Различни протоколи за тестирање (Бринел, Роквел, Викерс) имаат процедури специфични за проектот што се тестира. Тестот Роквел Т е погоден за проверка на светлосни ѕидни цевки со сечење на цевката по должина и тестирање на ѕидот од внатрешниот дијаметар наместо од надворешниот дијаметар.
Нарачувањето цевки е малку како да одите во салон за автомобили и да нарачате автомобил или камион. Денес, многуте достапни опции им овозможуваат на купувачите да го приспособат возилото на различни начини - внатрешни и надворешни бои, пакети за внатрешни украси, опции за стилизирање на надворешноста, избор на погонски склоп и аудио систем кој речиси му се спротивставува на системот за домашна забава.
Челичните цевки се токму тоа. Има илјадници опции или спецификации. Покрај димензиите, спецификацијата наведува хемиски и неколку механички својства, како што се минимална цврстина на отпуштање (MYS), крајна цврстина на истегнување (UTS) и минимално издолжување пред дефект. istic: цврстина.
Обидете се да нарачате автомобил по една карактеристика („Ми треба автомобил со автоматски менувач“) и нема да стигнете предалеку со продавачот. Тој мора да пополни формулар за нарачка со многу опции. Цевката е токму тоа – за да ја добие вистинската цевка за апликацијата, на производителот на цевките му требаат повеќе информации отколку само тврдоста.
Како тврдоста станува призната замена за други механички својства? Веројатно започна со производител на цевки. Бидејќи тестирањето на тврдоста е брзо, лесно и бара релативно евтина опрема, продавачите на цевки често користат тестирање на цврстина за да споредат две цевки. За да извршат тест на цврстина, потребна им е само мазна должина на цевката и држач за тестирање.
Тврдоста на цевката добро корелира со UTS, и по правило, процентите или процентуалните опсези се корисни во проценката на MYS, така што лесно е да се види како тестирањето на цврстина може да биде соодветен прокси за други својства.
Исто така, другите тестови се релативно сложени. Додека тестирањето на цврстина трае само една минута или така на една машина, MYS, UTS и тестирањето за издолжување бара подготовка на примерокот и значителна инвестиција во голема лабораториска опрема. За споредба, потребни се секунди за операторот на мелницата за цевки да изврши тест на цврстина и часови за професионален металуршки техничар да изврши тест за затегнување.
Ова не значи дека инженерските производители на цевки не користат тестирање на цврстина. Слободно може да се каже дека повеќето луѓе го користат тоа, но бидејќи прават проценки за повторливост и репродуктивност на мерачот на целата нивна опрема за тестирање, тие добро се свесни за ограничувањата на тестот. Повеќето ја користат проценката на тврдоста на цевките како дел од производниот процес, но не го користат за квантифицирање на својствата на положен тест/фаил.
Зошто треба да знаете за MYS, UTS и минималното издолжување? Тие покажуваат како цевката ќе се однесува при составувањето.
MYS е минималната сила што предизвикува трајна деформација на материјалот. Ако се обидете малку да свиткате права жица (како закачалка) и да го ослободите притисокот, ќе се случи една од двете работи: ќе се врати во првобитната состојба (право) или ќе остане свиткана. Ако е сè уште исправена, не сте поминале покрај MYS.
Сега, користете клешти за да ги прицврстите двата краја на жицата. Ако можете да ја раскинете жицата на два дела, тогаш сте над нејзиниот UTS. Ставате многу напнатост врз неа и имате две жици за да го покажете вашиот натчовечки напор. ознаки на точката на неуспех, но што и да е - концептот на жицата за влечење го илустрира UTS.
Примероците од челичните фотомикрографи треба да се сечат, полираат и гравираат со користење на благо кисел раствор (обично азотна киселина и алкохол (нитроетанол)) за да ги направат зрната видливи. Зголемувањето од 100x најчесто се користи за проверка на челичните зрна и одредување на големината на зрната.
Цврстината е тест за тоа како материјалот реагира на удар. Замислете да ставите кратко парче цевка во менгеме со назабени челусти и да ја завртите менгеме за да се затвори. Освен што ја израмнуваат цевката, челустите на менгемето оставаат и вдлабнатини на површината на цевката.
Така функционира тестот за цврстина, но не е толку груб. Овој тест има контролирана големина на удар и контролиран притисок. Овие сили ја деформираат површината, создавајќи вдлабнување или вдлабнување. Големината или длабочината на вдлабнувањето ја одредува тврдоста на металот.
За проценка на челикот, вообичаените тестови за цврстина се Бринел, Викерс и Роквел. Секој има своја скала, а некои имаат повеќе методи за тестирање, како што се Rockwell A, B и C. За челични цевки, ASTM спецификацијата A513 го упатува Rockwell B тестот (скратено како HRB или RB). оптоварување од 100 kgf. Типичен резултат за стандарден мек челик е HRB ​​60.
Научниците за материјали знаат дека тврдоста е линеарно поврзана со UTS. Затоа, дадена цврстина може да го предвиди UTS. Исто така, производителите на цевки знаат дека MYS и UTS се поврзани. инчи (PSI) и MYS од 80%, или 48.000 PSI.
Најчестата спецификација на цевката во општото производство е максималната цврстина. Покрај големината, инженерот се занимавал со специфицирање на заварена цевка со заварена електрична отпорност (ERW) во добар работен опсег, што може да резултира со максимална цврстина од евентуално HRB 60 што ќе го најде својот пат на цртежот на компонентата. Оваа одлука сама по себе води до голем број на конечни механички својства.
Прво, цврстината на HRB 60 не ни кажува многу. Читањето HRB 60 е бездимензионална бројка. Материјалот оценет со HRB 59 е помек од материјалот тестиран со HRB 60, а HRB 61 е потврд од HRB 60, но за колку? Не може да се квантификува како дебели (mea) (мерено во растојание во однос на времето) или UTS (мерено во фунти по квадратен инч). Читањето на HRB 60 не ни кажува ништо конкретно. Ова е својство на материјалот, но не и физичка карактеристика. Заснова на ова прашање е природата на тестот. Откако ќе се измери позицијата, таа не може да се измери по втор пат за да се потврдат резултатите. Повторливоста на тестот не е можна.
Ова не значи дека тестирањето на тврдоста е незгодно. Всушност, тоа обезбедува добар водич за UTS на материјалот, и тоа е брз и лесен тест за изведба. Сепак, секој што е вклучен во специфицирање, купување и производство на цевки треба да биде свесен за неговите ограничувања како тест параметар.
Бидејќи „нормалните“ цевки не се добро дефинирани, кога е потребно, производителите на цевки често ги стеснуваат на двата најчесто користени типа на челични цевки и цевки дефинирани во ASTM A513: 1008 и 1010. Дури и по елиминирање на сите други типови цевки, можностите во однос на механичките својства на овие два типа на цевки се најшироко отворени.
На пример, цевката се опишува како мека ако MYS е ниска, а издолжувањето е високо, што значи дека работи подобро при истегнување, отклонување и поставување отколку цевка опишана како тврда, која има релативно висок MYS и релативно мало издолжување.
Самото издолжување е уште еден фактор кој има значително влијание врз критичните апликации на цевките. Цевките со големо издолжување можат да издржат сили на истегнување;материјалите со мало издолжување се покршливи и затоа се повеќе склони кон катастрофални дефекти од типот на замор. Сепак, издолжувањето не е директно поврзано со UTS, што е единственото механичко својство директно поврзано со тврдоста.
Зошто механичките својства на цевките варираат толку многу? Прво, хемискиот состав е различен. Челикот е цврст раствор на железо и јаглерод и други важни легури. За едноставност, овде ќе се занимаваме само со процентите на јаглеродот. ero е многу посебен број кој произведува уникатни својства кога содржината на јаглерод во челикот е ултра ниска. ASTM 1010 одредува содржина на јаглерод помеѓу 0,08% и 0,13%. Овие разлики не изгледаат огромни, но тие се доволно големи за да направат голема разлика на друго место.
Второ, челичната цевка може да се фабрикува или фабрикува и последователно да се обработува во седум различни производствени процеси. ASTM A513 поврзана со производството на цевки за ERW наведува седум типа:
Ако хемискиот состав на челикот и фазите на производство на цевки немаат влијание врз тврдоста на челикот, што е тоа? Одговорот на ова прашање значи пробивање на деталите. Ова прашање поставува уште две прашања: Кои детали и колку блиску?
Деталите за зрната што го сочинуваат челикот се првиот одговор. Кога се прави челик во примарна челичарница, тој не се лади во огромен блок со една карактеристика. Како што челикот се лади, молекулите на челикот се организираат во повторливи обрасци (кристали), слично на тоа како се формираат снегулките. Откако ќе се формираат кристалите низ целата површина, тие се собираат или се собираат зрната. индустриите престануваат да растат бидејќи последните челични молекули се апсорбираат од зрната. Сето ова се случува на микроскопско ниво бидејќи просечната големина на зрното од челик е широко околу 64 µ или 0,0025 инчи. Додека секое зрно е слично на следното, тие не се исти. Тие малку се разликуваат по големина, ориентација и содржина на јаглерод. има тенденција да пропадне долж границите на зрната.
Колку далеку треба да погледнете за да видите видливи зрна? Доволно е зголемување од 100 пати или човечка визија 100 пати. Меѓутоа, само гледањето на нетретиран челик со 100 пати поголема моќност не открива многу. Примерокот се подготвува со полирање на примерокот и гравирање на површината со киселина (обично азотна киселина и алкохол) наречена нитроетхан.
Зрната и нивната внатрешна решетка ја одредуваат јачината на ударот, MYS, UTS и издолжувањето што може да го издржи челикот пред дефект.
Чекорите за правење челик, како топло и ладно валање на лентата, нанесуваат стрес во структурата на зрната;ако трајно ја менуваат формата, тоа значи дека напрегањето го деформира зрното. Други фази на обработка, како што се намотување на челикот во калеми, негово одвиткување и деформирање на челичните зрна низ мелница за цевки (за да се формира и големината на цевката).
Горенаведените чекори ја осиромашуваат еластичноста на челикот, што е неговата способност да го издржи напрегањето на затегнување (повлекување-отворање). Челикот станува кршлив, што значи дека има поголема веројатност да се скрши ако продолжите да работите на него. Издолжувањето е една компонента на еластичноста (компресибилноста е друга). Сепак, челикот лесно се деформира под притисок на притисок - тој е еластичен - што е предност.
Бетонот има висока јачина на притисок, но мала еластичност во споредба со бетонот. Овие својства се спротивни на оние на челикот. Затоа на бетонот што се користи за патишта, згради и тротоари често се поставува арматура.
При ладна работа, како што се намалува еластичноста на челикот, неговата цврстина се зголемува. Со други зборови, ќе се стврдне. Во зависност од ситуацијата, ова може да биде придобивка;сепак, тоа може да биде недостаток бидејќи тврдоста се поистоветува со кршливоста. Односно, како што челикот станува потврд, тој станува помалку еластичен;затоа, поверојатно е да пропадне.
Со други зборови, секој процесен чекор троши дел од еластичноста на цевката. Станува потешко како што делот работи, а ако е премногу тврд, во основа е бескорисен. Цврстината е кршливост, а кршливата цевка најверојатно ќе пропадне кога се користи.
Дали производителот има некои опции во овој случај? Накратко, да. Таа опција е жарење, и иако не е баш магична, таа е блиску до магија колку што можете да добиете.
Лаички кажано, жарењето ги отстранува сите ефекти од физичкиот стрес врз металот. Овој процес го загрева металот до температура за ослободување од стрес или рекристализација, со што се елиминираат дислокациите. Во зависност од специфичната температура и времето што се користи во процесот на жарење, процесот на тој начин враќа дел или целата негова еластичност.
Греењето и контролираното ладење го поттикнуваат растот на зрната. Ова е корисно ако целта е да се намали кршливоста на материјалот, но неконтролираното растење на зрната може премногу да го омекне металот, што ќе го направи неупотреблив за наменетата употреба. Запирањето на процесот на жарење е уште една речиси магична работа. Гаснењето на вистинската температура со вистинското време за гаснење доведува до брзо запирање на челикот.
Дали треба да ја отфрлиме спецификацијата за цврстина? бр. Карактеристиките на тврдоста се вредни првенствено како референтна точка при специфицирање на челични цевки. Корисна мерка, цврстината е една од неколкуте карактеристики што треба да се специфицираат при нарачка на цевчест материјал и да се проверат при приемот (и треба да се евидентираат со секоја пратка). Кога проверката на цврстината е стандардна вредност на инспекцијата и треба да има соодветен опсег на контрола.
Сепак, тоа не е вистински тест за квалификување (прифаќање или отфрлање) на материјалот. Покрај тврдоста, производителите треба повремено да ги тестираат пратките за да утврдат други релевантни својства, како што се MYS, UTS или минимално издолжување, во зависност од примената на цевката.
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 стана првото списание посветено на сервисирање на индустријата за метални цевки во 1990 година.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен пристап до вредните ресурси на индустријата.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal сега е целосно достапно, обезбедувајќи лесен пристап до вредните индустриски ресурси.
Уживајте во целосен пристап до дигиталното издание на STAMPING Journal, кое ги обезбедува најновите технолошки достигнувања, најдобри практики и индустриски вести за пазарот на метални печати.
Уживајте во целосен пристап до дигиталното издание на Извештајот за адитиви за да дознаете како може да се користи производството на адитиви за да се подобри оперативната ефикасност и да се зголеми профитот.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен пристап до вредните индустриски ресурси.