Кожны пратакол выпрабаванняў (Brinell, Rockwell, Vickers) мае працэдуры, характэрныя для аб'екта, які выпрабоўваецца.

Кожны пратакол выпрабаванняў (Brinell, Rockwell, Vickers) мае працэдуры, характэрныя для аб'екта, які выпрабоўваецца.Т-тэст Роквелла карысны для праверкі танкасценных труб, разразаючы трубу ўздоўж і правяраючы сценку трубы па ўнутраным дыяметры, а не па вонкавым дыяметры.
Заказ труб нагадвае тое, што пайсці ў аўтасалон і замовіць аўтамабіль або грузавік.У цяперашні час існуе мноства даступных опцый, якія дазваляюць пакупнікам наладжваць аўтамабіль рознымі спосабамі - колеры салона і экстэр'ера, пакеты аздаблення, варыянты вонкавага стылю, выбар трансмісіі і аўдыёсістэмы, якая амаль такая ж добрая, як хатняя забаўляльная сістэма.З усімі гэтымі варыянтамі вы, верагодна, не будзеце задаволены стандартным аўтамабілем без празмернасцяў.
Гэта датычыцца сталёвых труб.Ён мае тысячы варыянтаў або спецыфікацый.У дадатак да памераў у спецыфікацыі згадваюцца хімічныя ўласцівасці і некаторыя механічныя ўласцівасці, такія як мінімальная мяжа цякучасці (MYS), мяжа трываласці на разрыў (UTS) і мінімальнае падаўжэнне да разбурэння.Тым не менш, многія прадстаўнікі галіны - інжынеры, агенты па закупках і вытворцы - выкарыстоўваюць галіновую стэнаграфію і называюць «простыя» зварныя трубы і пералічваюць толькі адну характарыстыку: цвёрдасць.
Паспрабуйце замовіць машыну па адной характарыстыцы («Мне патрэбна машына з АКПП»), і з прадаўцом далёка не пойдзеш.Ён павінен запоўніць форму з мноствам варыянтаў.Гэта ў выпадку са сталёвымі трубамі: каб атрымаць трубу, прыдатную для прымянення, вытворцу труб патрэбна значна больш інфармацыі, чым цвёрдасць.
Як цвёрдасць стала прынятай заменай іншым механічным уласцівасцям?Напэўна, гэта пачалося з вытворцаў труб.Паколькі праверка цвёрдасці праводзіцца хутка, лёгка і патрабуе адносна недарагога абсталявання, прадаўцы труб часта выкарыстоўваюць праверку цвёрдасці для параўнання двух тыпаў труб.Усё, што ім спатрэбіцца для праверкі на цвёрдасць, - гэта гладкі кавалак трубы і выпрабавальная ўстаноўка.
Цвёрдасць труб цесна звязана з UTS, і эмпірычнае правіла (працэнт або працэнтны дыяпазон) карысна для ацэнкі MYS, таму лёгка зразумець, як тэставанне цвёрдасці можа быць прыдатным проксі для іншых уласцівасцей.
Акрамя таго, іншыя тэсты адносна складаныя.У той час як тэст на цвёрдасць займае ўсяго каля хвіліны на адной машыне, тэсты на MYS, UTS і на падаўжэнне патрабуюць падрыхтоўкі ўзораў і значных інвестыцый у буйное лабараторнае абсталяванне.Для параўнання, аператар трубаправоднага завода завяршае выпрабаванне на цвёрдасць за некалькі секунд, а спецыяліст-металург праводзіць выпрабаванне на расцяжэнне за некалькі гадзін.Правесці тэст на цвёрдасць не складана.
Гэта не азначае, што вытворцы інжынерных труб не выкарыстоўваюць тэсты на цвёрдасць.Можна з упэўненасцю сказаць, што так робіць большасць, але паколькі яны ацэньваюць паўтаральнасць і ўзнаўляльнасць прыбораў на ўсім выпрабавальным абсталяванні, яны добра ведаюць пра абмежаванні тэсту.Большасць з іх выкарыстоўваюць яго для ацэнкі цвёрдасці трубкі ў працэсе вытворчасці, але не выкарыстоўваюць для колькаснай ацэнкі ўласцівасцей трубкі.Гэта проста тэст "прайшоў/не прайшоў".
Навошта мне ведаць MYS, UTS і мінімальнае падаўжэнне?Яны паказваюць прадукцыйнасць трубаправода ў зборы.
MYS - гэта мінімальная сіла, якая выклікае пастаянную дэфармацыю матэрыялу.Калі вы паспрабуеце злёгку сагнуць прамы кавалак дроту (напрыклад, вешалку) і аслабіць ціск, адбудзецца адно з двух: ён вернецца ў зыходны стан (прамы) або застанецца сагнутым.Калі ўсё роўна, значыць, вы яшчэ не пераадолелі MYS.Калі ён усё яшчэ сагнуты, вы прамахнуліся.
Цяпер вазьміце абодва канцы дроту абцугамі.Калі вы можаце разарваць дрот напалову, вы прайшлі міма UTS.Вы моцна цягнеце яго, і ў вас ёсць два кавалкі дроту, якія паказваюць вашы звышчалавечыя намаганні.Калі першапачатковая даўжыня дроту складала 5 цаляў, а дзве даўжыні пасля адмовы складаюць 6 цаляў, дрот расцягнецца на 1 цалю, або на 20%.Фактычныя выпрабаванні на расцяжэнне вымяраюцца ў межах 2 цаляў ад кропкі разрыву, але нягледзячы ні на што - канцэпцыя нацяжэння лініі ілюструе UTS.
Сталёвыя мікрафатаграфіі неабходна выразаць, паліраваць і пратручваць слабакіслым растворам (звычайна азотнай кіслатой і спіртам), каб зрабіць бачнымі збожжа.100-кратнае павелічэнне звычайна выкарыстоўваецца для праверкі сталёвых зерняў і вызначэння іх памеру.
Цвёрдасць - гэта тэст таго, як матэрыял рэагуе на ўдар.Уявіце, што кароткі адрэзак трубкі змяшчаецца ў ціскі з зубчастымі губкамі і падтрасаюць, каб зачыніць ціскі.У дадатак да выраўноўвання трубы, губкі ціскоў пакідаюць адбітак на паверхні трубы.
Вось як працуе тэст на цвёрдасць, але гэта не так груба.Тэст мае кантраляваны памер удару і кантраляваны ціск.Гэтыя сілы дэфармуюць паверхню, утвараючы паглыбленні або паглыбленні.Памер або глыбіня ўвагнутасці вызначае цвёрдасць металу.
Пры ацэнцы сталі звычайна выкарыстоўваюцца тэсты на цвёрдасць па Брынелю, Віккерсу і Роквеллу.Кожны з іх мае сваю ўласную шкалу, і некаторыя з іх маюць некалькі метадаў выпрабаванняў, такіх як Rockwell A, B, C і г.д. Для сталёвых труб спецыфікацыя ASTM A513 спасылаецца на тэст Rockwell B (скарочана HRB або RB).Тэст Роквелла B вымярае розніцу ў сіле пранікнення сталёвага шарыка дыяметрам 1⁄16 цалі ў сталь паміж лёгкай папярэдняй нагрузкай і базавай нагрузкай 100 кгс.Тыповы вынік для стандартнай мяккай сталі HRB 60.
Матэрыялісты ведаюць, што цвёрдасць мае лінейную залежнасць ад UTS.Такім чынам, дадзеная цвёрдасць прадказвае UTS.Сапраўды гэтак жа вытворца труб ведае, што MYS і UTS звязаны.Для зварных труб MYS звычайна складае ад 70% да 85% UTS.Дакладная колькасць залежыць ад працэсу вытворчасці трубкі.Цвёрдасць HRB 60 адпавядае UTS 60 000 фунтаў на квадратны цаля (PSI) і каля 80% MYS, што складае 48 000 PSI.
Самая распаўсюджаная спецыфікацыя труб для шырокага вытворчасці - максімальная цвёрдасць.У дадатак да памеру, інжынеры таксама зацікаўлены ў спецыфікацыі труб зварных супрацівам (ERW) у добрым працоўным дыяпазоне, што можа прывесці да чарцяжоў дэталяў з магчымай максімальнай цвёрдасцю HRB 60. Само па сабе гэта рашэнне прыводзіць да шэрагу канчатковых механічных уласцівасцей, уключаючы саму цвёрдасць.
Па-першае, цвёрдасць HRB 60 мала што нам гаворыць.Паказчык HRB 60 з'яўляецца беспамерным лікам.Матэрыялы з ацэнкай HRB 59 мякчэйшыя за тыя, якія былі пратэставаны на HRB 60, а HRB 61 цвярдзейшыя за HRB 60, але наколькі?Яго нельга вызначыць колькасна, як аб'ём (вымяраецца ў дэцыбелах), крутоўны момант (вымяраецца ў фунтах-футах), хуткасць (вымяраецца ў залежнасці ад адлегласці ад часу) або UTS (вымяраецца ў фунтах на квадратны цаля).Чытанне HRB ​​60 не кажа нам нічога канкрэтнага.Гэта матэрыяльная, а не фізічная ўласнасць.Па-другое, само па сабе вызначэнне цвёрдасці не падыходзіць для забеспячэння паўтаральнасці або ўзнаўляльнасці.Ацэнка двух участкаў на ўзоры, нават калі выпрабавальныя ўчасткі знаходзяцца побач, часта прыводзіць да вельмі розных паказанняў цвёрдасці.Прырода тэстаў пагаршае гэтую праблему.Пасля аднаго вымярэння становішча нельга правесці другое вымярэнне для праверкі выніку.Паўтаральнасць тэсту немагчымая.
Гэта не значыць, што вымярэнне цвёрдасці нязручна.Фактычна, гэта добры даведнік па матэрыялах UTS, і гэта хуткі і лёгкі тэст.Тым не менш, кожны, хто займаецца вызначэннем, закупкай і вытворчасцю трубак, павінен ведаць аб іх абмежаваннях у якасці тэставага параметру.
Паколькі "звычайная" труба дакладна не вызначана, вытворцы труб звычайна звужаюць яе да двух найбольш часта выкарыстоўваюцца тыпаў сталі і труб, як гэта вызначана ў ASTM A513:1008 і 1010, калі гэта неабходна.Нават пасля выключэння ўсіх іншых тыпаў труб, магчымасці для механічных уласцівасцяў гэтых двух тыпаў труб застаюцца адкрытымі.Фактычна гэтыя тыпы труб валодаюць самым шырокім дыяпазонам механічных уласцівасцяў з усіх тыпаў труб.
Напрыклад, трубка лічыцца мяккай, калі MYS нізкі, а адноснае падаўжэнне высокае, што азначае, што яна працуе лепш з пункту гледжання расцяжэння, дэфармацыі і пастаяннай дэфармацыі, чым труба, апісаная як жорсткая, якая мае адносна высокі MYS і адносна нізкае падаўжэнне ..Гэта падобна на розніцу паміж мяккім дротам і цвёрдым дротам, такім як вешалкі для адзення і дрылі.
Падаўжэнне само па сабе з'яўляецца яшчэ адным фактарам, які аказвае істотны ўплыў на важныя прымянення труб.Трубы высокага падаўжэння вытрымліваюць расцяжэнне;матэрыялы з нізкім падаўжэннем больш далікатныя і, такім чынам, больш схільныя да катастрафічнага стомленага разбурэння.Аднак падаўжэнне непасрэдна не звязана з UTS, якое з'яўляецца адзінай механічнай уласцівасцю, непасрэдна звязанай з цвёрдасцю.
Чаму трубы так моцна адрозніваюцца па сваіх механічных уласцівасцях?Па-першае, розны хімічны склад.Сталь - гэта цвёрды раствор жалеза і вугляроду, а таксама іншых важных сплаваў.Для прастаты мы будзем мець справу толькі з працэнтным утрыманнем вугляроду.Атамы вугляроду замяшчаюць некаторыя атамы жалеза, ствараючы крышталічную структуру сталі.ASTM 1008 - гэта ўсёабдымны першасны клас з утрыманнем вугляроду ад 0% да 0,10%.Нуль - гэта спецыяльная лічба, якая забяспечвае унікальныя ўласцівасці пры звышнізкім утрыманні вугляроду ў сталі.ASTM 1010 вызначае ўтрыманне вугляроду ад 0,08% да 0,13%.Гэтыя адрозненні не здаюцца вялізнымі, але іх дастаткова, каб зрабіць вялікую розніцу ў іншым месцы.
Па-другое, сталёвыя трубы можна вырабляць або вырабляць і пасля апрацоўваць у сямі розных вытворчых працэсах.ASTM A513 адносна вытворчасці труб ERW пералічвае сем тыпаў:
Калі хімічны склад сталі і этапы вытворчасці труб не ўплываюць на цвёрдасць сталі, што тады?Адказ на гэтае пытанне азначае ўважлівае вывучэнне дэталяў.Гэтае пытанне вядзе да двух іншых пытанняў: якія дэталі і наколькі блізка?
Падрабязная інфармацыя аб зернях, з якіх складаецца сталь, - першы адказ.Калі сталь вырабляецца на першасным млыне, яна не астывае ў велізарную масу з адной уласцівасцю.Калі сталь астывае, яе малекулы ўтвараюць паўтаральныя ўзоры (крышталі), падобныя на тое, як утвараюцца сняжынкі.Пасля адукацыі крышталяў яны аб'ядноўваюцца ў групы, якія называюцца зернямі.Калі збожжа астываюць, яны растуць, утвараючы ўвесь ліст або пласціну.Рост зерня спыняецца, калі зерне паглынае апошнюю малекулу сталі.Усё гэта адбываецца на мікраскапічным узроўні, са сталёвым зернем сярэдняга памеру каля 64 мікрон або 0,0025 цалі ў папярочніку.Хоць кожнае зерне падобнае на наступнае, яны не аднолькавыя.Яны нязначна адрозніваюцца адзін ад аднаго памерам, арыентацыяй і ўтрыманнем вугляроду.Паверхні паміж зернямі называюцца межамі зерняў.Калі сталь разбураецца, напрыклад, з-за ўсталостных расколін, яна, як правіла, разбураецца на межах зерняў.
Наколькі блізка трэба глядзець, каб убачыць розныя часціцы?Дастаткова павелічэння ў 100 разоў або ў 100 разоў ад вастрыні зроку чалавечага вока.Аднак просты погляд на неапрацаваную сталь у 100-й ступені мала што дае.Узоры рыхтуюць шляхам паліроўкі ўзору і тручэння паверхні кіслатой, звычайна азотнай кіслатой і спіртам, што называецца тручэннем азотнай кіслатой.
Менавіта збожжа і іх унутраная рашотка вызначаюць ударную трываласць, MYS, UTS і адноснае падаўжэнне, якое сталь можа вытрымаць да разбурэння.
Сталеплавільныя этапы, такія як гарачая і халодная пракатка палос, пераносяць напружанне на структуру збожжа;калі яны пастаянна мяняюць форму, гэта значыць, што напружанне дэфармавала збожжа.Іншыя этапы апрацоўкі, такія як намотка сталі ў рулоны, размотванне і праходжанне праз трубапракат (для фарміравання трубы і памеру), дэфармуюць сталёвыя збожжа.Халодная выцяжка трубы на апраўцы таксама стварае нагрузку на матэрыял, як і этапы вытворчасці, такія як фарміраванне канцоў і згінанне.Змены структуры збожжа называюцца дыслакацыямі.
Вышэйпаказаныя крокі пагаршаюць пластычнасць сталі, яе здольнасць супрацьстаяць нагрузцы на расцяжэнне (разрыў).Сталь становіцца далікатнай, а гэта значыць, што яна з большай верагоднасцю зламаецца, калі працягваць працаваць са сталлю.Падаўжэнне - адзін з кампанентаў пластычнасці (сціскальнасць - іншы).Тут важна разумець, што паломка часцей за ўсё адбываецца пры расцяжэнні, а не пры сціску.Сталь даволі ўстойлівая да расцягваючых нагрузак дзякуючы адносна высокаму падаўжэнню.Аднак сталь лёгка дэфармуецца пад напругай сціску — яна пластычная, што з'яўляецца перавагай.
Параўнайце гэта з бетонам, які мае вельмі высокую трываласць на сціск, але нізкую пластычнасць.Гэтыя ўласцівасці супрацьлеглыя сталі.Вось чаму бетон, які выкарыстоўваецца для дарог, будынкаў і тратуараў, часта армуюць.У выніку атрымліваецца прадукт, які мае моцныя бакі абодвух матэрыялаў: сталь трывалая на расцяжэнне, а бетон - на сціск.
Пры загартоўцы пластычнасць сталі зніжаецца, а яе цвёрдасць павялічваецца.Іншымі словамі, загартоўваецца.У залежнасці ад сітуацыі гэта можа быць перавагай, але можа быць і недахопам, бо цвёрдасць прыраўноўваецца да далікатнасці.Гэта значыць, чым цвярдзей сталь, тым яна менш эластычная і, такім чынам, тым больш верагоднасць разбурэння.
Іншымі словамі, кожны этап працэсу патрабуе пэўнай пластычнасці трубы.Па меры апрацоўкі дэталь становіцца цяжэй, а калі занадта цяжкая, то ў прынцыпе бескарысная.Цвёрдасць - гэта далікатнасць, і далікатныя трубкі схільныя да паломак падчас выкарыстання.
Ці ёсць у вытворцы варыянты ў гэтым выпадку?Карацей, так.Гэты варыянт адпалу, і, хоць і не зусім чароўны, ён настолькі ж магічны, наколькі гэта магчыма.
Кажучы простымі словамі, адпал здымае ўсе наступствы фізічнага ўздзеяння на металы.У працэсе метал награваецца да тэмпературы зняцця напружання або рэкрышталізацыі, што прыводзіць да выдалення дыслакацый.Такім чынам, працэс часткова або цалкам аднаўляе пластычнасць у залежнасці ад канкрэтнай тэмпературы і часу, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе адпалу.
Адпал і кантраляванае астуджэнне спрыяюць росту збожжа.Гэта карысна, калі мэта складаецца ў тым, каб паменшыць далікатнасць матэрыялу, але некантралюемы рост збожжа можа занадта размякчыць метал, зрабіўшы яго непрыдатным для выкарыстання па прызначэнні.Спыненне працэсу адпалу - яшчэ адна амаль чароўная рэч.Загартоўка пры патрэбнай тэмпературы з дапамогай патрэбнага ацвярджальніка ў патрэбны час хутка спыняе працэс і аднаўляе ўласцівасці сталі.
Ці варта нам адмовіцца ад патрабаванняў цвёрдасці?нямаЎласцівасці цвёрдасці каштоўныя, перш за ўсё, як арыенцір пры вызначэнні характарыстык сталёвых труб.Цвёрдасць - гэта карыснае вымярэнне і адна з некалькіх уласцівасцей, якія трэба ўказваць пры замове трубчастага матэрыялу і правяраць пры атрыманні (дакументавана для кожнай адгрузкі).Калі тэст на цвёрдасць выкарыстоўваецца ў якасці эталона, ён павінен мець адпаведныя значэнні шкалы і кантрольныя межы.
Аднак гэта не сапраўдны тэст на праходжанне (прыняцце або адхіленне) матэрыялу.У дадатак да цвёрдасці вытворцы павінны час ад часу правяраць пастаўкі, каб вызначыць іншыя адпаведныя ўласцівасці, такія як MYS, UTS або мінімальнае падаўжэнне, у залежнасці ад прымянення труб.
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 быў запушчаны ў 1990 годзе як першы часопіс, прысвечаны прамысловасці металічных труб.Сёння ён застаецца адзіным галіновым выданнем у Паўночнай Амерыцы і стаў самай надзейнай крыніцай інфармацыі для прафесіяналаў трубаправодаў.
Поўны лічбавы доступ да FABRICATOR цяпер даступны, забяспечваючы лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Цяпер даступны поўны лічбавы доступ да The Tube & Pipe Journal, што забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Атрымлівайце асалоду ад поўнага лічбавага доступу да STAMPING Journal, часопіса рынку штампоўкі з апошнімі тэхналагічнымі дасягненнямі, перадавым вопытам і навінамі галіны.
Цяпер даступны поўны доступ да лічбавага выдання The Fabricator en Español, што забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
У другой частцы нашага двухсерыйнага шоу з Адамам Хефнерам, уладальнікам крамы ў Нэшвіле і заснавальнікам...