Секој тест протокол (Бринел, Роквел, Викерс) има процедури специфични за предметот што се тестира.

Секој тест протокол (Бринел, Роквел, Викерс) има процедури специфични за предметот што се тестира.Роквел т-тестот е корисен за тестирање на тенкоѕидните цевки со сечење на цевката по должина и проверка на ѕидот на цевката според внатрешниот, а не надворешниот дијаметар.
Нарачувањето цевки е малку како да одите во салон за автомобили и да нарачате автомобил или камион.Сега има многу достапни опции кои им овозможуваат на купувачите да го приспособат автомобилот на различни начини - внатрешни и надворешни бои, пакети за украсување, опции за надворешно стилизирање, избор на погонски агрегат и аудио систем кој е речиси добар како систем за домашна забава.Со сите овие опции, веројатно нема да бидете задоволни со стандарден автомобил без важничене.
Ова се однесува на челични цевки.Има илјадници опции или спецификации.Покрај димензиите, спецификацијата споменува хемиски својства и неколку механички својства како што се минимална цврстина на попуштање (MYS), крајна цврстина на истегнување (UTS) и минимално издолжување до дефект.Сепак, многумина во индустријата - инженери, агенти за набавки и производители - го користат стенографијата на индустријата и бараат „едноставни“ заварени цевки и наведуваат само една карактеристика: цврстина.
Обидете се да нарачате автомобил според една карактеристика („Ми треба автомобил со автоматски менувач“), а со продавачот нема да одите далеку.Мора да пополни формулар со многу опции.Ова е случај со челичните цевки: за да се добие цевка погодна за апликација, на производителот на цевки му требаат многу повеќе информации отколку тврдоста.
Како тврдоста стана прифатена замена за другите механички својства?Веројатно започна со производителите 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 два типа цевки.Сè што им е потребно за да извршат тест на цврстина е мазно парче цевка и тест-опрема.
Тврдоста на цевките е тесно поврзана со UTS и правилото (процент или процентуален опсег) е корисно за проценка на MYS, така што лесно е да се види како тестирањето на тврдоста може да биде соодветен прокси за други својства.
Покрај тоа, другите тестови се релативно тешки.Додека тестирањето на цврстина трае само околу една минута на една машина, MYS, UTS и тестовите за издолжување бараат подготовка на примерокот и значителна инвестиција во голема лабораториска опрема.За споредба, операторот на мелница за цевки го завршува тестот на тврдоста за неколку секунди, додека специјалист металург врши тест на истегнување за неколку часа.Изведувањето на тест за цврстина не е тешко.
Ова не значи дека производителите на инженерски цевки не користат тестови за цврстина.Слободно може да се каже дека мнозинството го прават тоа, но бидејќи тие ја оценуваат повторливоста и репродуктивноста на инструментот низ целата опрема за тестирање, тие добро се свесни за ограничувањата на тестот.Повеќето од нив го користат за да ја проценат цврстината на цевката како дел од производствениот процес, но не го користат за квантифицирање на својствата на цевката.Тоа е само положен/неуспешен тест.
Зошто треба да ги знам MYS, UTS и минималното издолжување?Тие укажуваат на перформансите на склопот на цевката.
MYS е минималната сила која предизвикува трајна деформација на материјалот.Ако се обидете малку да свиткате право парче 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 сè уште е стрејт, тогаш сè уште не сте го преболеле MYS.Ако сè уште е свиткано, сте пропуштиле.
Сега фатете ги двата краја на жицата со клешти.Ако можете да скршите жица на половина, сте ја поминале UTS.Силно го влечеш и имаш две парчиња жица за да ги покажеш твоите натчовечки напори.Ако оригиналната должина на жицата била 5 инчи, а двете должини по дефектот се соберат до 6 инчи, жицата ќе се протега 1 инч, или 20%.Вистинските тестови на истегнување се мерат во рок од 2 инчи од точката на прекин, но без разлика што - концептот на линиско затегнување го илустрира UTS.
Примероците од челичниот микрограф мора да се исечат, полираат и гравираат со слаб кисел раствор (обично азотна киселина и алкохол) за да се видат зрната.Зголемување од 100x најчесто се користи за проверка на челичните зрна и одредување на нивната големина.
Цврстината е тест за тоа како материјалот реагира на удар.Замислете дека кратка должина на цевка е ставена во менгеме со назабени вилици и протресена за да се затвори менгемето.Покрај усогласувањето на цевката, челустите од менгеме оставаат отпечаток на површината на цевката.
Вака функционира тестот за цврстина, но не е толку груб.Тестот има контролирана големина на удар и контролиран притисок.Овие сили ја деформираат површината, формирајќи вдлабнатини или вдлабнатини.Големината или длабочината на вдлабнатината ја одредува тврдоста на металот.
При оценување на челикот, најчесто се користат тестови за тврдост Бринел, Викерс и Роквел.Секој од нив има своја скала, а некои од нив имаат повеќе методи за тестирање како што се Rockwell A, B, C итн. За челични цевки, спецификацијата ASTM A513 се однесува на тестот Rockwell B (скратено како HRB или RB).Rockwell Test B ја мери разликата во силата на пенетрација на челична топка со дијаметар од 1⁄16 инчи во челик помеѓу лесно предоптоварување и основно оптоварување од 100 kgf.Типичен резултат за стандарден мек челик е HRB ​​60.
Научниците за материјали знаат дека тврдоста има линеарна врска со UTS.Затоа, дадената цврстина го предвидува UTS.Слично на тоа, производителот на цевки знае дека MYS и UTS се поврзани.За заварени цевки, MYS е обично 70% до 85% UTS.Точната количина зависи од процесот на производство на цевки.Тврдоста на HRB 60 одговара на UTS 60.000 фунти по квадратен инч (PSI) и околу 80% MYS, што е 48.000 PSI.
Најчестата спецификација на цевки за општо производство е максималната цврстина.Покрај големината, инженерите се заинтересирани и за специфицирање на цевките заварени со отпорност (ERW) во добар опсег на работа, што може да резултира со цртежи на делови со можна максимална цврстина од HRB 60. Оваа одлука сама по себе резултира со голем број механички завршни својства. вклучувајќи ја и самата цврстина.
Прво, цврстината на HRB 60 не ни кажува многу.Читањето на HRB 60 е бездимензионална бројка.Материјалите оценети со HRB 59 се помеки од оние тестирани со HRB 60, а HRB 61 е потврд од HRB 60, но за колку?Не може да се квантифицира како волумен (мерено во децибели), вртежен момент (мерено во фунти-стапки), брзина (мерено во растојание наспроти време) или UTS (мерено во фунти по квадратен инч).Читањето на HRB 60 не ни кажува ништо конкретно.Тоа е материјално својство, а не физичко својство.Второ, одредувањето на тврдоста само по себе не е добро прилагодено за да се обезбеди повторливост или репродуктивност.Евалуацијата на две места на примерокот, дури и ако местата за тестирање се блиску една до друга, често резултира со многу различни отчитувања на тврдоста.Природата на тестовите го влошува овој проблем.По едно мерење на положбата, не може да се направи второ мерење за да се провери резултатот.Повторливоста на тестот не е можна.
Ова не значи дека мерењето на тврдоста е незгодно.Всушност, ова е добар водич за UTS работи, и тоа е брз и лесен тест.Сепак, секој вклучен во дефиницијата, набавката и производството на цевки треба да биде свесен за нивните ограничувања како тест параметар.
Бидејќи „редовната“ цевка не е јасно дефинирана, производителите на цевки обично ги стеснуваат на двата најчесто користени типа челик и цевки како што е дефинирано во ASTM A513:1008 и 1010 кога е соодветно.Дури и по исклучувањето на сите други типови на цевки, можностите за механичките својства на овие два типа цевки остануваат отворени.Всушност, овие типови цевки имаат најширок опсег на механички својства од сите типови цевки.
На пример, цевката се смета за мека ако MYS е низок, а издолжувањето е високо, што значи дека работи подобро во однос на истегнување, деформација и трајна деформација отколку цевка опишана како крута, која има релативно висок MYS и релативно мало издолжување ..Ова е слично на разликата помеѓу мека жица и тврда жица како што се закачалки за облека и дупчалки.
Самото издолжување е уште еден фактор кој има значително влијание врз критичните апликации на цевките.Цевките со големо издолжување можат да издржат истегнување;Материјалите со ниско издолжување се покршливи и затоа се повеќе склони кон катастрофално откажување на замор.Сепак, издолжувањето не е директно поврзано со UTS, што е единственото механичко својство директно поврзано со тврдоста.
Зошто цевките толку многу се разликуваат во нивните механички својства?Прво, хемискиот состав е различен.Челикот е цврст раствор на железо и јаглерод, како и други важни легури.За едноставност, ќе се занимаваме само со процентот на јаглерод.Јаглеродните атоми заменуваат некои од атомите на железо, создавајќи кристална структура на челикот.ASTM 1008 е сеопфатно основно одделение со содржина на јаглерод од 0% до 0,10%.Нулата е посебен број кој обезбедува уникатни својства при ултра ниска содржина на јаглерод во челикот.ASTM 1010 ја дефинира содржината на јаглерод од 0,08% до 0,13%.Овие разлики не изгледаат огромни, но се доволни за да направат голема разлика на друго место.
Второ, челичните цевки може да се произведуваат или произведуваат и последователно да се обработуваат во седум различни производни процеси.ASTM A513 во врска со производството на цевки за ERW наведува седум типа:
Ако хемискиот состав на челикот и фазите на производство на цевки не влијаат на тврдоста на челикот, тогаш што?Одговорот на ова прашање значи внимателно проучување на деталите.Ова прашање води до две други прашања: кои детали и колку блиску?
Детални информации за зрната што го сочинуваат челикот се првиот одговор.Кога челикот се произведува во примарна мелница, тој не се лади во огромна маса со едно својство.Како што се лади челикот, неговите молекули формираат повторливи обрасци (кристали), слични на тоа како се формираат снегулките.По формирањето на кристалите, тие се комбинираат во групи наречени зрна.Како што зрната се ладат, тие растат, формирајќи го целиот лист или плоча.Растот на зрната престанува кога последната молекула челик се апсорбира од зрното.Сето ова се случува на микроскопско ниво, при што зрното од челик со средна големина е околу 64 микрони или 0,0025 инчи.Иако секое зрно е слично на следното, тие не се исти.Тие малку се разликуваат едни од други по големина, ориентација и содржина на јаглерод.Интерфејсите помеѓу зрната се нарекуваат граници на зрната.Кога челикот пропаѓа, на пример поради пукнатини од замор, тој има тенденција да пропадне на границите на зрната.
Колку блиску треба да погледнете за да видите различни честички?Доволно е зголемување од 100 пати или 100 пати повеќе од визуелната острина на човечкото око.Меѓутоа, едноставното гледање на суров челик до 100-та сила не прави многу.Примероците се подготвуваат со полирање на примерокот и гравирање на површината со киселина, обично азотна киселина и алкохол, што се нарекува офорт со азотна киселина.
Зрната и нивната внатрешна решетка ја одредуваат јачината на ударот, MYS, UTS и издолжувањето што челикот може да го издржи пред неуспехот.
Чекорите за производство на челик, како што се тркалањето со топла и ладна лента, го пренесуваат стресот на структурата на зрната;ако постојано ја менуваат формата, тоа значи дека стресот ги деформирал зрната.Други фази на обработка, како што се намотување на челикот во калеми, одмотување и минување низ мелница за цевки (за формирање на цевката и големината) ги деформираат челичните зрна.Ладното исцртување на цевката на штандот, исто така, го напрега материјалот, како и фазите на производство, како што се формирање и свиткување на крајот.Промените во структурата на зрната се нарекуваат дислокации.
Горенаведените чекори ја осиромашуваат еластичноста на челикот, неговата способност да издржи напрегање на истегнување (кинење).Челикот станува кршлив, што значи дека е поголема веројатноста да се скрши ако продолжите да работите со челикот.Издолжувањето е една компонента на пластичноста (компресибилноста е друга).Овде е важно да се разбере дека неуспехот најчесто се јавува при напнатост, а не при компресија.Челикот е доста отпорен на напрегања на истегнување поради неговото релативно големо издолжување.Сепак, челикот лесно се деформира под притисок на притисок - тој е податлив - што е предност.
Споредете го ова со бетонот, кој има многу висока јачина на притисок, но ниска еластичност.Овие својства се спротивни на челикот.Ова е причината зошто бетонот што се користи за патишта, згради и тротоари често се засилува.Резултатот е производ кој ги има силните страни на двата материјали: челикот е силен во затегнување, а бетонот е силен во компресија.
За време на стврднувањето, еластичноста на челикот се намалува, а неговата цврстина се зголемува.Со други зборови, се стврднува.Во зависност од ситуацијата, ова може да биде предност, но може да биде и недостаток, бидејќи цврстината е еднаква на кршливост.Односно, колку е потврд челикот, толку е помалку еластичен и затоа е поголема веројатноста да пропадне.
Со други зборови, секој чекор од процесот бара одредена еластичност на цевката.Како што се обработува делот, тој станува потежок, а ако е премногу тежок, тогаш во принцип е бескорисен.Тврдоста е кршливост, а кршливите цевки се склони кон дефект при употреба.
Дали производителот има опции во овој случај?Накратко, да.Оваа опција е жариште, и иако не е баш магична, таа е приближно магична колку што може да биде.
Во едноставни термини, жарењето ги отстранува сите ефекти од физичкото влијание врз металите.Во тој процес, металот се загрева до намалување на стресот или температура на рекристализација, што резултира со отстранување на дислокациите.Така, процесот делумно или целосно ја враќа еластичноста, во зависност од специфичната температура и времето што се користи во процесот на жарење.
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 средство за стврднување во вистинско време брзо го запира процесот и ги враќа својствата на челикот.
Дали треба да ги напуштиме спецификациите за цврстина?бр.Својствата на тврдоста се вредни, пред сè, како упатство за одредување на карактеристиките на челичните цевки.Цврстината е корисно мерење и едно од неколкуте својства што треба да се наведат при нарачка на цевчест материјал и да се проверат при приемот (документирани за секоја пратка).Кога тестот за цврстина се користи како тест стандард, тој мора да има соодветни вредности на скалата и контролни граници.
Сепак, ова не е вистински тест за полагање (прифаќање или отфрлање) на материјалот.Покрај цврстината, производителите треба одвреме-навреме да ги проверуваат 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 беше лансиран во 1990 година како прво списание посветено на индустријата за метални цевки.Денес, таа останува единствената публикација во индустријата во Северна Америка и стана најдоверливиот извор на информации за професионалците за цевки.
Сега е достапен целосниот дигитален пристап до FABRICATOR, обезбедувајќи лесен пристап до вредните ресурси на индустријата.
Сега е достапен целосниот дигитален пристап до The Tube & Pipe Journal, обезбедувајќи лесен пристап до вредните ресурси на индустријата.
Уживајте во целосниот дигитален пристап до STAMPING Journal, списанието за пазарот на метални печати со најновите технолошки достигнувања, најдобри практики и вести од индустријата.
Целосен пристап до дигиталното издание на The Fabricator en Español сега е достапно, обезбедувајќи лесен пристап до вредните индустриски ресурси.
Во вториот дел од нашата дводелна емисија со Адам Хефнер, сопственик и основач на продавница во Нешвил…