Ang iba't ibang test protocol (Brinell, Rockwell, Vickers) ay may mga pamamaraang partikular sa proyektong sinusuri. Ang Rockwell T test ay angkop para sa pag-inspeksyon ng mga light wall tubes sa pamamagitan ng pagputol ng tubo nang pahaba at pagsubok sa dingding mula sa panloob na diameter kaysa sa panlabas na diameter.
Ang pag-order ng tubing ay medyo katulad ng pagpunta sa isang dealership ng kotse at pag-order ng kotse o trak. Ngayon, ang maraming opsyon na available ay nagbibigay-daan sa mga mamimili na i-customize ang sasakyan sa iba't ibang paraan — mga kulay sa loob at labas, mga interior trim package, mga opsyon sa pag-istilo sa labas, mga pagpipilian sa powertrain, at isang audio system na halos kalaban ng isang home entertainment system. Dahil sa lahat ng opsyong ito, maaaring hindi ka masiyahan sa isang standard na sasakyan.
Ganoon lang ang mga steel pipe. Mayroon itong libu-libong opsyon o detalye. Bilang karagdagan sa mga dimensyon, naglilista ang detalye ng kemikal at ilang mekanikal na katangian tulad ng minimum yield strength (MYS), ultimate tensile strength (UTS), at minimum elongation bago mabigo.Gayunpaman, marami sa industriya—mga inhinyero, purchasing agent, at manufacturer—gumagamit ng tinatanggap na paggamit ng mga shorthand sa industriya na nangangailangan ng "normal" na katangian ng industriya na nangangailangan lamang ng husay sa industriya.
Subukang mag-order ng kotse ayon sa iisang katangian ("Kailangan ko ng kotse na may awtomatikong pagpapadala") at hindi ka malalayo sa isang tindero. Kailangan niyang punan ang isang order form na may maraming mga opsyon. Iyon lang ang pipe – upang makuha ang tamang pipe para sa aplikasyon, ang tagagawa ng pipe ay nangangailangan ng higit pang impormasyon kaysa sa tigas lamang.
Paano nagiging kinikilalang kapalit ang hardness para sa iba pang mga mekanikal na katangian? Marahil nagsimula ito sa isang pipe producer.Dahil ang hardness testing ay mabilis, madali, at nangangailangan ng medyo murang kagamitan, ang mga tube salespeople ay kadalasang gumagamit ng hardness testing upang ihambing ang dalawang tubes.Upang magsagawa ng hardness test, ang kailangan lang nila ay isang makinis na haba ng pipe at isang test stand.
Ang tigas ng tubo ay mahusay na nauugnay sa UTS, at bilang isang panuntunan ng thumb, ang mga porsyento o mga hanay ng porsyento ay nakakatulong sa pagtantya ng MYS, kaya madaling makita kung paano maaaring maging angkop na proxy para sa iba pang mga katangian ang hardness testing.
Gayundin, ang ibang mga pagsubok ay medyo kumplikado. Habang ang hardness testing ay tumatagal lamang ng isang minuto o higit pa sa isang makina, ang MYS, UTS at elongation testing ay nangangailangan ng paghahanda ng sample at makabuluhang pamumuhunan sa malalaking kagamitan sa laboratoryo. Bilang paghahambing, tumatagal ng ilang segundo para sa isang tube mill operator na magsagawa ng hardness test at mga oras para sa isang propesyonal na metalurgical technician na magsagawa ng isang tensile test. Hindi mahirap magsagawa ng hardness check.
Hindi ito nangangahulugan na ang mga engineered pipe manufacturer ay hindi gumagamit ng hardness testing. Ligtas na sabihin na karamihan sa mga tao ay gumagawa, ngunit dahil sila ay gumagawa ng gage repeatability at reproducibility assessments sa lahat ng kanilang test equipment, alam na alam nila ang mga limitasyon ng pagsubok.
Bakit kailangan mong malaman ang tungkol sa MYS, UTS at minimum elongation? Ipinapahiwatig nila kung paano kikilos ang tubo sa pagpupulong.
Ang MYS ay ang pinakamababang puwersa na nagdudulot ng permanenteng pagpapapangit ng materyal. Kung susubukan mong ibaluktot nang bahagya ang isang tuwid na wire (tulad ng isang sabitan ng amerikana) at bitawan ang presyon, isa sa dalawang bagay ang mangyayari: ito ay babalik sa orihinal nitong estado (tuwid) o mananatili itong baluktot. Kung ito ay tuwid pa rin, hindi mo pa nalalampasan ang MYS. Kung ito ay nakayuko pa rin, nalampasan mo na ito.
Ngayon, gumamit ng mga pliers para i-clamp ang magkabilang dulo ng wire. Kung mapupunit mo ang wire sa dalawang piraso, lampas ka na sa UTS nito. Nilagyan mo ito ng matinding tensyon at mayroon kang dalawang wire upang ipakita ang iyong superhuman na pagsisikap. Kung ang orihinal na haba ng wire ay 5 pulgada, at ang dalawang haba pagkatapos ng pagkabigo ay magdadagdag ng hanggang 6 na pulgada, ang wire ay nababanat sa loob ng 20 pulgadang bagsak. , ngunit anuman – ang konsepto ng pull wire ay naglalarawan sa UTS.
Ang mga sample ng bakal na photomicrograph ay kailangang putulin, pulido, at ukit gamit ang isang bahagyang acidic na solusyon (karaniwan ay nitric acid at alkohol (nitroethanol)) upang makita ang mga butil. Ang 100x magnification ay karaniwang ginagamit upang suriin ang mga butil ng bakal at matukoy ang laki ng butil.
Ang katigasan ay isang pagsubok kung paano tumutugon ang materyal sa epekto. Isipin ang paglalagay ng isang maikling piraso ng tubo sa isang vise na may serrated jaws at pinipihit ang vise upang isara.
Ganyan gumagana ang hardness test, ngunit hindi ito ganoon kagaspang.
Para sa pagsusuri ng bakal, ang mga karaniwang hardness test ay Brinell, Vickers, at Rockwell. Ang bawat isa ay may sariling sukat, at ang ilan ay may maraming paraan ng pagsubok, gaya ng Rockwell A, B, at C. Para sa mga steel pipe, tinutukoy ng ASTM Specification A513 ang Rockwell B test (pinaikli bilang HRB o RB). 100 kgf. Ang karaniwang resulta para sa karaniwang mild steel ay HRB 60.
Alam ng mga siyentista ng materyal na ang katigasan ay linear na nauugnay sa UTS. Samakatuwid, ang isang ibinigay na katigasan ay maaaring mahulaan ang UTS. Gayundin, alam ng mga tagagawa ng tubo na ang MYS at UTS ay magkaugnay. Para sa welded pipe, ang MYS ay karaniwang 70% hanggang 85% ng UTS. Ang eksaktong halaga ay depende sa proseso ng paggawa ng tubo. at isang MYS na 80%, o 48,000 PSI.
Ang pinakakaraniwang detalye ng pipe sa pangkalahatang pagmamanupaktura ay ang pinakamataas na tigas. Bilang karagdagan sa laki, ang inhinyero ay nag-aalala sa pagtukoy ng isang welded electric resistance welded (ERW) pipe sa loob ng isang mahusay na saklaw ng pagtatrabaho, na maaaring magresulta sa maximum na tigas na posibleng HRB 60 na makahanap ng paraan sa pagguhit ng bahagi. Ang desisyong ito lamang ay humahantong sa isang hanay ng mga huling mekanikal na katangian, kabilang ang katigasan mismo.
Una, ang tigas ng HRB 60 ay hindi gaanong nagsasabi sa amin. Ang binabasang HRB 60 ay isang walang sukat na numero. Ang materyal na sinusuri sa HRB 59 ay mas malambot kaysa sa materyal na sinuri gamit ang HRB 60, at ang HRB 61 ay mas mahirap kaysa sa HRB 60, ngunit sa kung magkano? o UTS (sinusukat sa pounds per square inch). Ang pagbabasa ng HRB 60 ay hindi nagsasabi sa amin ng anumang partikular na bagay. Isa itong katangian ng materyal, ngunit hindi isang pisikal na katangian. Pangalawa, ang hardness testing ay hindi angkop para sa repeatability o reproducibility. Pagsusuri ng dalawang lokasyon sa isang test specimen, kahit na ang mga lokasyon ng pagsubok ay malapit sa isa't isa, kadalasang nagreresulta sa isang malaking pagkakaiba-iba ng pagbabasa. , hindi ito masusukat sa pangalawang pagkakataon upang i-verify ang mga resulta. Hindi posible ang pag-uulit ng pagsubok.
Hindi ito nangangahulugan na ang hardness testing ay hindi maginhawa. Sa katunayan, ito ay nagbibigay ng isang mahusay na gabay para sa isang materyal na UTS, at ito ay isang mabilis at madaling pagsubok na isasagawa. Gayunpaman, lahat ng kasangkot sa pagtukoy, pagbili at pagmamanupaktura ng mga tubo ay dapat magkaroon ng kamalayan sa mga limitasyon nito bilang isang parameter ng pagsubok.
Dahil ang "normal" na tubo ay hindi mahusay na tinukoy, kapag kinakailangan, ang mga tagagawa ng pipe ay kadalasang nagpapaliit nito sa dalawang pinakakaraniwang ginagamit na steel pipe at mga uri ng tubo na tinukoy sa ASTM A513: 1008 at 1010. Kahit na pagkatapos na alisin ang lahat ng iba pang uri ng tubo, ang mga posibilidad sa mga tuntunin ng mekanikal na katangian ng dalawang uri ng tubo na ito ay malawak na bukas.
Halimbawa, ang isang tubo ay inilalarawan bilang malambot kung ang MYS ay mababa at ang elongation ay mataas, na nangangahulugan na ito ay gumaganap nang mas mahusay sa tensile, deflection at set kaysa sa isang tube na inilarawan bilang matigas, na may medyo mataas na MYS at medyo mababa ang elongation. Ito ay katulad ng pagkakaiba sa pagitan ng malambot at matigas na wire, tulad ng coat hanger at drills.
Ang pagpahaba mismo ay isa pang salik na may malaking epekto sa mga kritikal na aplikasyon ng tubo. Ang mga tubo na may mataas na pagpahaba ay maaaring makatiis sa mga puwersa ng makunat;ang mga materyales na may mababang pagpahaba ay mas malutong at samakatuwid ay mas madaling kapitan ng sakuna na mga pagkabigo sa uri ng pagkapagod. Gayunpaman, ang pagpahaba ay hindi direktang nauugnay sa UTS, na siyang tanging mekanikal na katangian na direktang nauugnay sa katigasan.
Bakit iba-iba ang mekanikal na katangian ng mga tubo? Una, ang kemikal na komposisyon ay iba. Ang bakal ay isang solidong solusyon ng bakal at carbon at iba pang mahahalagang haluang metal. Para sa pagiging simple, haharapin lamang natin ang mga porsyento ng carbon dito. Pinapalitan ng mga carbon atoms ang ilan sa mga atomo ng bakal, na bumubuo ng kristal na istraktura ng bakal. Ang ASTM 1008 ay isang all-encompassing 0.0% na nilalamang pangunahing 0%. mga katangian kapag ang nilalaman ng carbon sa bakal ay napakababa. Tinutukoy ng ASTM 1010 ang isang nilalaman ng carbon sa pagitan ng 0.08% at 0.13%.Mukhang hindi napakalaki ng mga pagkakaibang ito, ngunit sapat ang mga ito upang makagawa ng malaking pagkakaiba sa ibang lugar.
Pangalawa, ang bakal na tubo ay maaaring gawa-gawa o gawa-gawa at pagkatapos ay iproseso sa pitong magkakaibang proseso ng pagmamanupaktura. Ang ASTM A513 na nauugnay sa produksyon ng ERW pipe ay naglilista ng pitong uri:
Kung ang kemikal na komposisyon ng bakal at ang mga hakbang sa pagmamanupaktura ng tubo ay walang epekto sa tigas ng bakal, ano ang? Ang pagsagot sa tanong na ito ay nangangahulugan ng pag-aaral sa mga detalye. Ang tanong na ito ay humihingi ng dalawa pang tanong: Anong mga detalye, at gaano kalapit?
Ang mga detalye tungkol sa mga butil na bumubuo sa bakal ay ang unang sagot. Kapag ang bakal ay ginawa sa isang pangunahing gilingan ng bakal, hindi ito lumalamig sa isang malaking bloke na may iisang katangian. Habang lumalamig ang bakal, ang mga molekula ng bakal ay nag-oorganisa sa paulit-ulit na mga pattern (mga kristal), katulad ng kung paano nabuo ang mga snowflake. Pagkatapos mabuo ang mga kristal, sila ay pinagsama-sama sa mga grupong tinatawag na lumalamig na mga butil, A habang ang mga butil ay humihinto sa pag-unlad ng mga butil. Ang mga huling molekula ng bakal ay nasisipsip ng mga butil. Nangyayari ang lahat ng ito sa mikroskopikong antas dahil ang average na laki ng butil ng bakal ay humigit-kumulang 64 µ o 0.0025 pulgada ang lapad. Bagama't ang bawat butil ay katulad sa susunod, hindi sila pareho. Ang mga ito ay bahagyang nag-iiba sa laki, oryentasyon at nilalaman ng carbon. Ang interface sa pagitan ng mga butil ng bakal ay tinatawag na dahil sa pagkabigo ng butil, halimbawa, sa hangganan ng butil. ries.
Gaano kalayo ang kailangan mong tingnan para makita ang mga butil na nakikita? Ang 100x na magnification, o 100x na paningin ng tao, ay sapat na. Gayunpaman, ang pagtingin lamang sa hindi ginagamot na bakal sa 100 beses na lakas ay hindi gaanong nagpapakita ng lakas. Inihahanda ang sample sa pamamagitan ng pag-polishing ng sample at pag-ukit sa ibabaw gamit ang isang acid (karaniwang nitric acid at alkohol) na tinatawag na nitroethanol etchant.
Ang mga butil at ang kanilang panloob na sala-sala ang tumutukoy sa lakas ng epekto, MYS, UTS at pagpahaba na maaaring mapaglabanan ng bakal bago mabigo.
Ang mga hakbang sa paggawa ng bakal, tulad ng mainit at malamig na pag-roll ng strip, ay naglalagay ng diin sa istraktura ng butil;kung permanente silang nagbabago ng hugis, nangangahulugan ito na binabago ng stress ang butil. Ang iba pang mga hakbang sa pagpoproseso, tulad ng pag-coiling ng bakal sa mga coils, pag-uncoil nito, at pag-deform ng mga butil ng bakal sa pamamagitan ng tube mill (upang mabuo at sukat ang tubo).
Ang mga hakbang sa itaas ay nauubos ang ductility ng bakal, na kung saan ay ang kakayahan nitong makayanan ang tensile (pull-open) stress. Nagiging malutong ang bakal, na nangangahulugang mas malamang na masira ito kung patuloy mong gagawin ito. Ang elongation ay isang bahagi ng ductility (isa pa ang compressibility). , ang bakal ay madaling mag-deform sa ilalim ng compressive stress - ito ay ductile - na isang kalamangan.
Ang kongkreto ay may mataas na compressive strength ngunit mababa ang ductility kumpara sa kongkreto.Ang mga katangiang ito ay kabaligtaran sa mga ng bakal.Iyon ang dahilan kung bakit ang kongkretong ginagamit para sa mga kalsada, gusali at bangketa ay madalas na nilagyan ng rebar.Ang resulta ay isang produkto na may lakas ng dalawang materyales: sa ilalim ng pag-igting, ang bakal ay malakas, at sa ilalim ng presyon, kongkreto.
Sa panahon ng malamig na pagtatrabaho, habang bumababa ang ductility ng bakal, tumataas ang katigasan nito. Sa madaling salita, ito ay titigas. Depende sa sitwasyon, maaaring ito ay isang benepisyo;gayunpaman, ito ay maaaring isang disbentaha dahil ang katigasan ay katumbas ng brittleness. Ibig sabihin, habang ang bakal ay nagiging mas matigas, ito ay nagiging hindi gaanong nababanat;samakatuwid, ito ay mas malamang na mabigo.
Sa madaling salita, ang bawat hakbang sa proseso ay kumokonsumo ng ilan sa ductility ng tubo. Lalong tumitigas ito habang gumagana ang bahagi, at kung ito ay masyadong matigas ito ay karaniwang walang silbi. Ang tigas ay brittleness, at ang isang malutong na tubo ay malamang na mabigo kapag ginamit.
Ang tagagawa ba ay may anumang mga pagpipilian sa kasong ito? Sa madaling salita, oo. Ang pagpipiliang iyon ay pagsusubo, at bagama't hindi ito kaakit-akit, ito ay malapit sa mahika hangga't maaari mong makuha.
Sa mga termino ng karaniwang tao, inaalis ng annealing ang lahat ng epekto ng pisikal na stress sa metal. Pinapainit ng prosesong ito ang metal sa isang stress-relief o temperatura ng recrystallization, sa gayon ay inaalis ang mga dislokasyon.
Ang pagsusubo at kontroladong paglamig ay nagtataguyod ng paglaki ng butil. Ito ay kapaki-pakinabang kung ang layunin ay bawasan ang brittleness ng materyal, ngunit ang hindi makontrol na paglaki ng butil ay maaaring masyadong lumambot sa metal, na nagiging dahilan upang hindi ito magamit para sa layunin nitong paggamit. Ang paghinto sa proseso ng pagsusubo ay isa pang halos mahiwagang bagay.
Dapat ba nating i-drop ang hardness specification?no. Ang mga katangian ng hardness ay mahalaga lalo na bilang isang reference point kapag tinutukoy ang mga steel pipe. Isang kapaki-pakinabang na sukatan, ang tigas ay isa sa ilang mga katangian na dapat tukuyin kapag nag-order ng tubular na materyal at suriin sa oras na matanggap (at dapat itala sa bawat kargamento).
Gayunpaman, ito ay hindi isang tunay na pagsubok para sa pagiging kwalipikado (pagtanggap o pagtanggi) na materyal. Bilang karagdagan sa katigasan, ang mga tagagawa ay dapat paminsan-minsang subukan ang mga pagpapadala upang matukoy ang iba pang nauugnay na mga katangian, tulad ng MYS, UTS, o pinakamababang pagpapahaba, depende sa paggamit ng tubo.
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.
Ang Tube & Pipe Journal ang naging unang magazine na nakatuon sa paglilingkod sa industriya ng metal pipe noong 1990. Ngayon, nananatili itong nag-iisang publikasyon sa North America na nakatuon sa industriya at naging pinakapinagkakatiwalaang mapagkukunan ng impormasyon para sa mga propesyonal sa pipe.
Ngayon na may ganap na access sa digital na edisyon ng The FABRICATOR, madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Ang digital na edisyon ng The Tube & Pipe Journal ay ganap nang naa-access, na nagbibigay ng madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Tangkilikin ang ganap na access sa digital na edisyon ng STAMPING Journal, na nagbibigay ng mga pinakabagong teknolohikal na pagsulong, pinakamahuhusay na kagawian at balita sa industriya para sa metal stamping market.
I-enjoy ang ganap na access sa digital na edisyon ng The Additive Report para matutunan kung paano magagamit ang additive manufacturing para pahusayin ang operational efficiency at pataasin ang kita.
Ngayon na may ganap na access sa digital na edisyon ng The Fabricator en Español, madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.