Phương tiện thử độ bền kéo nén (Máy thử kéo nén) là thiết bị thử nghiệm được sử dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm và cơ sở sản xuất nhằm xác định các đặc tính cơ học của vật liệu, cấu kiện và sản phẩm. Trong các phép thử này, lực tác dụng là đại lượng đo quyết định trực tiếp kết quả thử, do đó độ tin cậy của kết quả phụ thuộc chặt chẽ vào trạng thái kỹ thuật và các đặc trưng đo lường của Máy thử kéo nén.

Theo quy định của pháp luật về đo lường, phương tiện thử độ bền kéo nén (Máy thử kéo nén) thuộc nhóm phương tiện đo phải kiểm định. Hoạt động kiểm định là yêu cầu bắt buộc nhằm xác nhận thiết bị đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và đo lường, làm cơ sở pháp lý cho việc đưa thiết bị vào sử dụng hoặc tiếp tục vận hành trong các hoạt động thử nghiệm và đánh giá chất lượng.

1. Kiểm định máy thử kéo nén là gì?

Kiểm định máy thử kéo nén là hoạt động đánh giá và xác nhận tình trạng bên ngoài, trạng thái kỹ thuật và các đặc trưng đo lường của phương tiện thử độ bền kéo nén theo quy trình kiểm định do cơ quan quản lý nhà nước ban hành.

Kết quả kiểm định là căn cứ để xác định thiết bị đủ hoặc không đủ điều kiện sử dụng hợp pháp trong các phép thử lực.

Khác với hiệu chuẩn – hoạt động nhằm xác định sai số phục vụ quản lý chất lượng và kiểm soát đo lường – kiểm định mang tính pháp lý bắt buộc và được áp dụng đối với máy thử kéo nén trong suốt quá trình sử dụng.

2. Đối tượng áp dụng kiểm định phương tiện thử độ bền kéo nén (máy thử kéo nén)

Hoạt động kiểm định áp dụng cho phương tiện thử độ bền kéo nén có cấp chính xác 0,5; 1; 2; 3 theo ISO 7500-1, có hệ thống đo lực tĩnh, đơn trục, chỉ thị theo đơn vị lực, phù hợp với phạm vi quy định tại ĐLVN 336:2020.

Nhóm thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong:

• Thử nghiệm cơ lý vật liệu;
• Kiểm tra chất lượng sản phẩm;
• Đánh giá đặc tính cơ học trong các lĩnh vực công nghiệp, xây dựng, cơ khí và vật liệu.

3. Biện pháp kiểm soát về đo lường

Theo quy định của ĐLVN 336:2020, phương tiện thử độ bền kéo nén thuộc phạm vi áp dụng phải được thực hiện các hình thức kiểm định sau:

• Kiểm định ban đầu trước khi đưa thiết bị vào sử dụng;
• Kiểm định định kỳ trong quá trình sử dụng nhằm duy trì độ tin cậy của hệ thống đo lực;
• Kiểm định sau sửa chữa khi thiết bị có can thiệp kỹ thuật ảnh hưởng đến đặc tính đo lường.

Việc thực hiện đầy đủ các hình thức kiểm định nêu trên là cơ sở để bảo đảm tính hợp pháp, độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo trong quá trình thử nghiệm và đánh giá cơ lý vật liệu.

4. Nội dung kiểm định máy kéo nén

Việc kiểm định máy kéo nén được thực hiện theo ĐLVN 336:2019, bao gồm ba nhóm phép kiểm định nhằm đánh giá toàn diện tình trạng của thiết bị.

4.1 Kiểm tra bên ngoài

Phải kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây: 

• Máy thử phải có hình thức đảm bảo ngăn cản được việc điều chỉnh độ chính xác (vị trí niêm phong; mật khẩu vào phần mềm hiệu chỉnh…). Chỉ có người có trách nhiệm mới được quyền can thiệp (niêm phong, mật khẩu…) và thực hiện việc hiệu chỉnh. 
• Máy thử phải có nhãn hiệu ghi rõ kiểu, loại, phạm vi đo, nơi và năm sản xuất, v.v... Đối với máy thử có hệ thống đo kết cấu kiểu cần quả lắc với các quả đối trọng tháo rời thì các quả đối trọng phải được đánh dấu, cho phép phân biệt rõ ràng theo từng thang đo. 
• Máy thử phải có đầy đủ các bộ phận và phụ kiện cần thiết. Các bộ phận và phụ kiện đó phải đảm bảo hoạt động bình thường, không được cong vênh, rạn nứt và các dạng hư hỏng khác. 
• Mặt số có vạch chia hoặc màn hình hiện số chỉ giá trị lực phải đảm bảo rõ ràng và đọc được chính xác. 
• Các phím bấm chức năng phải ở tình trạng hoạt động, không bị mất, mờ, vỡ,… 

4.2 Kiểm tra kỹ thuật 

Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây: 

4.2.1 Kiểm tra an toàn 

Chỉ áp dụng đối với máy thử có công tắc hạn chế hành trình và chức năng chống quá tải.

4.2.1.1 Kiểm tra hoạt động của các công tắc khống chế hành trình 

Cho máy thử làm việc ở chế độ không tải, tác động trực tiếp vào công tắc khống chế hành trình, máy thử phải tự dừng lại. 

4.2.1.2 Kiểm tra chức năng chống quá tải 

Tăng tải trọng của máy thử đến giá trị lực lớn nhất, máy thử phải tự động dừng lại hoặc áp lực của máy thử không tăng khi tiếp tục tăng tải. 

4.2.2 Kiểm tra trạng thái cân bằng 

Dùng nivô kiểm tra trạng thái cân bằng của trục máy và mặt bàn nén máy thử. Độ lệch theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng không vượt quá 1 mm/m. 

4.2.3 Kiểm tra tình trạng làm việc 

Cho máy thử làm việc ở chế độ không tải, điều khiển phần động của máy thử dịch chuyển lên xuống 3 lần: máy phải làm việc bình thường, không bị ảnh hưởng của các cơ cấu dẫn hướng, dịch chuyển của dầm động, trạng thái cố định của các trụ và dầm tĩnh. 

Sau đó cho máy thử làm việc ở chế độ có tải bằng cách tăng dần tải trọng từ “0” đến giá trị lớn nhất. Trong quá trình làm việc, máy thử phải đảm bảo các yêu cầu sau: 

• Bộ phận tạo lực, bộ phận điều khiển tốc độ đảm bảo sao cho lực được tạo ra một cách đều đặn liên tục, không biến động đột ngột. 
• Với loại máy thử có bộ phận chỉ thị bằng cơ khí: kim động và kim lưu phải chỉ cùng giá trị đo và kim lưu không gây lực cản cho kim động. 
• Cơ cấu giảm xung của máy thử phải đảm bảo cho kim động từ từ trở về điểm “0” khi hạ tải.

4.2.4 Kiểm tra bộ phận gá, kẹp và ngàm kẹp mẫu thử 

Với chức năng kéo: các ngàm kẹp kéo phải đảm bảo giữ mẫu đúng tâm, mẫu không bị trượt trong ngàm kẹp. 

Với chức năng nén:

• Một trong hai bàn nén phải có kết cấu tự lựa để hai mặt bàn nén luôn đảm bảo độ song song. Đối với máy có kết cấu tự lựa phía trên, trong trạng thái không tải, cơ cấu đó không được hở và dễ dàng tạo độ lệch tự lựa khoảng 3°.  
• Kiểm tra độ phẳng của mặt bàn nén bằng thước tóc và căn lá. Độ không phẳng không được vượt quá 0,1 mm/100 mm. 

4.2.5 Kiểm tra độ phân giải của bộ phận chỉ thị 

• Kiểm tra bộ phận chỉ thị bằng kim: 

Các vạch chia trên thang đo phải có độ dày như nhau và độ dày của kim chỉ phải gần tương đương chiều dày của vạch chia. Độ phân giải của cơ cấu chỉ thị được tính từ tỷ số bề rộng của kim chỉ và khoảng cách giữa tâm hai vạch chia liền nhau. Tỷ số này thường là 1:2, 1:5, hoặc 1:10. Khi khoảng cách hai vạch liền nhau ≥ 2,5 mm thì lấy tỷ lệ bằng 1:10.  

• Kiểm tra bộ phận chỉ thị hiện số: 

Độ phân giải của bộ phận chỉ thị lực là bước nhảy số nhỏ nhất. Nếu dao động của số chỉ lớn hơn bước nhảy một con số khi không chịu tải thì độ phân giải thực tế bằng một nửa khoảng dao động. 

Chu trình tải trong kiểm định máy kéo nén

Trong quá trình kiểm định, máy kéo nén được vận hành theo chu trình tải xác định, bao gồm:

• Tải khởi động: Máy thử phải 3 lần chịu tải khởi động bằng mức tải danh nghĩa. 
• Tiến hành 3 loạt đo theo chiều lực tăng, tại ít nhất 5 điểm phân bố tương đối đều trên toàn bộ phạm vi đo của thang đo. 
• Việc điều chỉnh điểm “0” trước mỗi loạt đo chỉ tiến hành sau khi máy thử đã được cân bằng động, nhằm loại trừ lực sinh ra do trọng lượng của piston, đồ gá, chuẩn,... 
• Trước mỗi loạt đo (sau loạt đo thứ nhất) phải xoay lực kế chuẩn một góc 120o .
• Với loại máy thử thuỷ lực, 3 loạt đo được tiến hành ở 3 vị trí khác nhau của piston. 
• Khi tiến hành kiểm định, nếu phạm vi đo của chuẩn thứ nhất nhỏ hơn phạm vi đo của thang lực được kiểm định, phải sử dụng chuẩn thứ hai có phạm vi đo phủ hết phạm vi đo của thang lực được kiểm định và kiểm định ít nhất 2 điểm đo sau cùng đã được kiểm định bằng chuẩn thứ nhất. 
• Ghi lại toàn bộ kết quả vào biên bản theo mẫu. 
• Phải tiến hành kiểm tra: sai số tương đối, độ tái lập tương đối, độ hồi sai tương đối, độ lệch điểm “0” tương đối, độ phân giải tương đối.
• Với máy thử có nhiều thang đo, phải thực hiện từng thang đo. 
• Với loại máy thử có hai chức năng thử kéo và nén có chung hệ thống truyền lực và đo lực, chỉ tiến hành kiểm tra một trong hai chức năng đó

Xử lý chung và chu kỳ kiểm định

Phương tiện thử độ bền kéo nén sau khi kiểm tra nếu đạt các yêu cầu qui định của qui trình kiểm định này thì được cấp chứng chỉ kiểm định (giấy chứng nhận kiểm định và tem kiểm định và/hoặc dấu kiểm định, v.v...) theo qui định. Dấu kiểm định phải được đóng (hoặc tem niêm phong phải được dán) tại các vị trí ngăn cản được việc điều chỉnh độ chính xác của phương tiện thử độ bền kéo nén. 

Phương tiện thử độ bền kéo nén sau khi kiểm tra nếu không đạt một trong các yêu cầu qui định của qui trình kiểm định này thì không cấp chứng chỉ kiểm định mới và xóa dấu kiểm định cũ nếu có. 

Chu kỳ kiểm định của phương tiện thử độ bền kéo nén là 12 tháng.

Kiểm định máy thử kéo nén tại SMETEST

SMETEST triển khai hoạt động kiểm định máy thử kéo nén tuân thủ đầy đủ quy trình kỹ thuật đo lường hiện hành, bảo đảm:

• Thực hiện đầy đủ các nội dung kiểm tra bên ngoài, kiểm tra kỹ thuật và kiểm tra đo lường;
• Sử dụng chuẩn đo phù hợp, có truy xuất nguồn gốc đo lường;
• Kiểm soát điều kiện môi trường và an toàn trong quá trình kiểm định;
• Lập hồ sơ và cấp giấy chứng nhận kiểm định theo đúng quy định pháp luật.

Kết quả kiểm định là căn cứ pháp lý và kỹ thuật quan trọng giúp doanh nghiệp quản lý thiết bị thử nghiệm một cách nhất quán, bảo đảm độ tin cậy của kết quả thử và đáp ứng các yêu cầu đánh giá, kiểm soát chất lượng.

(Bài viết được biên soạn có tham khảo Văn bản Kỹ thuật Đo lường Việt Nam ĐLVN 336:2020)