कठोरता परीक्षक कैलिब्रेशन: चरण-दर-चरण औद्योगिक मार्गदर्शिका

कैलिब्रेशन के लिए कठोरता परीक्षक की तैयारी

उपकरण स्थापना, समर्थन स्थिरता और संरेखण सत्यापन

कठोरता परीक्षक को एक मजबूत, कंपन-मुक्त सतह पर स्थापित करें ताकि मापन सटीक बने रहें। परीक्षण मंच को समतल होना चाहिए और इसे दृढ़ता से सुरक्षित किया जाना चाहिए, क्योंकि कोई भी हिलना-डुलना धंसाव परिणामों को प्रभावित कर देगा। एक उच्च गुणवत्ता वाले स्तर उपकरण का उपयोग करके जाँचें कि इंडेंटर सीधा ऊर्ध्वाधर है या नहीं। केंद्र से केवल आधे डिग्री से अधिक का छोटा कोण भी रॉकवेल मानों को 1.5 अंक तक विस्थापित कर सकता है। विशेष रूप से रॉकवेल उपकरणों के साथ काम करते समय, सुनिश्चित करें कि एनविल बल लगाने की दिशा के साथ समकोण पर स्थित हो, जिसका विचलन आदर्श रूप से 0.1 मिलीमीटर से अधिक न हो। इस मापदंड की अनदेखी करना वास्तव में ASTM E18 दिशानिर्देशों का उल्लंघन है। स्थापना संबंधी त्रुटियाँ वास्तविक दुनिया की परीक्षण परिस्थितियों में देखी जाने वाली समस्याओं के लगभग एक तिहाई के लिए जिम्मेदार हैं, जिससे विश्वसनीय परिणामों के लिए उचित तैयारी को पूर्णतः आवश्यक बना दिया जाता है।

इंडेंटर निरीक्षण, एनविल अखंडता जाँच, और लंबवतता सत्यापन

10 गुना आवर्धन लेंस के माध्यम से इंडेंटर टिप की जाँच करें। HRC परीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले हीरे के शंकुओं का स्वरूप अच्छा दिखना चाहिए — कोई चिप्स, दरारें या गोलाकार किनारे अनुमत नहीं हैं। यदि इंडेंटर में कुछ भी असामान्य दिखाई दे, तो तुरंत उसे बदल दें। यहाँ तक कि सूक्ष्म खरोंचें भी इसकी सामग्री में प्रवेश की गहराई को प्रभावित कर सकती हैं और सभी मापनों को विकृत कर सकती हैं। एनविल की जाँच करते समय, उसकी सतह पर एक सीधी किनारा (स्ट्रेटएज) चलाकर सुनिश्चित करें कि वह समतल है। दो सौवें मिलीमीटर से अधिक के कोई भी उभार या विरूपण परीक्षण के दौरान नमूनों की स्थिति को प्रभावित कर देगा। एनविल के ऊर्ध्वाधर स्थिति की जाँच के लिए, एक डायल इंडिकेटर के साथ एक परीक्षण ब्लॉक को उसके विरुद्ध चलाएँ। आधे मिलीमीटर से अधिक के विचलन का अर्थ है कि हम अब ISO मानकों का पालन नहीं कर रहे हैं। ये सभी सूक्ष्म विवरण महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि जब कंपनियाँ अपने योग्यता परीक्षणों में विफल होती हैं, तो एयरोस्पेस कंपनियों के लिए प्रत्येक बार सुधार करने की लागत लगभग बारह हज़ार डॉलर होती है।

कठोरता परीक्षक की कैलिब्रेशन प्रक्रिया का क्रियान्वयन

चरण-दर-चरण संचालन: शून्यीकरण, भार आरोपण और इंडेंटेशन मापन

पहले यह सुनिश्चित करें कि उपकरण सही ढंग से शून्यीकृत (ज़ीरो) किया गया है, ताकि हमारे मापन के लिए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु हो। अगला चरण प्रारंभिक परीक्षण बल (प्रीलिमिनरी टेस्ट फोर्स) का आवेदन करना है, जो आमतौर पर रॉकवेल B या C पैमाने के साथ काम करते समय लगभग 10 kgf होता है। यह इंडेंटर को परीक्षण किए जा रहे धातु या सामग्री की सतह पर समतल रूप से स्थिर करने में सहायता करता है। अब मुख्य भार आवेदन का चरण आता है, जो उपयोग किए जा रहे विशिष्ट पैमाने के आधार पर 60 से 150 kgf के बीच परिवर्तित होता है। ASTM E18 दिशानिर्देशों के अनुसार, इस दबाव को लगभग 10 से 15 सेकंड तक स्थिर रखना आवश्यक है। एक बार जब संपूर्ण भार पूर्णतः हटा लिया जाता है, तो उचित कैलिब्रेशन उपकरणों का उपयोग करके मापन किया जाता है — रॉकवेल परीक्षणों में धंसाव की गहराई का, और ब्रिनेल तथा विकर्स विधियों में धंसाव के व्यास का। प्रत्येक प्रमाणित परीक्षण ब्लॉक के लिए कम से कम तीन अलग-अलग पाठ्यांक लेने चाहिए, ताकि परिणामों की स्थिरता की जाँच की जा सके। यदि इन पाठ्यांकों के बीच 0.3 HR से अधिक का अंतर हो, तो यह संभवतः इंगित करता है कि या तो परीक्षण करने वाले व्यक्ति में कोई त्रुटि है या फिर मशीन की स्वयं की जाँच पुनः करने की आवश्यकता है।

कैलिब्रेशन मानक चयन और सहनशीलता अनुपालन (±0.5 HR, ±0.05 mm)

कठोरता परीक्षण के लिए संदर्भ ब्लॉक्स का चयन करते समय, ऐसे ब्लॉक्स का चयन करना महत्वपूर्ण है जो NIST ट्रेसेबल हों तथा जो नियमित रूप से परीक्षण की जा रही कठोरता सीमा और सामग्री के अनुरूप हों। उदाहरण के लिए, HRC परीक्षणों के लिए स्टील के ब्लॉक्स सबसे उपयुक्त होते हैं, जबकि HRB मापन के लिए आमतौर पर पीतल का उपयोग किया जाता है। हमेशा यह सुनिश्चित करें कि प्रमाणन अभी भी वैध है, क्योंकि अधिकांश प्रमाणित ब्लॉक्स की वैधता खरीद के बाद एक से दो वर्ष के बीच समाप्त हो जाती है। वास्तविक कठोरता मान प्रमाणपत्र पर दर्ज मान से ±0.5 HR अंक के भीतर ही रहने चाहिए। स्टेज माइक्रोमीटर के सापेक्ष मापी गई धंसाव गहराई भी 0.05 मिमी से अधिक नहीं भिन्न होनी चाहिए। इन मानकों का सख्ती से पालन करने से समय के साथ धीमे मापन विस्थापन (ड्रिफ्ट) से बचा जा सकता है। और आइए स्वीकार करें, कोई भी व्यक्ति यह खर्च नहीं करना चाहेगा कि प्रत्येक वर्ष $58,000 से अधिक की राशि उपकरण की बार-बार पुनः कैलिब्रेशन की आवश्यकता के कारण व्यय करे। यह प्रकार का खर्च हाल ही में क्वालिटी डायजेस्ट (Quality Digest) के एक लेख में, जो 2023 में प्रकाशित हुआ था, उल्लेखित किया गया था।

कैलिब्रेशन लॉग्स को बनाए रखें जिनमें संदर्भ ब्लॉक के श्रृंखला संख्याएँ, पर्यावरणीय परिस्थितियाँ (तापमान, आर्द्रता), अवलोकित विचलन और तकनीशियन द्वारा सत्यापन शामिल हों—आंतरिक ऑडिट और ISO/IEC 17025 अनुपालन के लिए पूर्ण ट्रेसैबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए।

कठोरता परीक्षक की दीर्घकालिक सटीकता सुनिश्चित करना

इंडेंटर के क्षरण के अतिरिक्त क्षेत्र में ड्रिफ्ट के मूल कारण

इंडेंटर के क्षरण का ज़िक्र अक्सर किया जाता है, लेकिन वास्तव में, दीर्घकालिक ड्रिफ्ट कई कारकों के समय के साथ-साथ संयुक्त रूप से कार्य करने के कारण होता है। जब हाइड्रोलिक प्रणालियाँ काम करना बंद करने लगती हैं, तो वे ASTM मानकों के अनुसार भार मापन में 1.5 प्रतिशत से अधिक त्रुटि (धनात्मक या ऋणात्मक) उत्पन्न कर सकती हैं। तापमान परिवर्तन भी महत्वपूर्ण हैं। यदि परिस्थितियाँ मानक 23 डिग्री सेल्सियस से केवल पाँच डिग्री ऊपर या नीचे चली जाएँ, तो यह सामग्रियों के प्रसार और संकुचन की प्रक्रिया में समस्याएँ उत्पन्न करता है। हम यहाँ प्रति डिग्री परिवर्तन के लगभग 0.07 HR की त्रुटि की बात कर रहे हैं, जो परीक्षण फ्रेम के आकार और बलों के उचित संरेखण दोनों को प्रभावित करती है। इसके अतिरिक्त, परिवहन या नियमित उपयोग के दौरान कंपन भार लगाने वाले भागों को संरेखण से विस्थापित कर सकता है। और उन ऑप्टिकल एन्कोडर्स के अंदर धूल के प्रवेश को भी नज़रअंदाज़ नहीं किया जा सकता। अध्ययनों से पता चलता है कि लगभग 25% औद्योगिक सेटअप इस धूल समस्या के कारण 0.04 मिमी के आसपास की मापन त्रुटियों से प्रभावित होते हैं। ये सभी संयुक्त समस्याएँ अंततः उपकरण को ISO 6508 मानकों द्वारा परिभाषित स्वीकार्य सीमा के बाहर कार्य करने के लिए विवश कर देंगी, जब तक कि कोई व्यक्ति इन पर निगरानी नहीं रखता और सुधारात्मक कार्रवाई नहीं करता।

पर्यावरणीय नियंत्रण, आवृत्ति दिशा-निर्देश और ट्रेसैबिलिटी प्रोटोकॉल

ASTM E18-22 मानकों के अनुसार, वातावरण को लगभग 23 डिग्री सेल्सियस (±2 डिग्री) और सापेक्ष आर्द्रता को 45% से 55% के बीच बनाए रखना बहुत महत्वपूर्ण है। अधिकांश समस्याएँ इन पैरामीटर्स के इस सीमा से बाहर विचलित होने पर उत्पन्न होती हैं। प्रयोगशालाओं को अपने दैनिक उपयोग के यंत्रों की त्रैमासिक आवृत्ति पर कैलिब्रेशन करने की याद रखनी चाहिए। कम आवृत्ति पर उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की जाँच भी छह महीने में एक बार अवश्य करनी चाहिए। संदर्भ ब्लॉक्स के मामले में, उन्हें NIST मानकों से पूर्णतः ट्रेस करना आवश्यक है, जिसकी अनिश्चितता सीमा 0.3 HR से अधिक नहीं होनी चाहिए। गियर शाफ्ट जैसे घटकों पर काम करने वाली ऑटोमोटिव परीक्षण सुविधाओं के लिए ISO/IEC 17025 आवश्यकताएँ लागू होती हैं, जो गुणवत्ता आश्वासन के उद्देश्य से संचालन के सभी प्रकार के विस्तृत विनिर्देशों को शामिल करती हैं।

• कैलिब्रेशन ब्लॉक्स के लिए आर्द्रता-नियंत्रित भंडारण
• प्रत्येक रखरोट, कैलिब्रेशन और पर्यावरणीय माप को अंकित करने वाले डिजिटल ऑडिट ट्रेल
• कॉन्फ़िगर करने योग्य अलार्म थ्रेशोल्ड के साथ स्वचालित ड्रिफ्ट मॉनिटरिंग

तापमान और आर्द्रता की दस्तावेज़ीकरण प्रत्येक कैलिब्रेशन के दौरान तापीय चरों के सांख्यिकीय अलगाव को सक्षम करता है—जो क्षेत्र में विफलताओं को केवल प्रतिक्रियाशील रखरखाव की तुलना में 74% तक कम करने के लिए सिद्ध हुआ है।

कठोरता परीक्षक कैलिब्रेशन के लिए उद्योग मानकों का अनुपालन

रॉकवेल कठोरता परीक्षण के लिए ASTM E18 और ISO 6508 आवश्यकताएँ

ASTM E18 और ISO 6508 मानक रॉकवेल कठोरता परीक्षण के लिए वैश्विक मानक निर्धारित करते हैं, जो इन परीक्षणों की सटीकता, पुनरावृत्ति और ट्रेसेबिलिटी के संबंध में कड़े नियम तय करते हैं। कैलिब्रेशन के संदर्भ में, दोनों मानकों में काफी कड़ी सहनशीलता की आवश्यकता होती है: कठोरता मापन के लिए लगभग ±0.5 HR इकाइयाँ और धंसाव गहराई के मापन में केवल 0.05 मिमी का विचरण अनुमत है। प्रयोगशालाओं को इन विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए प्रमाणित संदर्भ ब्लॉकों के साथ काम करना आवश्यक है। तापमान भी महत्वपूर्ण है—अधिकांश सुविधाएँ परिणामों को ऊष्मा-संबंधित परिवर्तनों से प्रभावित होने से बचाने के लिए तापमान को 23 डिग्री सेल्सियस के आसपास ±5 डिग्री की सीमा में स्थिर रखती हैं। यहाँ दस्तावेज़ीकरण भी एक प्रमुख आवश्यकता है, क्योंकि प्रत्येक कैलिब्रेशन के लिए उचित रिकॉर्ड आवश्यक हैं जो यह सुनिश्चित करें कि वे आधिकारिक राष्ट्रीय मेट्रोलॉजी मानकों तक ट्रेस किए जा सकें। मानक परीक्षण ब्लॉकों के विरुद्ध उपकरणों की नियमित जाँच करना केवल एक अच्छी प्रथा नहीं है, बल्कि मापन प्रणालियों को उचित रूप से कार्य करने के लिए आवश्यक है। अन्यथा, ऐसी त्रुटियाँ हो सकती हैं जो सामग्री प्रमाणन को पूरी तरह अमान्य कर दें। वास्तविक दुनिया की समस्याएँ यह दिखाती हैं कि कंपनियाँ जब इन चरणों को छोड़ देती हैं तो क्या होता है। कुछ विनिर्माण संयंत्रों में प्रोटोकॉल का पालन न करने पर कठोरता मापन में 4.3% से अधिक का विचलन देखा गया, जिससे एयरोस्पेस घटकों, कार के हिस्सों और धातु प्रसंस्करण संचालन जैसे उन उद्योगों में गंभीर परेशानियाँ उत्पन्न हुईं जहाँ परिशुद्धता सर्वाधिक महत्वपूर्ण है।