Protokolle të ndryshme testimi (Brinell, Rockwell, Vickers) kanë procedura specifike për projektin në provë. Testi Rockwell T është i përshtatshëm për inspektimin e tubave të mureve të lehta duke e prerë tubin për së gjati dhe duke testuar murin nga diametri i brendshëm dhe jo nga diametri i jashtëm.
Porositja e një tubi është paksa si të shkosh në një përfaqësi makinash dhe të porosisësh një makinë ose kamion. Sot, opsionet e shumta të disponueshme i lejojnë blerësit të personalizojnë automjetin në mënyra të ndryshme - ngjyrat e brendshme dhe të jashtme, paketat e dekorimit të brendshëm, opsionet e stilit të jashtëm, zgjedhjet e motorit dhe një sistem audio që pothuajse rivalizon një sistem argëtimi në shtëpi. Duke pasur parasysh të gjitha këto opsione, mund të mos jeni standarde.
Tubat e çelikut janë pikërisht kaq. Ka mijëra opsione ose specifikime. Përveç dimensioneve, specifikimi liston vetitë kimike dhe disa mekanike, të tilla si forca e rendimentit minimal (MYS), qëndrueshmëria përfundimtare në tërheqje (UTS) dhe zgjatja minimale para dështimit. Megjithatë, shumë në industri - inxhinierë, agjentë blerës, dhe prodhuesit nuk pranojnë vetëm një karakter të shkurtër të gypave. istic: fortësi.
Provoni të porosisni një makinë sipas një karakteristike të vetme (“Kam nevojë për një makinë me transmision automatik”) dhe nuk do të shkoni shumë larg me një shitës. Ai duhet të plotësojë një formular porosie me shumë opsione. Tubi është pikërisht ai – për të marrë tubin e duhur për aplikimin, prodhuesit të tubave i nevojiten më shumë informacion sesa thjesht ngurtësia.
Si bëhet ngurtësia një zëvendësues i njohur për vetitë e tjera mekanike? Ndoshta filloi me një prodhues tubash. Për shkak se testimi i fortësisë është i shpejtë, i lehtë dhe kërkon pajisje relativisht të lira, shitësit e tubave shpesh përdorin testimin e fortësisë për të krahasuar dy tuba. Për të kryer një test fortësie, gjithçka që u nevojitet është një gjatësi e lëmuar tubi dhe një stendë testimi.
Fortësia e tubit lidhet mirë me UTS dhe, si rregull, përqindjet ose diapazoni i përqindjes janë të dobishëm në vlerësimin e MYS, kështu që është e lehtë të shihet se si testimi i fortësisë mund të jetë një përfaqësues i përshtatshëm për vetitë e tjera.
Gjithashtu, testet e tjera janë relativisht komplekse. Ndërsa testimi i fortësisë zgjat vetëm një minutë apo më shumë në një makinë të vetme, testimi MYS, UTS dhe zgjatimi kërkon përgatitjen e mostrës dhe investim të konsiderueshëm në pajisje të mëdha laboratorike. Si krahasim, duhen sekonda që një operatori i mullirit të tubave të kryejë një test fortësie dhe orë për një teknik profesionist metalurgjik për të kryer një test të fortë në tërheqje.
Kjo nuk do të thotë se prodhuesit e tubave të projektuar nuk përdorin testimin e fortësisë. Është e sigurt të thuhet se shumica e njerëzve e përdorin, por për shkak se ata bëjnë vlerësime të përsëritshmërisë dhe riprodhueshmërisë së matës në të gjitha pajisjet e tyre të provës, ata janë të vetëdijshëm për kufizimet e testit. Shumica e përdorin vlerësimin e fortësisë së tubit si pjesë të procesit të prodhimit, por ata nuk e përdorin atë për të përcaktuar sasinë e veçorive të kalimit të tubit/fail.
Pse duhet të dini për MYS, UTS dhe zgjatjen minimale? Ato tregojnë se si tubi do të sillet në montim.
MYS është forca minimale që shkakton deformim të përhershëm të materialit. Nëse përpiqeni të përkulni pak një tel të drejtë (si një varëse pallto) dhe të lironi presionin, do të ndodhë një nga dy gjërat: ai do të kthehet në gjendjen e tij origjinale (drejt) ose do të mbetet i përkulur. Nëse është ende i drejtë, nuk e keni kaluar MYS. Nëse e keni kaluar ende,
Tani, përdorni pincë për të mbërthyer të dy skajet e telit. Nëse mund ta grisni telin në dy pjesë, e keni tejkaluar UTS-në e tij. Ju vendosni shumë tension mbi të dhe keni dy tela për të treguar përpjekjen tuaj mbinjerëzore. Nëse gjatësia origjinale e telit është 5 inç dhe dy gjatësitë pas dështimit shtohen deri në 6 inç, teli është i shtrirë me 21 inç. shenjat e pikës së dështimit, por sido që të jetë - koncepti i telit tërheqës ilustron UTS.
Mostrat e fotomikrografëve të çelikut duhet të priten, të lëmohen dhe të gërmohen duke përdorur një zgjidhje me aciditet të lehtë (zakonisht acid nitrik dhe alkool (nitroetanol)) për t'i bërë kokrrat e dukshme. Zmadhimi 100x përdoret zakonisht për të inspektuar kokrrat e çelikut dhe për të përcaktuar madhësinë e kokrrizave.
Fortësia është një provë se si një material reagon ndaj goditjes. Imagjinoni të vendosni një copë tubi të shkurtër në një vizë me nofulla të dhëmbëzuara dhe ta ktheni atë për t'u mbyllur. Përveç rrafshimit të tubit, nofullat e vizës lënë gjithashtu dhëmbëza në sipërfaqen e tubit.
Kështu funksionon testi i fortësisë, por nuk është aq i përafërt. Ky provë ka një madhësi të kontrolluar të goditjes dhe presion të kontrolluar. Këto forca deformojnë sipërfaqen, duke krijuar një dhëmbëzim ose dhëmbëzim. Madhësia ose thellësia e dhëmbëzimit përcakton fortësinë e metalit.
Për vlerësimin e çelikut, testet e zakonshme të fortësisë janë Brinell, Vickers dhe Rockwell. Secila ka shkallën e vet dhe disa kanë metoda të shumta testimi, si Rockwell A, B dhe C. Për tubat e çelikut, Specifikimi ASTM A513 i referohet testit Rockwell B (shkurtuar si HRB ose RB). Testi Rockwell B mat diferencën e ngarkesës së çelikut 1/1 me një diametër të vogël prej çeliku me një stilolaps 1⁄1⁄ ngarkesa prej 100 kgf. Një rezultat tipik për çelikun standard të butë është HRB 60.
Shkencëtarët e materialeve e dinë se fortësia lidhet në mënyrë lineare me UTS. Prandaj, një fortësi e caktuar mund të parashikojë UTS. Po kështu, prodhuesit e tubave e dinë që MYS dhe UTS janë të lidhura. Për tubin e salduar, MYS është zakonisht 70% deri në 85% të UTS. Sasia e saktë varet nga procesi i bërjes së tubit. Fortësia e tubit shkon nga 6000 për 000. inç (PSI) dhe një MYS prej 80%, ose 48,000 PSI.
Specifikimi më i zakonshëm i tubit në prodhimin e përgjithshëm është ngurtësia maksimale. Përveç madhësisë, inxhinieri ishte i shqetësuar me specifikimin e një tubi të salduar me rezistencë elektrike të salduar (ERW) brenda një diapazoni të mirë pune, i cili mund të rezultojë në një fortësi maksimale prej ndoshta HRB 60 që të gjejë rrugën e saj në vizatimin e komponentit. Ky vendim vetëm çon në një sërë veçorish të fortësisë përfundimtare mekanike.
Së pari, fortësia e HRB 60 nuk na tregon shumë. Leximi HRB 60 është një numër pa dimensione. Materiali i vlerësuar me HRB 59 është më i butë se materiali i testuar me HRB 60, dhe HRB 61 është më i fortë se HRB 60, por me sa? Nuk mund të matet si në volum (me shumë) ity (e matur në distancë në raport me kohën), ose UTS (matur në paund për inç katror). Leximi i HRB 60 nuk na tregon asgjë specifike. Kjo është një veti e materialit, por jo një veti fizike. Së dyti, testimi i fortësisë nuk është i përshtatshëm për përsëritshmërinë ose riprodhueshmërinë. Vlerësimi i dy vendndodhjeve në një mostër të provës, edhe nëse rezultatet e provës janë të ndryshueshme në një vend të leximit të madh, edhe nëse rezultatet e provës janë të ndryshueshme. Themelimi i kësaj çështjeje është natyra e testit. Pasi të jetë matur një pozicion, ai nuk mund të matet për herë të dytë për të verifikuar rezultatet. Përsëritshmëria e testit nuk është e mundur.
Kjo nuk do të thotë se testimi i fortësisë është i papërshtatshëm. Në fakt, ai ofron një udhëzues të mirë për UTS-në e një materiali dhe është një test i shpejtë dhe i lehtë për t'u kryer. Megjithatë, të gjithë të përfshirë në specifikimin, blerjen dhe prodhimin e tubave duhet të jenë të vetëdijshëm për kufizimet e tij si një parametër testimi.
Për shkak se tubi "normal" nuk është i përcaktuar mirë, kur është e nevojshme, prodhuesit e tubave shpesh e ngushtojnë atë në dy llojet më të përdorura të tubave dhe tubave të çelikut të përcaktuara në ASTM A513: 1008 dhe 1010. Edhe pas eliminimit të të gjitha llojeve të tjera të tubave, mundësitë për sa i përket vetive mekanike të këtyre dy llojeve të tubave janë më të gjera.
Për shembull, një tub përshkruhet si i butë nëse MYS është i ulët dhe zgjatimi është i lartë, që do të thotë se funksionon më mirë në tërheqje, devijim dhe vendosje sesa një tub i përshkruar si i fortë, i cili ka një MYS relativisht të lartë dhe zgjatim relativisht të ulët. Kjo është e ngjashme me ndryshimin midis telit të butë dhe të fortë, të tilla si varëse rrobash dhe stërvitje.
Zgjatimi në vetvete është një faktor tjetër që ka një ndikim të rëndësishëm në aplikimet kritike të tubave. Tubat me zgjatim të lartë mund të përballojnë forcat tërheqëse;materialet me zgjatim të ulët janë më të brishtë dhe për këtë arsye më të prirur ndaj dështimeve katastrofike të tipit të lodhjes. Megjithatë, zgjatimi nuk lidhet drejtpërdrejt me UTS, e cila është e vetmja veti mekanike e lidhur drejtpërdrejt me fortësinë.
Pse vetitë mekanike të tubave ndryshojnë kaq shumë? Së pari, përbërja kimike është e ndryshme. Çeliku është një tretësirë ​​e ngurtë e hekurit dhe karbonit dhe lidhjeve të tjera të rëndësishme. Për thjeshtësi, këtu do të merremi vetëm me përqindjet e karbonit. Atomet e karbonit zëvendësojnë disa nga atomet e hekurit, duke formuar strukturën kristalore të çelikut. ASTM 1008% e shkallës së bonit është një shkallë primare prej 1008%. ero është një numër shumë i veçantë që prodhon veti unike kur përmbajtja e karbonit në çelik është jashtëzakonisht e ulët. ASTM 1010 specifikon një përmbajtje karboni midis 0.08% dhe 0.13%.Këto dallime nuk duken të mëdha, por ato janë mjaft të mëdha për të bërë një ndryshim të madh diku tjetër.
Së dyti, tubi i çelikut mund të fabrikohet ose fabrikohet dhe më pas të përpunohet në shtatë procese të ndryshme prodhimi.ASTM A513 lidhur me prodhimin e tubave ERW liston shtatë lloje:
Nëse përbërja kimike e çelikut dhe hapat e prodhimit të tubave nuk kanë efekt në fortësinë e çelikut, çfarë është? Përgjigjja në këtë pyetje do të thotë të këqyrësh detajet. Kjo pyetje ngre dy pyetje të tjera: Cilat detaje dhe sa afër?
Detajet rreth kokrrave që përbëjnë çelikun janë përgjigja e parë. Kur çeliku prodhohet në një fabrikë çeliku parësore, ai nuk ftohet në një bllok të madh me një veçori të vetme. Ndërsa çeliku ftohet, molekulat e çelikut organizohen në modele të përsëritura (kristale), të ngjashme me mënyrën se si formohen floket e borës. indet ndalojnë së rrituri pasi molekulat e fundit të çelikut absorbohen nga kokrrat. E gjithë kjo ndodh në nivel mikroskopik sepse kokrriza e madhësisë mesatare të çelikut është rreth 64 µ ose 0,0025 inç e gjerë. Ndërsa secila kokërr është e ngjashme me tjetrën, ato nuk janë të njëjta. Ato ndryshojnë pak në madhësi, orientim dhe përmbajtjen e karbonit. priret të dështojë përgjatë kufijve të kokrrave.
Sa larg duhet të shikoni për të parë kokrra të dallueshme? Mjafton zmadhimi 100x, ose shikimi 100x i njeriut. Megjithatë, vetëm shikimi i çelikut të patrajtuar me 100 herë më shumë fuqi nuk zbulon shumë. Mostra përgatitet duke lustruar kampionin dhe duke e gravuar sipërfaqen me një acid (zakonisht acid nitrik dhe alkool) i quajtur etchant nitroethanol.
Janë kokrrizat dhe rrjeta e tyre e brendshme që përcaktojnë forcën e goditjes, MYS, UTS dhe zgjatjen që mund të përballojë një çelik përpara dështimit.
Hapat e prodhimit të çelikut, të tilla si rrokullisja e nxehtë dhe e ftohtë e shiritit, ushtrojnë stres në strukturën e kokrrizave;nëse ndryshojnë përgjithmonë formën, kjo do të thotë se sforcimi e deformon kokrrën. Hapat e tjerë të përpunimit, si p.sh. mbështjellja e çelikut në mbështjellje, zbërthimi i tij dhe deformimi i kokrrave të çelikut përmes një mulli me tuba (për të formuar dhe përmasuar tubin). Tërheqja e tubit në mandrelë gjithashtu ushtron presion mbi materialin, siç quhen fazat e prodhimit dhe formimet e tilla si struktura në fund.
Hapat e mësipërm e shterojnë duktilitetin e çelikut, që është aftësia e tij për t'i bërë ballë stresit në tërheqje (tërheqje-hapje). Çeliku bëhet i brishtë, që do të thotë se ka më shumë gjasa të thyhet nëse vazhdoni të punoni me të. Zgjatimi është një komponent i duktilitetit (ngjyeshmëria është një tjetër). Është e rëndësishme të kuptohet se dështimi më së shpeshti ndodh gjatë stresit në tërheqje, sepse kapaciteti i rezistencës në tërheqje është shumë i lartë. Megjithatë, çeliku deformohet lehtësisht nën stresin e shtypjes - është duktil - gjë që është një avantazh.
Betoni ka rezistencë të lartë në shtypje, por duktilitet të ulët në krahasim me betonin. Këto veti janë të kundërta me ato të çelikut. Kjo është arsyeja pse betoni i përdorur për rrugë, ndërtesa dhe trotuare shpesh pajiset me armaturë. Rezultati është një produkt me qëndrueshmërinë e dy materialeve: nën tension, çeliku është i fortë dhe nën presion, betoni.
Gjatë punës së ftohtë, me zvogëlimin e duktilitetit të çelikut, fortësia e tij rritet. Me fjalë të tjera, ai do të ngurtësohet. Në varësi të situatës, ky mund të jetë një përfitim;megjithatë, mund të jetë një disavantazh pasi fortësia barazohet me brishtësinë. Kjo do të thotë, ndërsa çeliku bëhet më i fortë, ai bëhet më pak elastik;prandaj ka më shumë gjasa të dështojë.
Me fjalë të tjera, çdo hap i procesit konsumon një pjesë të duktilitetit të tubit. Bëhet më e vështirë ndërsa pjesa punon, dhe nëse është shumë e vështirë, në thelb është e padobishme. Fortësia është brishtësia dhe një tub i brishtë ka të ngjarë të dështojë kur përdoret.
A ka prodhuesi ndonjë opsion në këtë rast? Shkurtimisht, po. Ky opsion është i pjekjes, dhe megjithëse nuk është mjaft magjik, është aq afër magjisë sa mund të merrni.
Në terma laik, pjekja heq të gjitha efektet e stresit fizik në metal. Ky proces e ngroh metalin në një temperaturë lehtësimi të stresit ose rikristalizimi, duke eliminuar kështu dislokimet. Në varësi të temperaturës specifike dhe kohës së përdorur në procesin e pjekjes, procesi rikthen kështu një pjesë ose të gjithë duktilitetin e tij.
Pjekja dhe ftohja e kontrolluar nxisin rritjen e kokrrave. Kjo është e dobishme nëse qëllimi është të zvogëlohet brishtësia e materialit, por rritja e pakontrolluar e kokrrizave mund ta zbusë shumë metalin, duke e bërë atë të papërdorshëm për përdorimin e synuar. Ndalimi i procesit të pjekjes është një tjetër gjë thuajse magjike. Shuarja në temperaturën e duhur me cilësinë e duhur të ndalimit të çelikut në kohën e duhur për të marrë rekuperimin e shpejtë të çelikut.
A duhet të heqim specifikimin e fortësisë? nr. Karakteristikat e fortësisë janë të vlefshme kryesisht si pikë referimi kur specifikojmë tubacionet e çelikut. Një masë e dobishme, fortësia është një nga disa karakteristika që duhet të specifikohet kur porositet materiali tubular dhe të kontrollohet pas marrjes (dhe duhet të regjistrohet me secilën dërgesë). Kur inspektimi i fortësisë është vlera standarde e inspektimit dhe duhet të ketë diapazonin e duhur të kontrollit.
Megjithatë, nuk është një provë e vërtetë për kualifikimin (pranimin ose refuzimin) e materialit. Përveç fortësisë, prodhuesit duhet herë pas here të testojnë dërgesat për të përcaktuar vetitë e tjera përkatëse, si MYS, UTS ose zgjatjen minimale, në varësi të aplikimit të tubit.
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 u bë revista e parë e dedikuar për t'i shërbyer industrisë së tubave metalikë në vitin 1990. Sot, ajo mbetet i vetmi botim në Amerikën e Veriut kushtuar industrisë dhe është bërë burimi më i besueshëm i informacionit për profesionistët e tubave.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të FABRICATOR, qasje e lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Edicioni dixhital i The Tube & Pipe Journal është tashmë plotësisht i aksesueshëm, duke siguruar qasje të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Shijoni akses të plotë në edicionin dixhital të STAMPING Journal, i cili ofron avancimet më të fundit teknologjike, praktikat më të mira dhe lajmet e industrisë për tregun e stampimit të metaleve.
Shijoni akses të plotë në edicionin dixhital të Raportit Shtues për të mësuar se si mund të përdoret prodhimi i aditivëve për të përmirësuar efikasitetin operacional dhe për të rritur fitimet.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të The Fabricator en Español, akses i lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.