید کاملا عمود بر آن وارد شود. برای این منطور باید به صاف بودن و عدم خمیدگی سری دستگاه دقت شود. 

• محیط آزمایش باید از لحاظ آلودگی و گرد و غبار داخل هوا و همچنین ارتعاشات کاملا مورد بررسی قرار گرفته و نرمال شود. 

برای بالا بردن دقت سختی سنج باید نکات ایمنی را رعایت کرد

ضرورت استفاده از سختی سنج فلزات

خیلی از ما نمی دانیم که چه لزومی دارد که فلزات مورد آزمایش سختی قرار بگیرند. در پاسخ باید گفت ما نمی توانیم بدون آزمایش و بررسی کردن فلزات و مواد مختلف از آن ها در جاهای مختلف استفاده کنیم. عدم آگاهی از مواد تشکیل دهنده آن ها، میزان مقاومتشان و واکنش های آن ها در برابر مواد مختلف باعث می شود که هر فلزی در جای نامناسبی مورد استفاده قرار گیرد. 

قرار گیری اشتباه آن ها نیز خطراتی مانند ریزش ساختمان ها، تخریب بنا، شکستن سازه های فلزی، واژگون شدن تجهیزات فلزی مانند اتوموبیل ها، کشتی ها، راه ها، نرده ها و بسیاری موارد دیگر را به دنبال دارد. برای جلوگیری از این خطرات فلزات قبل از استفاده مورد آزمایش های مختلفی قرار می گیرند مثلا مواد تشکیل دهنده آن ها بررسی می شود، میزان ناخالصی آن ها تعیین می شود و میزان مقاومت و شکنندگی آن ها نیز آزمایش می شود. 

سختی سنجی فلزات آزمون بسیار مهمی است که میزان مقاومت و تحمل بار آن ها را نشان می دهد. با توجه به میزان فرو رفتگی این فلزات و برآورد آن بر اساس واحد اندازه گیری مناسب می توان فهمید این قطعه فولادی در کجا می تواند مورد استفاده قرار گیرد و در کجا نباید استفاده شود. 

سختی سنجی فلزات برای جلوگیری از خطرات لوازم فلزی ضروری است

آشنایی با سختی سنجی آب

آب یک مایع است و قطعا بررسی سختی آن با فلزات که جامد هستند متفاوت است. برای بررسی میزان سختی آب مواد تشکیل دهنده آن را با دستگاه های مخصوص مورد آزمایش قرار می دهند. با توجه به این مواد تشکیل دهنده می توان میزان سختی آب را بررسی کرد.

گاهی با چشم هم می توان مواد جامدی که ریز هستند را داخل آب تشخیص داد. این مواد محلول در آب هستند و با وجود اینکه ریز هستند اما به جهت ماهیت جامد خود قابل دیدن هستند مخصوصا زمانی که ته نشین بشوند. این مواد یون های موجود در آب هستند که تشکیل شده از منیزم، کلسیم و روی هستند.

با دستگاه های سختی سنج میزان این یون ها بر حسب میلی گرم در لیتر اندازه گیری می شود. در صورتی که این یون های نمکی از مقدار معینی بیشتر باشند آن آب قابل خوردن نیست و باید تصفیه شود. 

سختی سنجی آب برای بررسی میزان یون های آن است

لزوم استفاده از سختی سنج آب

متاسفانه در بسیاری از مناطق حتی مناطق شهری امکان دسترسی به آب آشامیدنی سالم و تصفیه شده وجود ندارد. در صورتی که سختی آب بالا باشد و افراد از آن آب استفاده کنند سلامتی شان به خطر می افتد. دستگاه های سنجش سختی آب می توانند نشان دهند که آب تا چه میزان سالم و تا چه میزان مسموم است و این میزان سختی را می توانند به طور دقیق نمایش دهند. برای کسانی که امکان دسترسی به آب آشامیدنی سالم وجود ندارد استفاده از این دستگاه ها و تصفیه کننده های آب کاملا ضرروی است. 

از دستگاه های سختی سنج می توان در منزل استفاده کرد. به نظر ما استفاده از این دستگاه برای هر خانواده ای ضرروی است. همچنین در برخی از مشاغل مانند پرورش آبزیان هم استفاده از سختی سنج ضرروی است. میزان بالای جامدات آب علاوه بر انسان جان حیوانات را نیز در خطر قرار می دهد. لازم است کسانی که در مشاغل پروش ماهی، میگو و سایر آبزیان فعالیت می کنند همواره میزان سختی آب آن ها را بسنجند. 

سختی سنج آب باید چه ویژگی هایی داشته باشد؟

هر دستگاهی را نمی توان استاندارد دانست. لازم است قبل از خرید دستگاه سختی سنج به استاندارد بودن آن توجه کنید. ضمنا موارد زیر را هم بررسی کنید:

1. دقت اندازه گیری دستگاه 

2. محدوده اندازه گیری

3. واحدهای قابل اندازه گیری

4. قابلیت تبدیل واحدها به یکدیگر

5. قابلیت کالیبره خودکار

6. قابلیت ثبت کردن اطلاعات

7. قابلیت متصل کردن به کامپیوتر و اینترنت

آب با سختی زیاد ناسالم است و باید سختی سنجی شود

کلام پایانی 

مواد مختلفی مانند فلزات، آب، منسوجات و پلاستیک نیاز به سختی سنجی دارند. بررسی میزان سختی در این مواد معنای متفاوتی دارد. در مورد فلزات به معنای میزان فرو رفتگی و مقاومت است و در مورد آب به معنای میزان مواد جامد موجود در آب است. بررسی میزان سختی همه مواد بسیار ضرروی است و طی آزمایشات مختلف با دستگاه های سختی سنج انجام می شود. 

گردآوری: بخش دانش کسب و کار بیتوته