Розныя пратаколы выпрабаванняў (Brinell, Rockwell, Vickers) маюць працэдуры, спецыфічныя для выпрабоўванага праекта. Тэст Rockwell T падыходзіць для праверкі лёгкіх сценавых труб шляхам разразання трубы ўздоўж і праверкі сценкі па ўнутраным дыяметры, а не па вонкавым дыяметры.
Заказ трубкі нагадвае тое, што пайсці ў аўтасалон і заказаць аўтамабіль або грузавік. Сёння мноства даступных опцый дазваляе пакупнікам наладзіць аўтамабіль рознымі спосабамі — колеры салона і экстэр'ера, пакеты ўнутранай аздаблення, варыянты вонкавага стылю, выбар трансмісіі і аўдыёсістэмы, якая амаль не саступае хатняй забаўляльнай сістэме. Улічваючы ўсе гэтыя варыянты, вы можаце быць не задаволены стандартным аўтамабілем без празмернасцей.
Сталёвыя трубы - гэта менавіта тое. У іх ёсць тысячы варыянтаў або спецыфікацый. У дадатак да памераў, спецыфікацыі пералічваюць хімічныя і некаторыя механічныя ўласцівасці, такія як мінімальны мяжа цякучасці (MYS), мяжа трываласці на расцяжэнне (UTS) і мінімальнае падаўжэнне перад разбурэннем. Аднак многія прадстаўнікі галіны - інжынеры, агенты па закупках і вытворцы - выкарыстоўваюць агульнапрынятыя галіновыя скарачэнні, якія патрабуюць выкарыстання «нармальных» зварных труб і вызначаюць толькі адну характарыстыку: цвёрдасць. насць.
Паспрабуйце замовіць машыну па адной характарыстыцы («Мне патрэбна машына з аўтаматычнай каробкай перадач»), і вы не заедзеце занадта далёка з прадаўцом. Ён павінен запоўніць форму замовы з многімі опцыямі. Труба - гэта якраз гэта - каб атрымаць правільную трубу для прымянення, вытворцу труб патрэбна больш інфармацыі, чым проста цвёрдасць.
Як цвёрдасць становіцца прызнанай заменай іншым механічным уласцівасцям? Верагодна, гэта пачалося з вытворцы труб. Паколькі праверка цвёрдасці хуткая, лёгкая і патрабуе адносна недарагога абсталявання, прадаўцы труб часта выкарыстоўваюць праверку цвёрдасці для параўнання дзвюх труб. Каб правесці праверку на цвёрдасць, усё, што ім патрэбна, гэта гладкая даўжыня трубы і выпрабавальны стэнд.
Цвёрдасць трубы добра карэлюе з UTS, і, як правіла, працэнты або працэнтныя дыяпазоны карысныя для ацэнкі MYS, так што лёгка зразумець, як выпрабаванне цвёрдасці можа быць прыдатным проксі для іншых уласцівасцей.
Акрамя таго, іншыя тэсты з'яўляюцца адносна складанымі. У той час як праверка цвёрдасці займае ўсяго хвіліну або каля таго на адной машыне, MYS, UTS і выпрабаванні на падаўжэнне патрабуюць падрыхтоўкі ўзораў і значных інвестыцый у буйное лабараторнае абсталяванне. Для параўнання, аператар трубапракатнага завода займае секунды, каб правесці тэст на цвёрдасць, і гадзіны, каб прафесійны тэхнік-металург правёў выпрабаванне на расцяжэнне. Выканаць праверку цвёрдасці нескладана.
Гэта не азначае, што вытворцы канструктыўных труб не выкарыстоўваюць тэставанне на цвёрдасць. Можна з упэўненасцю сказаць, што гэта робіць большасць людзей, але паколькі яны праводзяць ацэнкі паўтаральнасці і ўзнаўляльнасці вымярэнняў на ўсім сваім выпрабавальным абсталяванні, яны добра ведаюць аб абмежаваннях выпрабаванняў. Большасць выкарыстоўвае ацэнку цвёрдасці труб як частку вытворчага працэсу, але яны не выкарыстоўваюць гэта для колькаснай ацэнкі ўласцівасцей труб. Гэта проста праверка "прайшло/не прайшло".
Навошта вам ведаць MYS, UTS і мінімальнае падаўжэнне? Яны паказваюць, як будзе паводзіць сябе труба пры зборцы.
MYS - гэта мінімальная сіла, якая выклікае пастаянную дэфармацыю матэрыялу. Калі вы паспрабуеце злёгку сагнуць прамую дрот (напрыклад, вешалку) і аслабіць ціск, адбудзецца адна з дзвюх рэчаў: яна вернецца ў зыходны стан (прамая) або застанецца сагнутай. Калі яна ўсё яшчэ прамая, вы не прайшлі міма MYS. Калі яна ўсё яшчэ сагнутая, вы перавысілі яе.
Цяпер выкарыстоўвайце абцугі, каб заціснуць абодва канцы дроту. Калі вы можаце разарваць дрот на дзве часткі, вы перавысілі яго UTS. Вы моцна нацягнулі яго, і ў вас ёсць два дроту, каб паказаць свае звышчалавечыя намаганні. Калі першапачатковая даўжыня дроту складае 5 цаляў, а дзве даўжыні пасля адмовы складаюць 6 цаляў, дрот расцягваецца на 1 цалю, або 20%. Фактычны тэст на падаўжэнне вымяраецца ў межах 2 цаляў. ches кропкі адмовы, але ўсё роўна - канцэпцыя нацягвання дроту ілюструе UTS.
Узоры сталі на мікрафатаграфіі неабходна разрэзаць, адпаліраваць і пратручваць з выкарыстаннем умерана кіслага раствора (звычайна азотнай кіслаты і спірту (нітраэтанолу)), каб зрабіць зерне бачным. 100-кратнае павелічэнне звычайна выкарыстоўваецца для праверкі зерня сталі і вызначэння памеру зерня.
Цвёрдасць - гэта праверка таго, як матэрыял рэагуе на ўдары. Уявіце сабе, што вы паклалі кароткі кавалак трубы ў ціскі з зубчастымі губкамі і павярнулі ціскі, каб закрыць. У дадатак да сплюшчвання трубы, губкі ціскі таксама пакідаюць паглыбленні на паверхні трубы.
Вось як працуе тэст на цвёрдасць, але ён не такі грубы. Гэты тэст мае кантраляваны памер удару і кантраляваны ціск. Гэтыя сілы дэфармуюць паверхню, ствараючы паглыбленне або паглыбленне. Памер або глыбіня паглыблення вызначае цвёрдасць металу.
Для ацэнкі сталі агульныя тэсты на цвёрдасць па Брынэллю, Віккерсу і Роквелу. Кожны з іх мае сваю ўласную шкалу, а некаторыя маюць некалькі метадаў выпрабаванняў, напрыклад, Rockwell A, B і C. Для сталёвых труб спецыфікацыя ASTM A513 спасылаецца на тэст Rockwell B (скарочана HRB або RB). Тэст Rockwell B вымярае розніцу ў пранікненні сталі сталёвым шарыкам дыяметрам 1⁄16 цалі паміж малой папярэдняй нагрузкай і асноўным нагрузка 100 кгс. Тыповы вынік для стандартнай мяккай сталі HRB 60.
Навукоўцы-матэрыялісты ведаюць, што цвёрдасць лінейна звязана з UTS. Такім чынам, дадзеная цвёрдасць можа прадказаць UTS. Вытворцы труб таксама ведаюць, што MYS і UTS звязаны. Для зварных труб MYS звычайна складае ад 70% да 85% ад UTS. Дакладная колькасць залежыць ад працэсу вытворчасці трубы. Цвёрдасць HRB 60 суадносіцца з UTS у 60 000 фунтаў на квадратны цаля (PSI). ) і MYS 80%, або 48 000 PSI.
Найбольш распаўсюджанай спецыфікацыяй трубы ў агульным вытворчасці з'яўляецца максімальная цвёрдасць. Акрамя памеру, інжынер быў занепакоены спецыфікацыяй зварной электрасупраціўнай зваркі (ERW) трубы ў добрым працоўным дыяпазоне, што можа прывесці да максімальнай цвёрдасці, магчыма, HRB 60, знаходзячыся на чарцяжы кампанента. Само па сабе гэта рашэнне прыводзіць да шэрагу канчатковых механічных уласцівасцей, уключаючы саму цвёрдасць.
Па-першае, цвёрдасць HRB 60 мала што нам гаворыць. Паказчык HRB 60 - гэта беспамерная лічба. Матэрыял, ацэнены HRB 59, мякчэйшы, чым матэрыял, пратэставаны HRB 60, а HRB 61 цвярдзейшы, чым HRB 60, але наколькі? Гэта нельга вызначыць колькасна, як аб'ём (вымяраецца ў дэцыбелах), крутоўны момант (вымяраецца ў фунтах-футах), хуткасць (вымяраецца). чырвоны ў адлегласці адносна часу), або UTS (вымяраецца ў фунтах на квадратны цаля). Значэнне HRB ​​60 не кажа нам нічога канкрэтнага. Гэта ўласцівасць матэрыялу, але не фізічная ўласцівасць. Па-другое, выпрабаванне цвёрдасці не падыходзіць для паўтаральнасці або ўзнаўляльнасці. Ацэнка двух месцаў на доследным узоры, нават калі месцы для выпрабаванняў знаходзяцца блізка адно да аднаго, часта прыводзіць да вялікіх адрозненняў у паказаннях цвёрдасці. Ускладняе гэтую праблему прырода тэсту. Пасля таго, як становішча было вымерана, яго нельга вымераць другі раз для праверкі вынікаў. Паўтаральнасць тэсту немагчымая.
Гэта не азначае, што праверка цвёрдасці нязручная. Фактычна, яна з'яўляецца добрым арыенцірам для UTS матэрыялу, і гэта хуткі і просты тэст для выканання. Аднак кожны, хто ўдзельнічае ў спецыфікацыі, закупцы і вытворчасці труб, павінен ведаць аб абмежаваннях яе як тэставага параметру.
Паколькі "нармальная" труба дакладна не вызначана, пры неабходнасці вытворцы труб часта звужаюць яе да двух найбольш часта выкарыстоўваных сталёвых труб і тыпаў труб, вызначаных у ASTM A513: 1008 і 1010. Нават пасля выключэння ўсіх іншых тыпаў труб, магчымасці з пункту гледжання механічных уласцівасцей гэтых двух тыпаў труб шырока адкрыты. Фактычна, гэтыя тыпы труб маюць самы шырокі дыяпазон механічных уласцівасцей любога тыпу.
Напрыклад, трубка апісваецца як мяккая, калі MYS нізкая, а адноснае падаўжэнне высокае, што азначае, што яна лепш працуе пры расцяжэнні, прагіне і фіксацыі, чым труба, апісаная як цвёрдая, якая мае адносна высокую MYS і адносна нізкае падаўжэнне. Гэта падобна на розніцу паміж мяккім і цвёрдым дротам, такім як вешалкі і свердзелы.
Падаўжэнне само па сабе з'яўляецца яшчэ адным фактарам, які аказвае значны ўплыў на важныя прымянення труб. Трубы з вялікім падаўжэннем могуць вытрымліваць сілы расцяжэння;Матэрыялы з нізкім падаўжэннем больш далікатныя і, такім чынам, больш схільныя да катастрафічных разбурэнняў, звязаных з стомленасцю. Аднак падаўжэнне непасрэдна не звязана з UTS, якая з'яўляецца адзінай механічнай уласцівасцю, непасрэдна звязанай з цвёрдасцю.
Чаму механічныя ўласцівасці труб так моцна адрозніваюцца? Па-першае, хімічны склад адрозніваецца. Сталь - гэта цвёрды раствор жалеза, вугляроду і іншых важных сплаваў. Для прастаты мы будзем мець справу толькі з працэнтамі вугляроду. Атамы вугляроду замяняюць некаторыя з атамаў жалеза, утвараючы крышталічную структуру сталі. ASTM 1008 - гэта ўсебаковая першасная марка з утрыманнем вугляроду ад 0% да 0,10%. Нуль - гэта асаблівая лічба. які стварае унікальныя ўласцівасці, калі ўтрыманне вугляроду ў сталі звышнізкае. ASTM 1010 вызначае ўтрыманне вугляроду ад 0,08% да 0,13%. Гэтыя адрозненні не здаюцца велізарнымі, але яны дастаткова вялікія, каб зрабіць вялікую розніцу ў іншым месцы.
Па-другое, сталёвая труба можа быць выраблена або выраблена і пасля апрацавана ў сямі розных вытворчых працэсах. ASTM A513, звязаны з вытворчасцю труб ERW, пералічвае сем тыпаў:
Калі хімічны склад сталі і этапы вырабу трубы не ўплываюць на цвёрдасць сталі, што адбываецца? Адказ на гэтае пытанне азначае ўважлівае вывучэнне дэталяў. Гэта пытанне выклікае яшчэ два пытанні: якія дэталі і наколькі блізка?
Першым адказам з'яўляецца падрабязная інфармацыя пра збожжа, з якога складаецца сталь. Калі сталь вырабляецца на першасным сталеліцейным заводзе, яна не астывае ў вялізны блок з адной асаблівасцю. Калі сталь астывае, малекулы сталі арганізуюцца ў паўтаральныя ўзоры (крышталі), падобныя да таго, як утвараюцца сняжынкі. Пасля ўтварэння крышталяў яны аб'ядноўваюцца ў групы, якія называюцца збожжамі. Па меры ахалоджвання збожжа растуць і ўтвараюцца па ўсім лісце або пласціне. апошнія малекулы сталі паглынаюцца зернямі. Усё гэта адбываецца на мікраскапічным узроўні, таму што сярэдні памер сталёвага зерня складае каля 64 мкм або 0,0025 цалі ў шырыню. Нягледзячы на ​​тое, што кожнае зерне падобнае на наступнае, яны не аднолькавыя. Яны нязначна адрозніваюцца па памеры, арыентацыі і ўтрыманні вугляроду. Інтэрфейс паміж зернямі называецца мяжой зерняў. іль уздоўж межаў зерняў.
Наколькі далёка вам трэба глядзець, каб убачыць прыкметныя збожжа? Дастаткова 100-кратнага павелічэння або 100-кратнага чалавечага зроку. Аднак проста глядзець на неапрацаваную сталь пры 100-кратнай магутнасці мала што выяўляе. Узор рыхтуецца шляхам паліроўкі ўзору і пратручвання паверхні кіслатой (звычайна азотнай кіслатой і спіртам), якая называецца нітраэтанолавым пратручвальнікам.
Менавіта збожжа і іх унутраная рашотка вызначаюць ударную трываласць, MYS, UTS і адноснае падаўжэнне, якое сталь можа вытрымаць да разбурэння.
Сталеплавільныя этапы, такія як гарачая і халодная пракатка паласы, ствараюць нагрузку на структуру збожжа;калі яны пастаянна мяняюць форму, гэта азначае, што напружанне дэфармуе збожжа. Іншыя этапы апрацоўкі, такія як змотванне сталі ў рулоны, размотванне і дэфармаванне сталёвых зерняў праз трубны млын (для фарміравання і памеру трубы). Халодная выцяжка трубы на апраўцы таксама аказвае ціск на матэрыял, як і этапы вытворчасці, такія як фармаванне канцоў і згінанне. Змены ў структуры збожжа называюцца дыслакацыямі.
Вышэйпаказаныя крокі пагаршаюць пластычнасць сталі, якая з'яўляецца яе здольнасцю супрацьстаяць нагрузцы на расцяжэнне (адкрыццё). Сталь становіцца далікатнай, што азначае, што яна з большай верагоднасцю зламаецца, калі вы працягваеце з ёй працаваць. Падаўжэнне - гэта адзін з кампанентаў пластычнасці (сціскальнасць - іншы). Важна разумець, што разбурэнне часцей за ўсё адбываецца падчас нагрузкі на расцяжэнне, а не на сціск. Сталь вельмі ўстойлівая да нагрузкі на расцяжэнне з-за адноснай высокая здольнасць да падаўжэння. Аднак сталь лёгка дэфармуецца пад напругай сціску - яна пластычная - што з'яўляецца перавагай.
Бетон мае высокую трываласць на сціск, але нізкую пластычнасць у параўнанні з бетонам. Гэтыя ўласцівасці супрацьлеглыя ўласцівасцям сталі. Вось чаму бетон, які выкарыстоўваецца для дарог, будынкаў і тратуараў, часта аснашчаны арматурай. У выніку атрымліваецца прадукт з трываласцю двух матэрыялаў: сталь трывалая пры расцяжэнні, а бетон — пад ціскам.
Падчас халоднай апрацоўкі па меры зніжэння пластычнасці сталі павялічваецца яе цвёрдасць. Іншымі словамі, яна зацвярдзее. У залежнасці ад сітуацыі гэта можа быць перавагай;аднак гэта можа быць недахопам, паколькі цвёрдасць прыраўноўваецца да далікатнасці. Гэта значыць, калі сталь становіцца больш цвёрдай, яна становіцца менш эластычнай;такім чынам, больш верагодна, што ён пацерпіць няўдачу.
Іншымі словамі, кожны этап працэсу спажывае частку пластычнасці трубы. Па меры працы дэталь яна становіцца цвярдзейшай, і калі яна занадта цвёрдая, яна практычна бескарысная. Цвёрдасць - гэта далікатнасць, і далікатная трубка, хутчэй за ўсё, выйдзе з ладу пры выкарыстанні.
Ці ёсць у вытворцы якія-небудзь варыянты ў гэтым выпадку? Карацей кажучы, так. Гэта варыянт адпалу, і хаця ён не зусім чароўны, ён максімальна блізкі да магіі.
Кажучы простай мовай, адпал ліквідуе ўсе наступствы фізічнай нагрузкі на метал. Гэты працэс награвае метал да тэмпературы зняцця напружання або рэкрышталізацыі, ухіляючы такім чынам дыслакацыі. У залежнасці ад канкрэтнай тэмпературы і часу, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе адпалу, гэты працэс такім чынам аднаўляе частку або ўсю яго пластычнасць.
Адпал і кантраляванае астуджэнне спрыяюць росту зярністасці. Гэта карысна, калі мэта складаецца ў тым, каб паменшыць далікатнасць матэрыялу, але некантралюемы рост збожжа можа занадта размякчыць метал, зрабіўшы яго непрыдатным для выкарыстання па прызначэнні. Спыненне працэсу адпалу - яшчэ адна амаль чароўная рэч. Загартоўка пры патрэбнай тэмпературы з дапамогай патрэбнага загартоўчага агента ў патрэбны час хутка спыняе працэс, каб атрымаць уласцівасці аднаўлення сталі.
Ці варта адмовіцца ад спецыфікацыі цвёрдасці? Не. Характарыстыкі цвёрдасці важныя ў першую чаргу як арыенцір пры ўказанні сталёвых труб. Цвёрдасць з'яўляецца карыснай мерай, якая з'яўляецца адной з некалькіх характарыстык, якія трэба ўказваць пры замове трубчастага матэрыялу і правяраць пры атрыманні (і запісваць пры кожнай адпраўцы). Калі праверка цвёрдасці з'яўляецца стандартам праверкі, яна павінна мець адпаведныя значэнні шкалы і дыяпазоны кантролю.
Аднак гэта не сапраўдны тэст для кваліфікацыі (прыняцця або адхілення) матэрыялу. Акрамя цвёрдасці, вытворцы павінны час ад часу правяраць пастаўкі, каб вызначыць іншыя адпаведныя ўласцівасці, такія як MYS, UTS або мінімальнае падаўжэнне, у залежнасці ад прымянення трубкі.
Wynn H. Kearns is responsible for regional sales for Indiana Tube Corp., 2100 Lexington Road, Evansville, IN 47720, 812-424-9028, wkearns@indianatube.com, www.indianatube.com.
Tube & Pipe Journal стаў першым часопісам, прысвечаным абслугоўванню прамысловасці металічных труб у 1990 годзе. Сёння ён застаецца адзіным выданнем у Паўночнай Амерыцы, прысвечаным галіны, і стаў самай надзейнай крыніцай інфармацыі для прафесіяналаў труб.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The FABRICATOR лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Лічбавае выданне The Tube & Pipe Journal цяпер цалкам даступна, што забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Атрымлівайце асалоду ад поўнага доступу да лічбавага выдання STAMPING Journal, якое змяшчае апошнія тэхналагічныя дасягненні, лепшыя практыкі і галіновыя навіны для рынку штампоўкі.
Атрымлівайце асалоду ад поўнага доступу да лічбавага выдання The Additive Report, каб даведацца, як можна выкарыстоўваць адытыўнае вытворчасць для павышэння эфектыўнасці працы і павелічэння прыбытку.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The Fabricator en Español лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.