Әртүрлі сынақ хаттамаларында (Бринелл, Роквелл, Викерс) сыналатын жобаға тән процедуралар бар. Rockwell T сынағы түтікті ұзына бойымен кесу және қабырғаны сыртқы диаметрден гөрі ішкі диаметрден сынау арқылы жеңіл қабырға түтіктерін тексеру үшін қолайлы.
Түтікке тапсырыс беру автосалонға бару және автокөлікке немесе жүк көлігіне тапсырыс беру сияқты. Бүгінгі таңда көптеген опциялар сатып алушыларға көлікті әртүрлі жолдармен реттеуге мүмкіндік береді - ішкі және сыртқы түстер, ішкі әрлеу пакеттері, сыртқы сәндеу опциялары, қуат беру құралы таңдаулары және үйдегі ойын-сауық жүйесімен дерлік бәсекелесетін аудио жүйе. Бұл опциялардың барлығын ескере отырып, көлік құралының стандартты талаптары қанағаттандырылмаған болуы мүмкін.
Болат құбырлар дәл солай. Оның мыңдаған нұсқалары немесе техникалық сипаттамалары бар. Өлшемдерге қоса, спецификацияда ең төменгі аққыштық беріктігі (MYS), шекті созылу беріктігі (UTS) және істен шыққанға дейінгі ең аз ұзару сияқты химиялық және бірнеше механикалық қасиеттер тізімделеді. Дегенмен, саладағы көптеген адамдар - инженерлер, сатып алушы агенттер және өндірушілер - құбырдың бір түрін ғана қолдануды талап ететін қысқа және стандартты сипаттаманы қолдануды талап етеді: .
Автокөлікке бір сипаттама бойынша тапсырыс беріп көріңіз («Маған автоматты беріліс қорабы бар көлік керек») және сіз сатушымен алысқа бармайсыз. Ол көптеген нұсқалары бар тапсырыс формасын толтыруы керек. Құбыр дегеніміз - қолдану үшін дұрыс құбырды алу үшін құбыр өндірушісіне тек қаттылықтан гөрі көбірек ақпарат қажет.
Қаттылық басқа механикалық қасиеттерді қалай алмастырады? Ол құбыр өндірушісінен басталған болуы мүмкін. Қаттылықты тексеру жылдам, оңай және салыстырмалы түрде арзан жабдықты қажет ететіндіктен, түтік сатушылар екі түтікті салыстыру үшін қаттылықты сынауды жиі пайдаланады. Қаттылық сынағы үшін оларға тек құбырдың тегіс ұзындығы мен сынақ стенді қажет.
Түтіктің қаттылығы UTS-пен жақсы сәйкес келеді және әдетте, пайыздар немесе пайыздық диапазондар MYS бағалауда пайдалы, сондықтан қаттылықты сынау басқа қасиеттер үшін қаншалықты қолайлы прокси бола алатынын көру оңай.
Сондай-ақ, басқа сынақтар салыстырмалы түрде күрделі. Қаттылықты сынау бір станокта небәрі бір минутты алады, ал MYS, UTS және ұзарту сынағы үлгіні дайындауды және үлкен зертханалық жабдыққа қомақты қаржы жұмсауды талап етеді. Салыстыру үшін, құбыр диірменінің операторына қаттылық сынамасын орындау үшін секундтар қажет, ал кәсіби металлургиялық техник үшін созылу сынамасын орындау қиын емес.
Бұл инженерлік құбыр өндірушілері қаттылықты сынауды пайдаланбайды дегенді білдірмейді. Адамдардың көпшілігі жасайды деп айтуға болады, бірақ олар өздерінің барлық сынақ жабдығында өлшеуіш қайталану және қайталанғыштық бағалауларын жүргізетіндіктен, олар сынақтың шектеулерін жақсы біледі. Көбісі түтіктің қаттылығын бағалауды өндірістік процестің бөлігі ретінде пайдаланады, бірақ олар оны түтіктің қасиеттерін сандық бағалау үшін пайдаланбайды.
Неліктен сізге MYS, UTS және минималды ұзарту туралы білу керек? Олар құрастыру кезінде түтіктің қалай әрекет ететінін көрсетеді.
MYS – материалдың тұрақты деформациясын тудыратын ең аз күш. Егер сіз түзу сымды (пальто ілгіш сияқты) аздап майыстырғыңыз келсе және қысымды босатқыңыз келсе, екі нәрсенің бірі орындалады: ол бастапқы күйіне оралады (тікелей) немесе иілген күйде қалады. Егер ол әлі түзу болса, сіз MYS-тен өткен жоқсыз.
Енді сымның екі ұшын қысқышпен қысу үшін пайдаланыңыз. Сымды екі бөлікке бөліп алсаңыз, оның UTS шегінен асып кеттіңіз. Оған көп күш түсіресіз және адамнан тыс күш-жігеріңізді көрсету үшін екі сымыңыз бар. Сымның бастапқы ұзындығы 5 дюйм болса және сәтсіздіктен кейінгі екі ұзындық 6 дюймге дейін қосылса, сым 2 дюймге дейін созылады немесе сынау кезінде 2 дюймге созылады. сәтсіздік нүктесі туралы, бірақ бәрібір – тарту сымының тұжырымдамасы UTS-ті көрсетеді.
Дәндерді көрінетін ету үшін болат фотомикрограф үлгілерін кесу, жылтырату және жұмсақ қышқыл ерітіндіні (әдетте азот қышқылы және спирт (нитроэтанол)) пайдаланып ою керек. 100 есе үлкейту әдетте болат түйіршіктерін тексеру және түйір өлшемін анықтау үшін қолданылады.
Қаттылық материалдың соққыға қалай жауап беретінін сынау болып табылады. Елестетіп көріңізші, құбырдың қысқа бөлігін тістері бар тістерге салып, оны жабу үшін бұраңыз. Түтікшені тегістеумен қатар, тістің жақтары түтіктің бетінде ойықтар қалдырады.
Қаттылық сынағы осылай жұмыс істейді, бірақ ол соншалықты өрескел емес. Бұл сынақтың бақыланатын соққы өлшемі және бақыланатын қысымы бар. Бұл күштер бетті деформациялап, шегініс немесе шегініс жасайды. Шегіністің өлшемі немесе тереңдігі металдың қаттылығын анықтайды.
Болатты бағалау үшін жалпы қаттылық сынақтары Бринелль, Виккерс және Роквелл болып табылады. Әрқайсысының өз шкаласы бар, ал кейбіреулерінде Роквелл А, В және С сияқты бірнеше сынақ әдістері бар. Болат құбырлар үшін ASTM спецификациясы A513 Роквелл В сынауына (HRB немесе RB ретінде қысқартылған) сілтеме жасайды. Роквелл B сынағы болаттың бастапқы диаметрі-1⁄ дюймге дейінгі кіші диаметрі мен болатқа дейінгі жүктеме арасындағы айырмашылықты өлшейді. 100 кгс жүктеме. Стандартты жұмсақ болат үшін типтік нәтиже HRB ​​60 болып табылады.
Материалдар ғалымдары қаттылықтың UTS-пен сызықты байланысты екенін біледі. Сондықтан берілген қаттылық UTS-ті болжай алады. Сол сияқты, құбыр өндірушілері MYS және UTS байланысты екенін біледі. Дәнекерленген құбырлар үшін MYS әдетте UTS-тің 70% - 85% құрайды. Нақты мөлшер түтіктің жасалу процесіне байланысты. SI) және MYS 80% немесе 48 000 PSI.
Жалпы өндірістегі ең көп таралған құбыр спецификациясы максималды қаттылық болып табылады. Өлшемнен басқа, инженер жақсы жұмыс диапазонында дәнекерленген электр кедергісі дәнекерленген құбырды (ERW) анықтаумен айналысты, бұл мүмкін HRB 60 максималды қаттылығы құрамдас сызбада өз жолын табуға әкелуі мүмкін. Бұл шешімнің өзі қаттылықтың соңғы механикалық қасиеттерінің ауқымына әкеледі.
Біріншіден, HRB 60 қаттылығы бізге көп нәрсені көрсетпейді. HRB 60 көрсеткіші өлшемсіз сан. HRB 59 арқылы бағаланған материал HRB 60 арқылы сыналған материалдан жұмсақ, ал HRB 61 HRB 60-қа қарағанда қаттырақ, бірақ қаншалықты? Оны көлеммен анықтау мүмкін емес. қала (уақытқа қатысты қашықтықпен өлшенеді) немесе UTS (шаршы дюймге фунтпен өлшенеді). HRB 60 мәнін оқу бізге нақты ештеңе айтпайды. Бұл материалдың қасиеті, бірақ физикалық қасиет емес. Екіншіден, қаттылық сынағы қайталану немесе қайталану мүмкіндігі үшін жарамайды. Сынақ үлгісінде екі орынды бағалау, тіпті сынақ үлгілерінің әрқайсысының қаттылығының әртүрлі көрсеткіштеріне жақын болса да, әртүрлі көрсеткіштер жиі болса да. Бұл мәселені біріктіру сынақтың сипаты болып табылады. Позиция өлшенгеннен кейін нәтижелерді тексеру үшін оны екінші рет өлшеу мүмкін емес. Сынақ қайталануы мүмкін емес.
Бұл қаттылықты сынау ыңғайсыз дегенді білдірмейді. Шындығында, ол материалдың UTS үшін жақсы нұсқаулық береді және оны орындау үшін жылдам және оңай сынақ. Дегенмен, түтіктерді көрсетуге, сатып алуға және жасауға қатысатын әрбір адам сынақ параметрі ретінде оның шектеулерін білуі керек.
«Қалыпты» құбыр дұрыс анықталмағандықтан, қажет болған жағдайда құбыр өндірушілері оны ASTM A513: 1008 және 1010 стандартында анықталған ең жиі қолданылатын екі болат құбыр мен құбыр түріне дейін қысқартады. Барлық басқа түтік түрлерін жойғаннан кейін де, осы екі түтік түрінің механикалық қасиеттерінің мүмкіндіктері кең ашылады. Іс жүзінде бұл түтік түрлерінің механикалық қасиеттерінің кез келген түрі бар.
Мысалы, MYS төмен және ұзарту жоғары болса, түтік жұмсақ деп сипатталады, яғни ол MYS салыстырмалы жоғары және салыстырмалы түрде төмен ұзартқыш қатты деп сипатталған түтікке қарағанда созылу, иілу және орнатуда жақсырақ жұмыс істейді. Бұл киім ілгіштер мен бұрғылар сияқты жұмсақ және қатты сым арасындағы айырмашылыққа ұқсас.
Ұзартудың өзі құбырлардың сыни қолданбаларына айтарлықтай әсер ететін тағы бір фактор болып табылады. Созылуы жоғары құбырлар созылу күштеріне төтеп бере алады;аз созылу материалдары сынғыш, сондықтан апатты шаршау түріндегі бұзылуларға бейім болады. Алайда ұзарту UTS-ке тікелей байланысты емес, бұл қаттылыққа тікелей байланысты жалғыз механикалық қасиет.
Түтіктердің механикалық қасиеттері неге сонша өзгереді?Біріншіден, химиялық құрамы әртүрлі. Болат темір мен көміртектің және басқа да маңызды қорытпалардың қатты ерітіндісі болып табылады. Қарапайымдылық үшін бұл жерде біз тек көміртегі пайыздарымен айналысамыз. Көміртек атомдары болаттың кристалдық құрылымын құрайтын темір атомдарының кейбірін ауыстырады. ASTM 1008 - бұл темірдің кристалдық құрылымын құрайтын көміртегінің барлық мөлшері. болаттағы көміртегі мөлшері өте төмен болған кезде бірегей қасиеттерді беретін өте ерекше сан. ASTM 1010 0,08% және 0,13% арасындағы көміртегі мазмұнын көрсетеді. Бұл айырмашылықтар үлкен емес сияқты, бірақ олар басқа жерде үлкен айырмашылықты жасау үшін жеткілікті үлкен.
Екіншіден, болат құбырды жеті түрлі өндіріс процесінде дайындауға немесе жасауға және кейіннен өңдеуге болады. ERW құбырларын өндіруге қатысты ASTM A513 жеті түрді тізімдейді:
Егер болаттың химиялық құрамы мен құбырды жасау қадамдары болаттың қаттылығына әсер етпесе, бұл не? Бұл сұраққа жауап беру бөлшектерді тесуді білдіреді. Бұл сұрақ тағы екі сұрақ тудырады: Қандай бөлшектер және қаншалықты жақын?
Болатты құрайтын дәндер туралы мәліметтер бірінші жауап болып табылады. Болат бастапқы болат диірменінде жасалғанда, ол бір ерекшелігі бар үлкен блокқа салқындамайды. Болат суыған кезде, болаттың молекулалары қар ұшқындарының пайда болу жолына ұқсас қайталанатын үлгілерде (кристалдар) ұйымдастырылады. Кристалдар пайда болғаннан кейін олар салқындатылған түйіршіктер немесе пластиналар деп аталатын топтарға айналады. дәндер өсуді тоқтатады, өйткені соңғы болат молекулалары дәндермен жұтылады. Мұның бәрі микроскопиялық деңгейде орын алады, себебі орташа өлшемді болат дәні шамамен 64 мкм немесе ені 0,0025 дюйм. Әрбір дән келесіге ұқсас болғанымен, олар бірдей емес. Олар өлшемі, бағдары және көміртегінің мазмұны бойынша аздап өзгереді, мысалы, болат түйіршіктерінің арасындағы интерфейс деп аталады. gue жарылған, ол дән шекаралары бойында сәтсіздікке ұшырайды.
Көзге түсетін түйіршіктерді көру үшін қаншалықты алысқа қарау керек? 100 есе үлкейту немесе адамның көру қабілетін 100 есе арттыру жеткілікті. Дегенмен, өңделмеген болатты 100 есе қуаттылықпен қарау көп нәрсені көрсетпейді. Үлгі үлгіні жылтырату және бетті нитроэтан этил деп аталатын қышқылмен (әдетте азот қышқылы мен спиртпен) сырлау арқылы дайындалады.
Дәл дәндер және олардың ішкі торлары соққыға төзімділігін, MYS, UTS және болат бұзылғанға дейін төтеп бере алатын ұзартуды анықтайды.
Жолақты ыстық және суықтай прокаттау сияқты болат құю қадамдары дәннің құрылымына кернеу береді;егер олар тұрақты түрде пішінін өзгертсе, бұл кернеу дәнді деформациялайды дегенді білдіреді. Болатты катушкаларға айналдыру, оны босату және болат дәндерін түтік диірмені арқылы деформациялау (құбырды қалыптастыру және өлшемі үшін) сияқты өңдеудің басқа қадамдары. Түтікшені оправкаға салқын түрде тарту да материалға қысым жасайды, сонымен қатар ілулі құрылымдардың ыдырауы сияқты өндіріс қадамдары деп аталады.
Жоғарыда айтылған қадамдар болаттың созылғыштығын төмендетеді, бұл оның созылу (тарту-ашық) кернеуіне төтеп беру қабілеті. Болат сынғыш болады, яғни онымен жұмыс істей берсең, оның сынуы ықтималдығы жоғары. Созылу икемділіктің бір құрамдас бөлігі болып табылады (сығылғыштық басқа). .Алайда болат сығымдау кезінде оңай деформацияланады – ол икемді, бұл артықшылық.
Бетонның қысымға төзімділігі жоғары, бірақ бетонмен салыстырғанда икемділігі төмен. Бұл қасиеттер болаттың қасиеттеріне қарама-қайшы келеді. Сондықтан жолдар, ғимараттар мен тротуарлар үшін қолданылатын бетон жиі арматурамен жабдықталады. Нәтиже екі материалдың беріктігі бар өнім болып табылады: кернеу кезінде болат берік, ал қысымда бетон.
Суық өңдеу кезінде болаттың икемділігі төмендеген сайын оның қаттылығы артады. Басқаша айтқанда, ол қатаяды. Жағдайға байланысты бұл пайдалы болуы мүмкін;дегенмен, оның кемшілігі болуы мүмкін, өйткені қаттылық сынғыштықпен теңестіріледі. Яғни, болат қаттырақ болған сайын оның серпімділігі азаяды;сондықтан оның сәтсіздікке ұшырау ықтималдығы жоғары.
Басқаша айтқанда, әрбір процесс қадамы құбырдың икемділігінің бір бөлігін тұтынады. Бөлшек жұмыс істеген сайын қиындай түседі, ал егер ол тым қатты болса, ол негізінен пайдасыз болады. Қаттылық сынғыштық болып табылады және сынғыш түтік пайдаланылған кезде істен шығуы мүмкін.
Өндірушінің бұл жағдайда қандай да бір нұсқалары бар ма? Қысқасы, иә. Бұл опция жасыту болып табылады және ол өте сиқырлы болмаса да, ол сиқырға мүмкіндігінше жақын.
Қарапайым тілмен айтқанда, жасыту металға физикалық кернеудің барлық әсерін жояды. Бұл процесс металды кернеуді жеңілдететін немесе қайта кристалдану температурасына дейін қыздырады, осылайша дислокацияларды жояды. Жасыту процесінде қолданылатын белгілі бір температура мен уақытқа байланысты, процесс осылайша оның иілгіштігінің бір бөлігін немесе барлығын қалпына келтіреді.
Күтімдеу және бақыланатын салқындату дәннің өсуіне ықпал етеді. Егер мақсат материалдың сынғыштығын азайту болса, бұл пайдалы, бірақ дәннің бақылаусыз өсуі металды тым жұмсартып, оны мақсатты пайдалану үшін жарамсыз етіп жіберуі мүмкін. Жасыту процесін тоқтату – тағы бір сиқырға жақын нәрсе. Қажетті температурада, қажетті уақытта сөндіру, болаттың қасиеттерін қажетті уақытта қалпына келтіруге мүмкіндік береді.
Қаттылық сипаттамасын алып тастауымыз керек пе? жоқ. Қаттылық сипаттамалары болат құбырларды көрсету кезінде ең алдымен анықтамалық нүкте ретінде құнды. Пайдалы өлшем, қаттылық құбырлы материалға тапсырыс бергенде көрсетілуі және алынған кезде тексерілуі керек (және әрбір жөнелтілімде жазылуы керек) бірнеше сипаттамалардың бірі болып табылады. Қаттылықты тексеру инспекция стандарты болған кезде, оның тиісті бақылау ауқымы және мәндері болуы керек.
Дегенмен, бұл материалдың біліктілік (қабылдау немесе қабылдамау) үшін шынайы сынағы емес. Қаттылыққа қоса, өндірушілер түтіктің қолданылуына байланысты MYS, UTS немесе ең аз ұзарту сияқты басқа сәйкес қасиеттерді анықтау үшін кейде жөнелтілімдерді сынап отыруы керек.
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 1990 жылы металл құбырлар өнеркәсібіне қызмет көрсетуге арналған бірінші журнал болды. Бүгінгі күні ол Солтүстік Америкадағы салаға арналған жалғыз басылым болып қала береді және құбыр мамандары үшін ең сенімді ақпарат көзі болды.
Енді FABRICATOR сандық басылымына толық қол жетімділік, құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізу.
The Tube & Pipe Journal сандық басылымы қазір толық қолжетімді, бұл құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізуді қамтамасыз етеді.
Металл штамптау нарығы үшін соңғы технологиялық жетістіктерді, озық тәжірибелерді және салалық жаңалықтарды ұсынатын STAMPING Journal сандық басылымына толық қол жеткізіңіз.
Операциялық тиімділікті арттыру және кірісті арттыру үшін қосымша өндірісті қалай пайдалануға болатынын білу үшін The Additive Report сандық басылымына толық қол жеткізіңіз.
Енді The Fabricator en Español сандық басылымына толық қол жетімділік, бағалы салалық ресурстарға оңай қол жеткізу.