Çdo protokoll testimi (Brinell, Rockwell, Vickers) ka procedura specifike për objektin në provë.Testi t Rockwell është i dobishëm për testimin e tubave me mure të hollë duke prerë tubin për së gjati dhe duke kontrolluar murin e tubit nga diametri i brendshëm dhe jo nga diametri i jashtëm.
Porositja e tubave është paksa si të shkosh në një përfaqësi makinash dhe të porosisësh një makinë ose kamion.Tani ka një bollëk opsionesh të disponueshme që i lejojnë blerësit të personalizojnë makinën në mënyra të ndryshme – ngjyrat e brendshme dhe të jashtme, paketat e dekorimit, opsionet e stilimit të jashtëm, zgjedhjet e grupit të fuqisë dhe një sistem audio që është pothuajse po aq i mirë sa një sistem argëtimi në shtëpi.Me të gjitha këto opsione, ju ndoshta nuk do të jeni të kënaqur me një makinë standarde pa fije.
Kjo vlen për tubat prej çeliku.Ka mijëra opsione ose specifika.Përveç dimensioneve, specifikimi përmend vetitë kimike dhe disa veti mekanike si forca minimale e rrjedhjes (MYS), qëndrueshmëria përfundimtare në tërheqje (UTS) dhe zgjatja minimale deri në dështim.Megjithatë, shumë në industri—inxhinierë, agjentë blerës dhe prodhues—përdorin stenografinë e industrisë dhe kërkojnë tuba të salduar “të thjeshtë” dhe rendisin vetëm një karakteristikë: ngurtësinë.
Mundohuni të porosisni një makinë sipas një karakteristike ("Kam nevojë për një makinë me një transmetim automatik"), dhe me shitësin nuk do të shkoni larg.Ai duhet të plotësojë një formular me shumë opsione.Ky është rasti me gypat e çelikut: për të marrë një tub të përshtatshëm për një aplikim, një prodhuesi i tubave ka nevojë për shumë më tepër informacion sesa fortësia.
Si u bë ngurtësia një zëvendësues i pranuar për vetitë e tjera mekanike?Ndoshta filloi me prodhuesit e tubave.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 lloje tubash.Gjithçka që u nevojitet për të kryer një test fortësie është një copë tubi i lëmuar dhe një pajisje testimi.
Fortësia e tubit është e lidhur ngushtë me UTS dhe një rregull i madh (varg përqindje ose përqindje) është i dobishëm për 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.
Për më tepër, testet e tjera janë relativisht të vështira.Ndërsa testimi i fortësisë zgjat vetëm rreth një minutë në një makinë të vetme, MYS, UTS dhe testet e zgjatjes kërkojnë përgatitjen e mostrës dhe një investim të konsiderueshëm në pajisje të mëdha laboratorike.Në krahasim, operatori i mullirit të tubave kryen testin e fortësisë në sekonda, ndërsa një metalurg specialist kryen një provë tërheqëse në pak orë.Kryerja e një testi fortësie nuk është e vështirë.
Kjo nuk do të thotë që prodhuesit e tubave inxhinierikë nuk përdorin teste fortësie.Është e sigurt të thuhet se shumica e bëjnë këtë, por meqenëse ata vlerësojnë përsëritshmërinë dhe riprodhueshmërinë e instrumentit në të gjitha pajisjet e testimit, ata janë të vetëdijshëm për kufizimet e testit.Shumica e tyre e përdorin atë për të vlerësuar ngurtësinë e tubit si pjesë e procesit të prodhimit, por nuk e përdorin atë për të përcaktuar sasinë e vetive të tubit.Është thjesht një test kalim/dështim.
Pse më duhet të di MYS, UTS dhe zgjatjen minimale?Ato tregojnë performancën e montimit të tubit.
MYS është forca minimale që shkakton deformim të përhershëm të materialit.Nëse përpiqeni të përkulni pak një copë teli të drejtë (si një varëse rrobash) dhe të lironi presionin, një nga dy gjërat do të ndodhë: ajo do të kthehet në gjendjen e saj origjinale (drejt) ose do të qëndrojë e përkulur.Nëse është ende e drejtë, atëherë nuk e keni kapërcyer ende MYS.Nëse është ende e përkulur, keni humbur.
Tani kapni të dy skajet e telit me pincë.Nëse mund të thyeni një tel përgjysmë, ju e keni kaluar UTS-në.E tërheq fort dhe ke dy copa tela për të treguar përpjekjet e tua mbinjerëzore.Nëse gjatësia fillestare e telit ishte 5 inç, dhe dy gjatësitë pas dështimit shtohen deri në 6 inç, teli do të shtrihet 1 inç, ose 20%.Testet aktuale të tërheqjes maten brenda 2 inç nga pika e thyerjes, por pa marrë parasysh çfarë - koncepti i tensionit të linjës ilustron UTS.
Ekzemplarët e mikrografëve të çelikut duhet të priten, lëmohen dhe gërmohen me një zgjidhje të dobët acidike (zakonisht acid nitrik dhe alkool) për t'i bërë kokrrat e dukshme.Zmadhimi 100x përdoret zakonisht për të inspektuar kokrrat e çelikut dhe për të përcaktuar madhësinë e tyre.
Fortësia është një provë se si një material reagon ndaj ndikimit.Imagjinoni që një tub me gjatësi të shkurtër vendoset në një vizë me nofulla të dhëmbëzuara dhe tundet për të mbyllur vizën.Përveç shtrirjes së tubit, nofullat e vizës lënë një gjurmë në sipërfaqen e tubit.
Kështu funksionon testi i fortësisë, por nuk është aq i ashpër.Testi ka një madhësi të kontrolluar të ndikimit dhe një presion të kontrolluar.Këto forca deformojnë sipërfaqen, duke formuar gërvishtje ose gërvishtje.Madhësia ose thellësia e gërvishtjes përcakton fortësinë e metalit.
Gjatë vlerësimit të çelikut, zakonisht përdoren testet e fortësisë Brinell, Vickers dhe Rockwell.Secili ka shkallën e vet dhe disa prej tyre kanë metoda të shumta testimi si Rockwell A, B, C, etj. Për tubat e çelikut, specifikimi ASTM A513 i referohet testit Rockwell B (shkurtuar si HRB ose RB).Testi Rockwell B mat ndryshimin në forcën e depërtimit të një topi çeliku me diametër 1⁄16 inç në çelik midis një ngarkese të lehtë paraprake dhe një ngarkese bazë prej 100 kgf.Një rezultat tipik për çelikun standard të butë është HRB 60.
Shkencëtarët e materialeve e dinë se fortësia ka një lidhje lineare me UTS.Prandaj, fortësia e dhënë parashikon UTS.Në mënyrë të ngjashme, prodhuesi i tubave e di se MYS dhe UTS janë të lidhura.Për tubat e salduar, MYS është zakonisht 70% deri në 85% UTS.Sasia e saktë varet nga procesi i prodhimit të tubit.Fortësia e HRB 60 korrespondon me UTS 60,000 paund për inç katror (PSI) dhe rreth 80% MYS, që është 48,000 PSI.
Specifikimi më i zakonshëm i tubave për prodhimin e përgjithshëm është ngurtësia maksimale.Përveç madhësisë, inxhinierët janë gjithashtu të interesuar në specifikimin e tubave të salduar me rezistencë (ERW) brenda një diapazoni të mirë funksionimi, i cili mund të rezultojë në vizatime të pjesëve me një fortësi maksimale të mundshme prej HRB 60. Vetëm ky vendim rezulton në një numër të vetive mekanike fundore. duke përfshirë edhe vetë fortësinë.
Së pari, ngurtësia e HRB 60 nuk na tregon shumë.Leximi HRB 60 është një numër pa dimension.Materialet e vlerësuara në HRB 59 janë më të buta se ato të testuara në HRB 60, dhe HRB 61 është më e fortë se HRB 60, por sa?Nuk mund të matet si vëllimi (i matur në decibel), çift rrotullimi (i matur në paund-këmbë), shpejtësia (e matur në distancë kundrejt kohës) ose UTS (matur në paund për inç katror).Leximi i HRB 60 nuk na tregon asgjë specifike.Është një pronë materiale, jo një pronë fizike.Së dyti, përcaktimi i fortësisë në vetvete nuk është i përshtatshëm për të siguruar përsëritshmërinë ose riprodhueshmërinë.Vlerësimi i dy vendeve në një kampion, edhe nëse vendet e testimit janë afër njëra-tjetrës, shpesh rezulton në lexime shumë të ndryshme të fortësisë.Natyra e testeve e përkeqëson këtë problem.Pas një matjeje pozicioni, një matje e dytë nuk mund të bëhet për të kontrolluar rezultatin.Përsëritshmëria e testit nuk është e mundur.
Kjo nuk do të thotë se matja e fortësisë është e papërshtatshme.Në fakt, ky është një udhëzues i mirë për gjërat e UTS, dhe është një test i shpejtë dhe i lehtë.Megjithatë, kushdo që është i përfshirë në përcaktimin, prokurimin dhe prodhimin e tubave duhet të jetë i vetëdijshëm për kufizimet e tyre si një parametër testimi.
Për shkak se tubi "i rregullt" nuk është i përcaktuar qartë, prodhuesit e tubave zakonisht e ngushtojnë atë në dy llojet më të përdorura të çelikut dhe tubave siç përkufizohen në ASTM A513:1008 dhe 1010 kur është e përshtatshme.Edhe pas përjashtimit të të gjitha llojeve të tubacioneve, mundësitë për vetitë mekanike të këtyre dy llojeve të tubacioneve mbeten të hapura.Në fakt, këto lloj tubash kanë gamën më të gjerë të vetive mekanike nga të gjitha llojet e tubave.
Për shembull, një tub konsiderohet i butë nëse MYS është i ulët dhe zgjatimi është i lartë, që do të thotë se ai performon më mirë në aspektin e shtrirjes, deformimit dhe deformimit të përhershëm sesa një tub i përshkruar si i ngurtë, i cili ka një MYS relativisht të lartë dhe zgjatim relativisht të ulët. ..Ky është i ngjashëm me ndryshimin midis telit të butë dhe telit të fortë si varëse rrobash dhe stërvitje.
Vetë zgjatja është një tjetër faktor që ka një ndikim të rëndësishëm në aplikimet kritike të tubave.Tubat me zgjatim të lartë mund të përballojnë shtrirjen;materialet me zgjatim të ulët janë më të brishtë dhe për këtë arsye më të prirur ndaj dështimit të lodhjes katastrofike.Megjithatë, zgjatimi nuk lidhet drejtpërdrejt me UTS, e cila është e vetmja veti mekanike e lidhur drejtpërdrejt me fortësinë.
Pse tubat ndryshojnë kaq shumë në vetitë e tyre mekanike?Së pari, përbërja kimike është e ndryshme.Çeliku është një zgjidhje solide e hekurit dhe karbonit, si dhe lidhjeve të tjera të rëndësishme.Për thjeshtësi, do të merremi vetëm me përqindjen e karbonit.Atomet e karbonit zëvendësojnë disa nga atomet e hekurit, duke krijuar strukturën kristalore të çelikut.ASTM 1008 është një klasë fillore gjithëpërfshirëse me përmbajtje karboni nga 0% në 0.10%.Zero është një numër i veçantë që ofron veti unike në një përmbajtje ultra të ulët të karbonit në çelik.ASTM 1010 përcakton përmbajtjen e karbonit nga 0.08% në 0.13%.Këto dallime nuk duken të mëdha, por mjaftojnë për të bërë një ndryshim të madh diku tjetër.
Së dyti, tubat prej çeliku mund të prodhohen ose prodhohen dhe më pas të përpunohen në shtatë procese të ndryshme prodhimi.ASTM A513 në lidhje me prodhimin e tubave ERW rendit shtatë lloje:
Nëse përbërja kimike e çelikut dhe fazat e prodhimit të tubave nuk ndikojnë në ngurtësinë e çelikut, atëherë çfarë?Përgjigja për këtë pyetje nënkupton studim të kujdesshëm të detajeve.Kjo pyetje çon në dy pyetje të tjera: çfarë detajesh dhe sa afër?
Informacioni i detajuar në lidhje me kokrrat që përbëjnë çelikun është përgjigja e parë.Kur çeliku prodhohet në një mulli primar, ai nuk ftohet në një masë të madhe me një veti.Ndërsa çeliku ftohet, molekulat e tij formojnë modele të përsëritura (kristale), të ngjashme me atë se si formohen fjokat e borës.Pas formimit të kristaleve, ato bashkohen në grupe të quajtura kokrra.Ndërsa kokrrat ftohen, ato rriten, duke formuar të gjithë fletën ose pjatën.Rritja e kokrrave ndalon kur molekula e fundit e çelikut absorbohet nga kokrra.E gjithë kjo ndodh në një nivel mikroskopik, me një kokërr çeliku me madhësi të mesme që është rreth 64 mikron ose 0,0025 inç i gjerë.Ndërsa çdo kokërr është e ngjashme me tjetrën, ato nuk janë të njëjta.Ato ndryshojnë pak nga njëri-tjetri në madhësi, orientim dhe përmbajtje karboni.Ndërfaqet ndërmjet kokrrizave quhen kufijtë e kokrrizave.Kur çeliku dështon, për shembull për shkak të çarjeve të lodhjes, ai tenton të dështojë në kufijtë e kokrrave.
Sa afër duhet të shikoni për të parë grimca të dallueshme?Mjafton një zmadhim 100 herë ose 100 herë më shumë se mprehtësia vizuale e syrit të njeriut.Megjithatë, thjesht shikimi i çelikut të papërpunuar në fuqinë e 100-të nuk bën shumë.Mostrat përgatiten duke lustruar kampionin dhe duke e gravuar sipërfaqen me një acid, zakonisht acid nitrik dhe alkool, i cili quhet gravurë me acid nitrik.
Janë kokrrizat dhe rrjeta e tyre e brendshme që përcaktojnë forcën e goditjes, MYS, UTS dhe zgjatjen që çeliku mund të përballojë përpara dështimit.
Hapat e prodhimit të çelikut si rrotullimi i shiritit të nxehtë dhe të ftohtë e transferojnë stresin në strukturën e kokrrizave;nëse ndryshojnë vazhdimisht formë, kjo do të thotë se stresi i ka deformuar kokrrat.Hapat e tjerë të përpunimit si p.sh. mbështjellja e çelikut në mbështjellje, zbërthimi dhe kalimi nëpër një mulli tubash (për të formuar tubin dhe madhësinë) deformojnë kokrrat e çelikut.Vizatimi i ftohtë i tubit në mandrelë gjithashtu thekson materialin, ashtu si edhe hapat e prodhimit si formimi dhe përkulja e skajit.Ndryshimet në strukturën e kokrrizave quhen dislokime.
Hapat e mësipërm zbrazin duktilitetin e çelikut, aftësinë e tij për t'i bërë ballë stresit në tërheqje (shqyerje).Çeliku bëhet i brishtë, që do të thotë se ka më shumë gjasa të thyhet nëse vazhdoni të punoni me çelik.Zgjatimi është një komponent i plasticitetit (ngjyeshmëria është një tjetër).Është e rëndësishme të kuptohet këtu se dështimi më së shpeshti ndodh në tension, dhe jo në ngjeshje.Çeliku është mjaft rezistent ndaj sforcimeve në tërheqje për shkak të zgjatjes së tij relativisht të lartë.Megjithatë, çeliku deformohet lehtësisht nën stresin e shtypjes - është i lakueshëm - gjë që është një avantazh.
Krahasoni këtë me betonin, i cili ka rezistencë shumë të lartë në shtypje, por duktilitet të ulët.Këto veti janë të kundërta me çelikun.Kjo është arsyeja pse betoni i përdorur për rrugë, ndërtesa dhe trotuare shpesh përforcohet.Rezultati është një produkt që ka pikat e forta të të dy materialeve: çeliku është i fortë në tension dhe betoni është i fortë në shtypje.
Gjatë ngurtësimit, duktiliteti i çelikut zvogëlohet dhe ngurtësia e tij rritet.Me fjalë të tjera, ngurtësohet.Në varësi të situatës, kjo mund të jetë një avantazh, por gjithashtu mund të jetë një disavantazh, pasi ngurtësia barazohet me brishtësinë.Kjo do të thotë, sa më i fortë të jetë çeliku, aq më pak elastik është dhe për këtë arsye ka më shumë gjasa të dështojë.
Me fjalë të tjera, çdo hap i procesit kërkon një duktilitet të caktuar të tubit.Ndërsa pjesa përpunohet, ajo bëhet më e rëndë, dhe nëse është shumë e rëndë, atëherë në parim është e padobishme.Fortësia është brishtësia, dhe tubat e brishtë janë të prirur ndaj dështimit gjatë përdorimit.
A ka prodhuesi opsione në këtë rast?Me pak fjalë, po.Ky opsion është i pjekjes, dhe megjithëse nuk është saktësisht magjik, është pothuajse aq magjik sa mund të jetë.
Me fjalë të thjeshta, pjekja heq të gjitha efektet e ndikimit fizik në metale.Gjatë procesit, metali nxehet në një temperaturë lehtësimi të stresit ose rikristalizimi, gjë që rezulton në heqjen e dislokimeve.Kështu, procesi rikthen pjesërisht ose plotësisht duktilitetin, në varësi të temperaturës dhe kohës specifike të përdorur në procesin e pjekjes.
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 kokrrave mund ta zbusë shumë metalin, duke e bërë atë të papërdorshëm për përdorimin e synuar.Ndalimi i procesit të pjekjes është një tjetër gjë pothuajse magjike.Shuarja në temperaturën e duhur me agjentin e duhur forcues në kohën e duhur ndalon shpejt procesin dhe rikthen vetitë e çelikut.
A duhet të braktisim specifikimet e fortësisë?nr.Vetitë e fortësisë janë të vlefshme, para së gjithash, si një udhëzues në përcaktimin e karakteristikave të tubave të çelikut.Fortësia është një matje e dobishme dhe një nga disa veti që duhet të specifikohen gjatë porositjes së materialit tubular dhe të kontrollohet pas marrjes (të dokumentuar për çdo dërgesë).Kur një test fortësie përdoret si standard testimi, ai duhet të ketë vlerat e duhura të shkallës dhe kufijtë e kontrollit.
Megjithatë, ky nuk është një test i vërtetë i kalimit (pranimit ose refuzimit) të materialit.Përveç fortësisë, prodhuesit duhet të kontrollojnë dërgesat herë pas here 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 lançua në vitin 1990 si revista e parë kushtuar industrisë së tubave metalikë.Sot, ai mbetet i vetmi botim i industrisë në Amerikën e Veriut dhe është bërë burimi më i besueshëm i informacionit për profesionistët e tubave.
Qasja e plotë dixhitale në FABRICATOR është tani e disponueshme, duke siguruar qasje të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Qasja e plotë dixhitale në The Tube & Pipe Journal është tani e disponueshme, duke siguruar qasje të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Shijoni akses të plotë dixhital në STAMPING Journal, revistën e tregut të stampimit të metaleve me përparimet më të fundit teknologjike, praktikat më të mira dhe lajmet e industrisë.
Qasja e plotë në edicionin dixhital të The Fabricator en Español tani është i disponueshëm, duke siguruar qasje të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Në pjesën e dytë të shfaqjes sonë dypjesëshe me Adam Heffner, pronar dhe themelues i dyqanit Nashville…
Koha e postimit: Jan-27-2023