Dažādos testa protokolos (Brinell, Rockwell, Vickers) ir procedūras, kas raksturīgas pārbaudāmajam projektam. Rockwell T tests ir piemērots vieglo sienu cauruļu pārbaudei, pārgriežot cauruli gareniski un pārbaudot sienu no iekšējā diametra, nevis ārējā diametra.
Caurules pasūtīšana līdzinās došanās uz automašīnu izplatītāju un automašīnas vai kravas automašīnas pasūtīšanu. Mūsdienās daudzās pieejamās iespējas ļauj pircējiem pielāgot transportlīdzekli dažādos veidos — salona un eksterjera krāsas, iekšējās apdares paketes, ārējās apdares iespējas, spēka piedziņas izvēle un audio sistēma, kas gandrīz konkurē ar mājas izklaides sistēmu. Ņemot vērā visas šīs iespējas, jūs, iespējams, nebūsit standarts.
Tērauda caurules ir tieši tādas. Tam ir tūkstošiem iespēju vai specifikāciju. Papildus izmēriem specifikācijā ir norādītas ķīmiskās un vairākas mehāniskās īpašības, piemēram, minimālā tecēšanas robeža (MYS), maksimālā stiepes izturība (UTS) un minimālais pagarinājums pirms sabojāšanās. Tomēr daudzi šajā nozarē — inženieri, iepirkumu aģenti un ražotāji — izmanto pieņemtos nozares saīsinājumus, kas prasa tikai vienu raksturīgo "cauruļu" lietošanu.
Mēģiniet pasūtīt automašīnu pēc viena raksturlieluma (“Man vajag automašīnu ar automātisko pārnesumkārbu”), un jūs netiksiet pārāk tālu ar pārdevēju. Viņam ir jāaizpilda pasūtījuma veidlapa ar daudzām iespējām. Caurule ir tieši tāda – lai izvēlētos piemērotu cauruli, caurules ražotājam ir nepieciešama vairāk informācijas, ne tikai cietība.
Kā cietība kļūst par atzītu citu mehānisko īpašību aizstājēju? Iespējams, tas sākās ar cauruļu ražotāju. Tā kā cietības pārbaude ir ātra, vienkārša un tai ir nepieciešams salīdzinoši lēts aprīkojums, cauruļu pārdevēji bieži izmanto cietības testu, lai salīdzinātu divas caurules. Lai veiktu cietības testu, ir nepieciešams tikai gluds caurules garums un testa stends.
Caurules cietība labi korelē ar UTS, un parasti procenti vai procentu diapazoni ir noderīgi, lai novērtētu MYS, tāpēc ir viegli saprast, kā cietības pārbaude var būt piemērots aizstājējs citām īpašībām.
Arī citi testi ir salīdzinoši sarežģīti.Kamēr cietības pārbaude ar vienu iekārtu aizņem tikai aptuveni minūti, MYS, UTS un pagarinājuma pārbaudei ir nepieciešama parauga sagatavošana un ievērojams ieguldījums lielās laboratorijas iekārtās. Salīdzinājumam, cauruļu dzirnavu operatoram ir nepieciešamas sekundes, lai veiktu cietības pārbaudi, un stundas, lai profesionāls metalurģijas tehniķis veiktu stiepes pārbaudi. Cietības pārbaude nav grūta.
Tas nenozīmē, ka inženiertehniskie cauruļu ražotāji neizmanto cietības testēšanu. Var droši teikt, ka lielākā daļa cilvēku to dara, taču, tā kā viņi veic mērījumu atkārtojamības un reproducējamības novērtējumus visās savās testa iekārtās, viņi labi apzinās testa ierobežojumus. Lielākā daļa izmanto caurules cietības novērtēšanu kā daļu no ražošanas procesa, taču viņi to neizmanto, lai kvantitatīvi noteiktu caurules īpašību/nesekmīgu testu.
Kāpēc jums jāzina par MYS, UTS un minimālo pagarinājumu?Tie norāda, kā caurule izturēsies montāžas laikā.
MYS ir minimālais spēks, kas izraisa materiāla paliekošu deformāciju. Ja mēģināsit nedaudz saliekt taisnu stiepli (piemēram, mēteļa pakaramo) un atlaidīsit spiedienu, notiks viena no divām lietām: tas atgriezīsies sākotnējā stāvoklī (taisns) vai arī paliks saliekts. Ja tas joprojām ir taisns, jūs neesat ticis garām MYS. Ja tas joprojām ir saliekts, tas ir pārāk liels.
Tagad izmantojiet knaibles, lai saspiestu abus stieples galus.Ja varat saplēst vadu divās daļās, jūs esat pāri tā UTS.Jūs pieliekat tam lielu sasprindzinājumu, un jums ir divi vadi, lai parādītu savu pārcilvēcīgo piepūli.Ja sākotnējais stieples garums ir 5 collas un abi garumi pēc neveiksmes kopā ir 6 collas, vads tiek izstiepts 2 collas vai 2 collas. atteices punkts, bet neatkarīgi no tā – vilkšanas stieples koncepcija ilustrē UTS.
Tērauda mikrofotogrāfiju paraugi ir jāsagriež, jānopulē un jāiekodina, izmantojot viegli skābu šķīdumu (parasti slāpekļskābi un spirtu (nitroetanolu)), lai graudi būtu redzami. Tērauda graudu pārbaudei un graudu izmēra noteikšanai parasti izmanto 100x palielinājumu.
Cietība ir pārbaude, kas nosaka, kā materiāls reaģē uz triecienu. Iedomājieties, ka ieliekat īsu caurules gabalu skrūvspīlēs ar zobainām spīlēm un pagriežat skrūvspīles, lai tās aizvērtos. Papildus caurules saplacināšanai skrūvspīļu spīles arī atstāj iespiedumus caurules virsmā.
Šādi darbojas cietības tests, taču tas nav tik rupjš. Šim testam ir kontrolēts trieciena lielums un kontrolēts spiediens. Šie spēki deformē virsmu, radot ievilkumu vai ievilkumu. Ievilkuma izmērs vai dziļums nosaka metāla cietību.
Lai novērtētu tēraudu, parastie cietības testi ir Brinels, Vikerss un Rokvels. Katram no tiem ir sava skala, un dažām ir vairākas testa metodes, piemēram, Rokvela A, B un C. Tērauda caurulēm ASTM specifikācijā A513 ir atsauce uz Rokvela B testu (saīsināti kā HRB vai RB). Rokvela B tests mēra atšķirību starp tērauda priekšslodzi un nelielu tērauda priekšslodzi 6 collu diametrā. 100 kgf. Tipisks rezultāts standarta vieglajam tēraudam ir HRB 60.
Materiālu zinātnieki zina, ka cietība ir lineāri saistīta ar UTS. Tāpēc noteikta cietība var paredzēt UTS. Tāpat cauruļu ražotāji zina, ka MYS un UTS ir saistīti. Metinātām caurulēm MYS parasti ir 70% līdz 85% no UTS. Precīza summa ir atkarīga no caurules izgatavošanas procesa. HRB cietība ir saistīta ar 60 USP kvadrātiem, kas ir vienādi ar 0 unundiem. MYS 80% jeb 48 000 PSI.
Visizplatītākā cauruļu specifikācija vispārējā ražošanā ir maksimālā cietība. Papildus izmēram inženieris rūpējās par metinātas elektriskās pretestības metinātas (ERW) caurules noteikšanu labā darba diapazonā, kā rezultātā komponentu rasējumā varētu atrasties maksimālā cietība, kas, iespējams, HRB 60. Šis lēmums vien rada virkni galīgo mehānisko īpašību, tostarp pašu cietību.
Pirmkārt, HRB 60 cietība mums neko daudz neizsaka. Rādījums HRB 60 ir bezizmēra skaitlis. Materiāls, kas novērtēts ar HRB 59, ir mīkstāks nekā materiāls, kas pārbaudīts ar HRB 60, un HRB 61 ir cietāks par HRB 60, bet par cik? To nevar kvantitatīvi noteikt, piemēram, tilpumu (mēra ātrumā (izmēra inquerelatīvā attāluma posma mērīšanas mērvienībās). līdz laikam) vai UTS (mērīts mārciņās uz kvadrātcollu).HRB 60 nolasīšana mums neko konkrētu nepasaka.Šī ir materiāla īpašība, bet ne fiziska īpašība.Otrkārt, cietības pārbaude nav piemērota atkārtojamībai vai reproducējamībai.Divu vietu novērtēšana pārbaudāmajā paraugā, pat ja testa vietas ir tuvu viena otrai, ir ļoti lielas atšķirības. pēc tam, kad pozīcija ir izmērīta, to nevar izmērīt otrreiz, lai pārbaudītu rezultātus. Testa atkārtojamība nav iespējama.
Tas nenozīmē, ka cietības pārbaude ir neērta.Patiesībā tā sniedz labu ceļvedi materiāla UTS, un to var ātri un viegli veikt. Tomēr ikvienam, kas iesaistīts cauruļu norādīšanā, iegādē un ražošanā, ir jāapzinās tās ierobežojumi kā pārbaudes parametram.
Tā kā “parastā” caurule nav precīzi definēta, ja nepieciešams, cauruļu ražotāji to bieži sašaurina līdz diviem visbiežāk izmantotajiem tērauda cauruļu un cauruļu veidiem, kas definēti ASTM A513: 1008 un 1010. Pat pēc visu pārējo cauruļu veidu likvidēšanas šo divu cauruļu veidu mehānisko īpašību iespējas ir plašas. Patiesībā šiem cauruļu veidiem ir visplašākais jebkura veida mehānisko īpašību klāsts.
Piemēram, caurule tiek raksturota kā mīksta, ja MYS ir zema un pagarinājums ir augsts, kas nozīmē, ka tai ir labāki stiepes, izlieces un nostiprināšanas rādītāji nekā caurulei, kas raksturota kā cieta, kurai ir salīdzinoši augsts MYS un salīdzinoši zems pagarinājums. Tas ir līdzīgs atšķirībai starp mīksto un cieto stiepli, piemēram, pakaramie un urbji.
Pagarinājums pats par sevi ir vēl viens faktors, kas būtiski ietekmē kritiskos cauruļu lietojumus. Caurules ar augstu pagarinājumu var izturēt stiepes spēkus;Materiāli ar zemu pagarinājumu ir trauslāki un tāpēc vairāk pakļauti katastrofālām noguruma veida bojājumiem.Tomēr pagarinājums nav tieši saistīts ar UTS, kas ir vienīgā mehāniskā īpašība, kas tieši saistīta ar cietību.
Kāpēc cauruļu mehāniskās īpašības ir tik atšķirīgas?Pirmkārt, atšķiras ķīmiskais sastāvs.Tērauds ir ciets dzelzs, oglekļa un citu svarīgu sakausējumu šķīdums.Vienkāršības labad mēs šeit aplūkosim tikai oglekļa procentuālo daudzumu.Oglekļa atomi aizstāj dažus dzelzs atomus, veidojot tērauda kristālisko struktūru.ASTM 1008 ir visaptverošs ar oglekļa saturu no 0 līdz 0%. unikālas īpašības, ja oglekļa saturs tēraudā ir īpaši zems.ASTM 1010 nosaka oglekļa saturu no 0,08% līdz 0,13%.Šīs atšķirības nešķiet milzīgas, taču tās ir pietiekami lielas, lai radītu lielas atšķirības citur.
Otrkārt, tērauda cauruli var izgatavot vai izgatavot un pēc tam apstrādāt septiņos dažādos ražošanas procesos.ASTM A513 saistībā ar ERW cauruļu ražošanu ir uzskaitīti septiņi veidi:
Ja tērauda ķīmiskais sastāvs un cauruļu izgatavošanas posmi neietekmē tērauda cietību, kas tas ir? Atbildot uz šo jautājumu, ir jāmeklē detaļas. Šis jautājums rada vēl divus jautājumus: kādas ir detaļas un cik tuvu?
Sīkāka informācija par graudiem, kas veido tēraudu, ir pirmā atbilde.Kad tērauds tiek ražots primārajā tērauda rūpnīcā, tas neatdziest par milzīgu bloku ar vienu iezīmi.Tēraudam atdziestot, tērauda molekulas organizējas atkārtotos modeļos (kristālos), līdzīgi kā veidojas sniegpārsliņas. Pēc tam, kad veidojas kristāli, tie tiek apvienoti grupās, ko sauc par atdzistošiem graudiem vai graudu plāksnēm. jo graudi absorbē pēdējās tērauda molekulas.Tas viss notiek mikroskopiskā līmenī, jo vidējais tērauda graudu izmērs ir aptuveni 64 µ jeb 0,0025 collas plats.Kaut arī katrs graudiņš ir līdzīgs nākamajam, tie nav vienādi.Tie nedaudz atšķiras pēc izmēra, orientācijas un oglekļa satura.Saskarne starp graudiem tiek saukta par graudu plaisu robežām. neizdodas gar graudu robežām.
Cik tālu jāskatās, lai redzētu saskatāmus graudus?Pietiek ar 100x palielinājumu vai 100x cilvēka redzi.Tomēr, skatoties tikai uz neapstrādātu tēraudu ar 100x jaudu, neko daudz neatklāj.Paraugu sagatavo, pulējot paraugu un kodinot virsmu ar skābi (parasti slāpekļskābi un spirtu), ko sauc par ethannitro.
Tieši graudi un to iekšējais režģis nosaka triecienizturību, MYS, UTS un pagarinājumu, ko tērauds var izturēt pirms sabojāšanās.
Tērauda ražošanas posmi, piemēram, sloksnes karstā un aukstā velmēšana, rada spiedienu uz graudu struktūru;ja tie neatgriezeniski maina formu, tas nozīmē, ka spriedze deformē graudu.Citi apstrādes posmi, piemēram, tērauda satīšana ruļļos, ​​attīšana un tērauda graudu deformēšana caur cauruļu dzirnavām (lai veidotu un izmērītu cauruli).Aukstā cauruļu vilkšana uz serdeņa arī rada spiedienu uz materiālu, tāpat kā ražošanas darbības, piemēram, gala formēšana un locīšana.struktūru.Izmaiņas sauc par dislokāciju.
Iepriekš minētās darbības samazina tērauda elastību, kas ir tā spēja izturēt stiepes (atvēršanas) spriedzi. Tērauds kļūst trausls, kas nozīmē, ka, turpinot strādāt pie tā, tas, visticamāk, saplīsīs. Pagarinājums ir viena elastības sastāvdaļa (cita ir saspiežamība). Ir svarīgi saprast, ka atteice visbiežāk rodas stiepes sprieguma, nevis ļoti lielas stiepes slodzes laikā. tomēr tērauds viegli deformējas spiedes spriedzes ietekmē – tas ir kaļams – kas ir priekšrocība.
Betonam ir augsta spiedes izturība, bet zema elastība salīdzinājumā ar betonu.Šīs īpašības ir pretējas tērauda īpašībām.Tādēļ ceļiem, ēkām un ietvēm izmantotais betons bieži tiek aprīkots ar armatūras stieni. Rezultātā tiek iegūts produkts ar divu materiālu stiprību: tērauds ir izturīgs zem stiepes, bet zem spiediena - betons.
Aukstās apstrādes laikā, samazinoties tērauda elastībai, palielinās tā cietība. Citiem vārdiem sakot, tas sacietēs. Atkarībā no situācijas tas var būt ieguvums;tomēr tas var būt trūkums, jo cietība tiek pielīdzināta trauslumam. Tas ir, tēraudam kļūstot cietākam, tas kļūst mazāk elastīgs;tāpēc, visticamāk, tas neizdosies.
Citiem vārdiem sakot, katrs procesa posms patērē daļu no caurules elastības. Daļai darbojoties, tas kļūst grūtāks, un, ja tas ir pārāk ciets, tas būtībā ir bezjēdzīgi. Cietība ir trauslums, un trauslā caurule, visticamāk, neizdosies, ja to lieto.
Vai ražotājam šajā gadījumā ir kādas iespējas? Īsāk sakot, jā. Šī iespēja ir atkausēšana, un, lai gan tā nav gluži maģiska, tā ir tik tuvu maģijai, cik vien iespējams.
Nespeciālisti runājot, atkausēšana novērš visas fiziskās slodzes ietekmi uz metālu. Šis process uzkarsē metālu līdz spriedzes samazināšanas vai pārkristalizācijas temperatūrai, tādējādi novēršot dislokācijas. Atkarībā no īpašās temperatūras un laika, ko izmanto atkausēšanas procesā, process tādējādi atjauno daļu vai visu tā elastību.
Atkvēlināšana un kontrolēta dzesēšana veicina graudu augšanu. Tas ir noderīgi, ja mērķis ir samazināt materiāla trauslumu, bet nekontrolēta graudu augšana var pārāk mīkstināt metālu, padarot to nederīgu paredzētajam lietojumam. Atkausēšanas procesa apturēšana ir vēl viena gandrīz maģiska lieta. Rūdīšana pareizajā temperatūrā ar pareizo rūdīšanas līdzekli īstajā laikā ļauj ātri iegūt tērauda īpašības.
Vai jāatsakās no cietības specifikācijas? Nē. Cietības raksturlielumi galvenokārt ir vērtīgi kā atskaites punkts, norādot tērauda caurules. Noderīgs pasākums, cietība ir viens no vairākiem parametriem, kas jānorāda, pasūtot cauruļveida materiālu, un jāpārbauda pēc saņemšanas (un jāreģistrē kopā ar katru sūtījumu). Ja cietības pārbaude ir pārbaudes standarts, tai jābūt atbilstošām skalas vērtībām un kontroles diapazoniem.
Tomēr tas nav īsts materiāla kvalificēšanas (pieņemšanas vai noraidīšanas) tests. Papildus cietībai ražotājiem laiku pa laikam jāpārbauda sūtījumi, lai noteiktu citas būtiskas īpašības, piemēram, MYS, UTS vai minimālo pagarinājumu atkarībā no caurules pielietojuma.
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 kļuva par pirmo žurnālu, kas veltīts metāla cauruļu nozares apkalpošanai 1990. gadā. Mūsdienās tas joprojām ir vienīgais izdevums Ziemeļamerikā, kas veltīts šai nozarei, un ir kļuvis par visuzticamāko informācijas avotu cauruļu profesionāļiem.
Tagad ar pilnu piekļuvi The FABRICATOR digitālajam izdevumam, viegla piekļuve vērtīgiem nozares resursiem.
The Tube & Pipe Journal digitālais izdevums tagad ir pilnībā pieejams, nodrošinot vieglu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Izbaudiet pilnīgu piekļuvi STAMPING Journal digitālajam izdevumam, kas nodrošina jaunākos tehnoloģiskos sasniegumus, labāko praksi un nozares jaunumus metāla štancēšanas tirgum.
Izbaudiet pilnīgu piekļuvi The Additive Report digitālajam izdevumam, lai uzzinātu, kā piedevu ražošanu var izmantot, lai uzlabotu darbības efektivitāti un palielinātu peļņu.
Tagad ar pilnu piekļuvi The Fabricator en Español digitālajam izdevumam, viegla piekļuve vērtīgiem nozares resursiem.