Փորձարկման տարբեր արձանագրություններ (Brinell, Rockwell, Vickers) ունեն փորձարկվող նախագծին հատուկ ընթացակարգեր: Rockwell T թեստը հարմար է թեթև պատի խողովակները ստուգելու համար՝ խողովակը երկայնքով կտրելով և պատը փորձարկելու ներքին տրամագծից, այլ ոչ թե արտաքին տրամագծից:
Խողովակ պատվիրելը նման է ավտոսրահ գնալուն և մեքենա կամ բեռնատար պատվիրելուն: Այսօր առկա բազմաթիվ տարբերակները գնորդներին թույլ են տալիս հարմարեցնել մեքենան տարբեր ձևերով.
Պողպատե խողովակները հենց դա են: Այն ունի հազարավոր տարբերակներ կամ բնութագրեր: Ի հավելումն չափսերի, բնութագրերը թվարկում են քիմիական և մի քանի մեխանիկական հատկություններ, ինչպիսիք են նվազագույն զիջման ուժը (MYS), վերջնական առաձգական ուժը (UTS) և նվազագույն երկարացումը մինչև ձախողումը: էստիկա՝ կարծրություն։
Փորձեք պատվիրել մեքենա մեկ հատկանիշով («Ինձ պետք է ավտոմատ փոխանցման տուփով մեքենա») և վաճառողից շատ հեռու չեք գնա: Նա պետք է լրացնի պատվերի ձևաթուղթը բազմաթիվ տարբերակներով: Խողովակը հենց դա է.
Ինչպե՞ս է կարծրությունը դառնում ճանաչված փոխարինող այլ մեխանիկական հատկությունների համար: Հավանաբար այն սկսվել է խողովակների արտադրողից: Քանի որ կարծրության փորձարկումը արագ է, հեշտ և պահանջում է համեմատաբար էժան սարքավորում, խողովակի վաճառողները հաճախ օգտագործում են կարծրության թեստ՝ երկու խողովակները համեմատելու համար:
Խողովակների կարծրությունը լավ փոխկապակցված է UTS-ի հետ, և, որպես կանոն, տոկոսները կամ տոկոսային միջակայքերը օգտակար են MYS-ի գնահատման համար, այնպես որ հեշտ է տեսնել, թե ինչպես կարծրության փորձարկումը կարող է հարմար միջնորդ լինել այլ հատկությունների համար:
Բացի այդ, այլ թեստերը համեմատաբար բարդ են: Մինչ կարծրության փորձարկումը տևում է ընդամենը մեկ րոպե կամ ավելին մեկ մեքենայի վրա, MYS, UTS և երկարաձգման փորձարկումը պահանջում է նմուշի պատրաստում և զգալի ներդրումներ մեծ լաբորատոր սարքավորումներում: Որպես համեմատություն, խողովակների գործարանի օպերատորից վայրկյաններ են պահանջվում կարծրության թեստը կատարելու համար, իսկ պրոֆեսիոնալ մետալուրգիական տեխնիկը դժվար չէ առաձգականության ստուգումը կատարել:
Սա չի նշանակում, որ ինժեներական խողովակների արտադրողները չեն օգտագործում կարծրության թեստավորում: Կարելի է ասել, որ շատերը դա անում են, բայց քանի որ նրանք կատարում են չափիչի կրկնելիության և վերարտադրելիության գնահատումներ իրենց բոլոր փորձարկման սարքավորումների վրա, նրանք քաջատեղյակ են թեստի սահմանափակումներին:
Ինչու՞ պետք է իմանաք MYS-ի, UTS-ի և նվազագույն երկարացման մասին: Նրանք ցույց են տալիս, թե ինչպես կվարվի խողովակը հավաքման ժամանակ:
MYS-ը նվազագույն ուժն է, որն առաջացնում է նյութի մշտական ​​դեֆորմացիա: Եթե փորձեք թեթևակի թեքել ուղիղ մետաղալարը (ինչպես վերարկուի կախիչը) ​​և ազատել ճնշումը, երկու բանից մեկը տեղի կունենա՝ այն կվերադառնա իր սկզբնական վիճակին (ուղիղ) կամ կմնա թեքված: Եթե այն դեռ ուղիղ է, ապա չեք անցել MYS-ի կողքով:
Այժմ օգտագործեք տափակաբերան աքցան՝ մետաղալարի երկու ծայրերը սեղմելու համար: Եթե դուք կարող եք պատռել մետաղալարը երկու մասի, դուք անցել եք դրա UTS-ին: Դուք դրա վրա մեծ լարվածություն եք դրել և ունեք երկու լար՝ ձեր գերմարդկային ջանքերը ցույց տալու համար: Եթե լարի սկզբնական երկարությունը 5 դյույմ է, իսկ ձախողումից հետո երկու երկարությունը գումարվում է մինչև 6 դյույմ երկարությամբ, ապա լարը ձգվում է 21 դյույմով, ապա լարը ձգվում է 20 դյույմով: ձախողման կետի նշանները, բայց ինչ էլ որ լինի, քաշող մետաղալարերի հայեցակարգը ցույց է տալիս UTS-ը:
Պողպատե ֆոտոմիկրոգրաֆիայի նմուշները պետք է կտրվեն, փայլեցվեն և փորագրվեն՝ օգտագործելով մեղմ թթվային լուծույթ (սովորաբար ազոտաթթու և ալկոհոլ (նիտրոէթանոլ))՝ հատիկները տեսանելի դարձնելու համար: 100x խոշորացումը սովորաբար օգտագործվում է պողպատե հատիկները ստուգելու և հատիկի չափը որոշելու համար:
Կարծրությունը փորձություն է, թե ինչպես է նյութը արձագանքում հարվածին: Պատկերացրեք, որ խողովակի կարճ կտորը դնում եք ատամնավոր ծնոտներով վզիկի մեջ և շրջում այն ​​փակելու համար: Բացի խողովակը հարթեցնելուց, վզիկի ծնոտները նաև անցք են թողնում խողովակի մակերեսին:
Այդպես է աշխատում կարծրության թեստը, բայց դա այնքան էլ կոպիտ չէ: Այս թեստն ունի վերահսկվող հարվածի չափ և վերահսկվող ճնշում: Այս ուժերը դեֆորմացնում են մակերեսը՝ առաջացնելով ներքև կամ ներքև: Խորքի չափը կամ խորությունը որոշում է մետաղի կարծրությունը:
Պողպատը գնահատելու համար ընդհանուր կարծրության թեստերն են՝ Brinell, Vickers և Rockwell: Յուրաքանչյուրն ունի իր սեփական սանդղակը, իսկ որոշներն ունեն փորձարկման բազմաթիվ մեթոդներ, ինչպիսիք են Rockwell A, B և C: Պողպատե խողովակների համար ASTM սպեցիֆիկացիա A513 հղում է անում Rockwell B թեստին (կրճատվում է որպես HRB կամ RB): Rockwell B թեստը չափում է 1 պողպատի բեռնվածության առաջնային տրամագծի տարբերությունը գրիչով: 100 կգ ֆֆ բեռ: Ստանդարտ փափուկ պողպատի բնորոշ արդյունքը HRB 60 է:
Նյութերի գիտնականները գիտեն, որ կարծրությունը գծայինորեն կապված է UTS-ի հետ: Հետևաբար, տվյալ կարծրությունը կարող է կանխատեսել UTS-ը: Նմանապես, խողովակների արտադրողները գիտեն, որ MYS-ը և UTS-ը փոխկապակցված են: Եռակցված խողովակների համար MYS-ը սովորաբար կազմում է UTS-ի 70%-ից մինչև 85%-ը: Ճշգրիտ քանակը կախված է խողովակի պատրաստման գործընթացից: դյույմ (PSI) և MYS 80%, կամ 48,000 PSI:
Ընդհանուր արտադրության մեջ խողովակի ամենատարածված հատկանիշը առավելագույն կարծրությունն է: Բացի չափից, ինժեները մտահոգված էր լավ աշխատանքային տիրույթում եռակցված էլեկտրական դիմադրությամբ եռակցված (ERW) խողովակի ճշգրտմամբ, ինչը կարող է հանգեցնել HRB 60-ի առավելագույն կարծրության՝ իր ճանապարհը գտնելու բաղադրիչի գծագրում: Միայն այս որոշումը հանգեցնում է մի շարք կոշտության, ներառյալ վերջնական մեխանիկական հատկությունների:
Նախ, HRB 60-ի կարծրությունը մեզ շատ բան չի ասում: HRB 60-ի ընթերցումը չափազուրկ թիվ է: HRB 59-ով գնահատված նյութն ավելի փափուկ է, քան HRB 60-ով փորձարկված նյութը, իսկ HRB 61-ն ավելի կարծր է, քան HRB 60-ը, բայց որքանով: Այն չի կարող որոշվել ծավալով (mea)-ի նման քանակով: ity (չափվում է ժամանակի համեմատությամբ) կամ UTS (չափվում է ֆունտներով մեկ քառակուսի դյույմով): HRB 60-ի ընթերցումը մեզ որևէ կոնկրետ բան չի ասում: Սա նյութի հատկություն է, բայց ոչ ֆիզիկական հատկություն: Երկրորդ, կարծրության փորձարկումը հարմար չէ կրկնելիության կամ վերարտադրելիության համար: Երկու տեղանքների գնահատումը, նույնիսկ եթե փորձարկման կոշտության վրա, թեստի տարբեր արդյունքները հաճախ են համեմատվում: Այս խնդրի հիմքում ընկած է թեստի բնույթը: Դիրքը չափվելուց հետո այն չի կարող երկրորդ անգամ չափվել՝ արդյունքները ստուգելու համար: Փորձարկման կրկնելիությունը հնարավոր չէ:
Սա չի նշանակում, որ կարծրության փորձարկումն անհարմար է: Իրականում, այն լավ ուղեցույց է տալիս նյութի UTS-ի համար, և դա արագ և հեշտ փորձարկում է կատարման համար: Այնուամենայնիվ, խողովակների ճշգրտման, գնման և արտադրության մեջ ներգրավված յուրաքանչյուր ոք պետք է տեղյակ լինի դրա սահմանափակումների մասին՝ որպես փորձարկման պարամետր:
Քանի որ «նորմալ» խողովակը լավ սահմանված չէ, անհրաժեշտության դեպքում, խողովակների արտադրողները հաճախ այն նեղացնում են ASTM A513-ում սահմանված երկու ամենից հաճախ օգտագործվող պողպատե խողովակների և խողովակների տեսակների վրա՝ 1008 և 1010: Նույնիսկ խողովակների մյուս տեսակները վերացնելուց հետո, այս երկու խողովակների մեխանիկական հատկությունների առումով հնարավորությունները, ըստ էության, լայն բաց են:
Օրինակ, խողովակը նկարագրվում է որպես փափուկ, եթե MYS-ը ցածր է, իսկ երկարացումը՝ բարձր, ինչը նշանակում է, որ այն ավելի լավ է գործում առաձգականության, շեղման և ամրացման դեպքում, քան կոշտ խողովակը, որն ունի համեմատաբար բարձր MYS և համեմատաբար ցածր երկարացում:
Երկարացումն ինքնին ևս մեկ գործոն է, որը էական ազդեցություն ունի խողովակների կարևոր կիրառման վրա: Բարձր երկարացումով խողովակները կարող են դիմակայել առաձգական ուժերին;Ցածր երկարացումով նյութերն ավելի փխրուն են և, հետևաբար, ավելի հակված են աղետալի հոգնածության տիպի խափանումների: Այնուամենայնիվ, երկարացումը ուղղակիորեն կապված չէ UTS-ի հետ, որը միակ մեխանիկական հատկությունն է, որն ուղղակիորեն կապված է կարծրության հետ:
Ինչու են խողովակների մեխանիկական հատկությունները այդքան շատ տարբերվում: Նախ, քիմիական բաղադրությունը տարբեր է: Պողպատը երկաթի և ածխածնի և այլ կարևոր համաձուլվածքների պինդ լուծույթ է: Պարզության համար մենք այստեղ կզբաղվենք միայն ածխածնի տոկոսներով: Ածխածնի ատոմները փոխարինում են երկաթի որոշ ատոմներին՝ ձևավորելով պողպատի բյուրեղային կառուցվածքը: ASTM 1-1008% բյուրեղային պարունակությամբ: ero-ն շատ հատուկ թիվ է, որը յուրահատուկ հատկություններ է տալիս, երբ պողպատում ածխածնի պարունակությունը չափազանց ցածր է: ASTM 1010-ը սահմանում է ածխածնի պարունակությունը 0,08%-ից 0,13%-ի միջև: Այս տարբերությունները մեծ չեն թվում, բայց դրանք բավականաչափ մեծ են այլ վայրերում մեծ տարբերություն ստեղծելու համար:
Երկրորդ, պողպատե խողովակը կարող է պատրաստվել կամ արտադրվել և հետագայում մշակվել յոթ տարբեր արտադրական գործընթացներում: ՊՊՄ խողովակների արտադրության հետ կապված ASTM A513-ը թվարկում է յոթ տեսակ.
Եթե ​​պողպատի քիմիական բաղադրությունը և խողովակի արտադրության փուլերը չեն ազդում պողպատի կարծրության վրա, ի՞նչ է դա: Այս հարցին պատասխանելը նշանակում է մանրուքների վրա խորամուխ լինել: Այս հարցը ևս երկու հարց է առաջացնում՝ ի՞նչ մանրամասներ և որքան մոտ:
Պողպատը կազմող հատիկների մասին մանրամասները առաջին պատասխանն են: Երբ պողպատը պատրաստվում է առաջնային պողպատի գործարանում, այն չի սառչում և վերածվում մեկ հատկանիշի հսկայական բլոկի: Քանի որ պողպատը սառչում է, պողպատի մոլեկուլները կազմակերպվում են կրկնվող օրինաչափություններով (բյուրեղներ), ինչպես ձյան փաթիլները: Բյուրեղների ձևավորումից հետո դրանք ձևավորվում են թիթեղներ կամ առաջանում են խմբեր: ներդիրները դադարում են աճել, քանի որ վերջին պողպատի մոլեկուլները կլանվում են հատիկների կողմից: Այս ամենը տեղի է ունենում մանրադիտակային մակարդակում, քանի որ միջին չափի պողպատի հատիկը մոտավորապես 64 µ կամ 0,0025 դյույմ լայնություն է: Թեև յուրաքանչյուր հատիկ նման է մյուսին, դրանք նույնը չեն: Նրանք փոքր-ինչ տարբերվում են չափերով, կողմնորոշմամբ և ածխածնի պարունակությամբ: այն ձգտում է ձախողվել հացահատիկի սահմանների երկայնքով:
Որքա՞ն հեռու պետք է նայեք նկատելի հատիկներ տեսնելու համար: Բավական է 100 անգամ մեծացում կամ 100 անգամ մարդու տեսողություն: Այնուամենայնիվ, միայն 100 անգամ հզորությամբ չմշակված պողպատին նայելը շատ բան չի երևում: Նմուշը պատրաստվում է նմուշը փայլեցնելով և մակերեսը փորագրելով թթվով (սովորաբար ազոտաթթուով և սպիրտով), որը կոչվում է էտչանտ:
Հացահատիկները և դրանց ներքին ցանցն են, որոնք որոշում են հարվածի ուժը, MYS, UTS և երկարացումը, որը պողպատը կարող է դիմակայել մինչև ձախողումը:
Պողպատի պատրաստման քայլերը, ինչպիսիք են ժապավենի տաք և սառը գլանումը, ճնշում են հացահատիկի կառուցվածքին.Եթե ​​դրանք ընդմիշտ փոխում են ձևը, դա նշանակում է, որ լարվածությունը դեֆորմացնում է հատիկը: Մշակման այլ քայլեր, ինչպիսիք են պողպատը գալարաձև փաթաթելը, փաթաթելը և պողպատե հատիկների դեֆորմացումը խողովակի միջոցով (խողովակի ձևավորման և չափի համար):
Վերոնշյալ քայլերը սպառում են պողպատի ճկունությունը, որը առաձգական (քաշել-բաց) սթրեսին դիմակայելու նրա կարողությունն է: Այնուամենայնիվ, պողպատը հեշտությամբ դեֆորմացվում է սեղմման ազդեցության տակ, այն ճկուն է, ինչը առավելություն է:
Բետոնն ունի սեղմման բարձր դիմադրություն, բայց ցածր ճկունություն՝ համեմատած բետոնի հետ: Այս հատկությունները հակադրվում են պողպատի հատկություններին: Այդ իսկ պատճառով ճանապարհների, շենքերի և մայթերի համար օգտագործվող բետոնը հաճախ ամրացվում է ամրաններով: Արդյունքում ստացվում է երկու նյութի ամրություն ունեցող արտադրանք.
Սառը աշխատանքի ժամանակ, քանի որ պողպատի ճկունությունը նվազում է, նրա կարծրությունը մեծանում է։ Այսինքն՝ այն կկարծրանա։ Կախված իրավիճակից՝ սա կարող է օգուտ լինել.Այնուամենայնիվ, դա կարող է լինել թերություն, քանի որ կարծրությունը հավասարեցվում է փխրունությանը: Այսինքն, քանի որ պողպատը դառնում է ավելի կոշտ, այն դառնում է ավելի քիչ առաձգական;հետեւաբար, ավելի հավանական է, որ այն ձախողվի:
Այլ կերպ ասած, գործընթացի յուրաքանչյուր քայլ սպառում է խողովակի ճկունության մի մասը: Այն դժվարանում է, քանի որ մասը աշխատում է, և եթե այն չափազանց կոշտ է, ապա հիմնականում անօգուտ է: Կարծրությունը փխրունություն է, և փխրուն խողովակը, ամենայն հավանականությամբ, կփչանա, երբ օգտագործվում է:
Արդյո՞ք արտադրողը որևէ տարբերակ ունի այս դեպքում: Կարճ ասած, այո: Այդ տարբերակը կռվում է, և չնայած այն այնքան էլ կախարդական չէ, այն այնքան մոտ է կախարդությանը, որքան կարող եք ստանալ:
Սովորական լեզվով ասած, եռացումը վերացնում է մետաղի վրա ֆիզիկական սթրեսի բոլոր հետևանքները: Այս գործընթացը մետաղը տաքացնում է մինչև սթրեսից ազատման կամ վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանի` դրանով իսկ վերացնելով տեղահանումները: Կախված եռացման գործընթացում օգտագործվող հատուկ ջերմաստիճանից և ժամանակից, գործընթացը այդպիսով վերականգնում է նրա ճկունությունը կամ ամբողջությամբ:
Եռացումը և վերահսկվող սառեցումը նպաստում են հացահատիկի աճին: Սա օգտակար է, եթե նպատակը նյութի փխրունությունը նվազեցնելն է, սակայն հացահատիկի անվերահսկելի աճը կարող է չափից շատ փափկացնել մետաղը, դարձնելով այն անօգտագործելի իր նպատակային օգտագործման համար: Եռացման գործընթացը դադարեցնելը ևս մեկ գրեթե կախարդական բան է: Ճիշտ ջերմաստիճանում մարելը ճիշտ ջերմաստիճանում պողպատի ճիշտ ժամանակին արագ վերականգնում է:
Կարծրության բնութագրերը թողնե՞նք: Ոչ: Կարծրության բնութագրերը արժեքավոր են հիմնականում որպես պողպատե խողովակները նշելիս: Օգտակար միջոց, կարծրությունը մի քանի բնութագրիչներից մեկն է, որը պետք է նշվի խողովակային նյութ պատվիրելիս և ստուգվի ստացման ժամանակ (և պետք է գրանցվի յուրաքանչյուր առաքման հետ):
Այնուամենայնիվ, դա ճիշտ թեստ չէ նյութը որակավորելու (ընդունելու կամ մերժելու համար): Բացի կարծրությունից, արտադրողները երբեմն պետք է փորձարկեն առաքումները՝ որոշելու այլ համապատասխան հատկություններ, ինչպիսիք են MYS, UTS կամ նվազագույն երկարացումը՝ կախված խողովակի կիրառությունից:
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-ը դարձավ առաջին ամսագիրը, որը նվիրված էր մետաղական խողովակների արդյունաբերությանը ծառայելուն 1990 թվականին: Այսօր այն մնում է միակ հրատարակությունը Հյուսիսային Ամերիկայում, որը նվիրված է ոլորտին և դարձել է խողովակների մասնագետների համար տեղեկատվության ամենավստահելի աղբյուրը:
Այժմ The FABRICATOR-ի թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությամբ, հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
The Tube & Pipe Journal-ի թվային հրատարակությունն այժմ լիովին հասանելի է՝ ապահովելով հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
Վայելեք լիարժեք մուտք դեպի STAMPING Journal-ի թվային հրատարակությունը, որն ապահովում է վերջին տեխնոլոգիական առաջընթացները, լավագույն փորձը և արդյունաբերության նորությունները մետաղական դրոշմման շուկայի համար:
Վայելեք «Aditive Report»-ի թվային հրատարակության ամբողջական հասանելիությունը՝ իմանալու համար, թե ինչպես կարող է օգտագործվել հավելումների արտադրությունը՝ բարելավելու գործառնական արդյունավետությունը և մեծացնել շահույթը:
Այժմ The Fabricator en Español-ի թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությամբ՝ հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ: