آشنایی با تست CTOD یا جابجایی نوک ترک

تست جابجایی نوک ترک یا CTOD چیست؟!

تست جابجایی نوک ترک یا به انگلیسی Crack Tip Opening Displacement، که با نام تست CTOD شناخته می‌شود؛ یک تست مکانیکی برای تعیین چقرمگی شکست یا مقاومت در برابر شکست یک نمونه‌ی دارای ترک اولیه می‌باشد، این تست مقاومت ماده را در برابر باز شدن ترک مورد ارزیابی قرار می‌دهد.
وقتی‌ که تنش به قطعه‌ایی که دارای ترک اولیه است اعمال می‌شود، ترک موجود تمایل به باز شدن دارد تا اینکه سبب پارگی کامل قطعه شود؛ لذا از این جهت تست CTOD انجام می‌شود تا مقاومت قطعه را در برابر گسترش ترک مورد ارزیابی قرار بدهند.

آماده‌سازی نمونه تست جابجایی نوک ترک یا CTOD

برای آماده‌سازی نمونه‌ی تست CTOD، یک شکاف مطابق شکل زیر با ماشینکاری ایجاد می‌شود سپس با استفاده از دستگاه خستگی باید یک ترک اولیه ایجاد شود که طول اولیه آن از ناحیه‌ی دچار تغییر شکل پلاستیک شده ناشی از فرآیند ماشینکاری بیشتر باشد.

تست CTOD، معمولاً با تجهیزات تست خمش سه نقطه انجام می‌شود که در شکل زیر نمونه‌ایی از اجرای آن را مشاهده می‌فرمایید.

اهمیت تست CTOD

همان‌طور که اشاره شد تست جابجایی نوک ترک یا CTOD برای تعیین چقرمگی شکست مورد استفاده قرار می‌گیرد اما تست CTOD برای ارزیابی چقرمگی شکست موادی که در آن‌ها قبل از شکست منطقه قابل ملاحظه تغییر شکل پلاستیک وجود دارد مناسب می‌باشد.
نتایج تست CTOD نسبت به تست چقرمگی شکست شارپی یا ایزود که فقط نیازمند ایجاد یک شیار جناغی داخل نمونه هستند به واقعیت نزدیک‌تر است اما هزینه انجام تست CTOD به مراتب بیشتر از تست چقرمگی شکست شارپی یا ایزود می‌باشد.

مقایسه تست CTOD و چقرمگی شکست شارپی یا ایزود

تست چقرمگی شکست شارپی یا ایزود، علاوه بر مشخص کردن چقرمگی شکست در یک دمای مشخص؛ تعیین می‌کند که آیا در ماده مشخص شده دمای انتقال شکست چقرمه به ترد وجود دارد یا خیر؟! و اگر این دما برای ماده وجود دارد حتماً رعایت شود که دمای کارکرد قطعه به دور از دمای انتقال باشد.
تست CTOD نماینده شرایط واقعی ماده می‌باشد چرا که ضخامت نمونه تست CTOD با توجه به ضخامت واقعی نمونه صنعتی ساخته می‌شود و لذا به همین جهت می‌تواند روشنگر رفتار ماده در حضور ترک باشد.

تحلیل نتایج تست CTOD نماینگر چه اطلاعاتی می‌باشد؟

تحلیل نتایج تست CTOD، کمک فراروانی به پایش وضعیت سازه می‌کند و تحلیل نتایج آن می‌تواند برای کارشناس مربوطه مشخص کند که آیا ترک موجود در داخل قطعه خطرناک است و اگر خطرناک است آیا باید قطعه از سرویس خارج شود و عملیات تعمیر برنامه‌ریزی شود یا خیر؟ لذا از این جهت داشتن دانش بالا در مورد تست جابجایی نوک ترک یا CTOD برای پایش وضعیت سازه‌های مکانیکی به‌خصوص سازه‌های جوشکاری شده بسیار مهم است و می‌تواند از بروز خطراتی مانند شکست سازه‌های جوشی جلوگیری به عمل بیاورد.