Elts test protokol (Brinell, Rockwell, Vickers) hat prosedueres spesifyk foar it objekt ûnder test.De Rockwell t-test is nuttich foar it testen fan tinne muorre pipen troch de buis yn 'e lingte te snijen en de buismuorre te kontrolearjen troch de binnendiameter ynstee fan de bûtendiameter.
Pipen bestelle is in bytsje as nei in autohannel gean en in auto of frachtwein bestelle.D'r binne no in oerfloed fan opsjes beskikber wêrtroch keapers de auto op ferskate manieren kinne oanpasse - ynterieur- en eksterieurkleuren, trimpakketten, eksterieurstylopsjes, karren foar oandriuwing, en in audiosysteem dat hast sa goed is as in thúsfermaaksysteem.Mei al dizze opsjes sille jo wierskynlik net tefreden wêze mei in standert no-frills auto.
Dat jildt foar stielen buizen.It hat tûzenen opsjes as spesifikaasjes.Neist dimensjes neamt de spesifikaasje gemyske eigenskippen en ferskate meganyske eigenskippen lykas minimale opbringststerkte (MYS), ultime treksterkte (UTS), en minimale ferlinging nei falen.In protte yn 'e yndustry - yngenieurs, oankeapaginten en fabrikanten - brûke lykwols de koarte skrift fan 'e yndustry en roppe foar "ienfâldige" laske buizen en listje mar ien karakteristyk: hurdens.
Besykje in auto te bestellen neffens ien karakteristyk ("Ik haw in auto nedich mei in automatyske oerdracht"), en mei de ferkeaper sille jo net fier gean.Hy moat in formulier ynfolje mei in protte opsjes.Dat is it gefal mei stielen buizen: om in buis geskikt te krijen foar in tapassing hat in buisfabrikant folle mear ynformaasje nedich as hurdens.
Hoe waard hurdens in akseptearre ferfanging foar oare meganyske eigenskippen?It is wierskynlik begon mei pipefabrikanten.Om't hurdheidstesten rap, maklik is en relatyf goedkeape apparatuer fereasket, brûke pipeferkeapers faak hurdenstesten om twa soarten piip te fergelykjen.Alles wat se nedich binne om in hurdenstest út te fieren is in glêd stik piip en in testrig.
Pipe hurdens is nau besibbe oan UTS en in regel fan thumb (persintaazje of persintaazje berik) is nuttich foar it skatten fan MYS, dus it is maklik om te sjen hoe hurdens testen kin wêze in geskikte proxy foar oare eigenskippen.
Derneist binne oare testen relatyf lestich.Wylst hurdenstesten mar sawat in minút duorret op ien masine, fereaskje MYS, UTS en elongaasjetests sample tarieding en in wichtige ynvestearring yn grutte laboratoarium apparatuer.Yn fergeliking foltôget in piipmole-operator in hurdenstest yn sekonden, wylst in spesjalistyske metallurg yn in pear oeren in trektest útfiert.It útfieren fan in hurdenstest is net dreech.
Dit betsjut net dat fabrikanten fan engineering pipen gjin hurdheidstests brûke.It is feilich te sizzen dat de mearderheid dit docht, mar om't se repetabiliteit en reprodusearberens fan ynstruminten evaluearje oer alle testapparatuer, binne se har goed bewust fan 'e beheiningen fan' e test.De measten fan harren brûke it om de hurdens fan 'e buis te evaluearjen as ûnderdiel fan it produksjeproses, mar brûke it net om de eigenskippen fan' e buis te kwantifisearjen.It is gewoan in pass / mislearre test.
Wêrom moat ik MYS, UTS en minimale ferlinging witte?Se jouwe de prestaasjes fan 'e buismontage oan.
MYS is de minimale krêft dy't permaninte deformaasje fan it materiaal feroarsaket.As jo besykje in rjocht stik tried (lykas in hanger) wat bûge en de druk loslitte, sil ien fan twa dingen barre: it sil weromkomme nei syn oarspronklike steat (rjocht) of bûgd bliuwe.As it noch rjocht is, dan binne jo noch net oer MYS kommen.As it noch bûgd is, hawwe jo miste.
Nim no beide einen fan 'e draad mei in tang.As jo in draad yn 'e helte kinne brekke, hawwe jo it foarby UTS makke.Jo lûke it hurd en jo hawwe twa stikken tried om jo boppeminsklike ynspannings sjen te litten.As de oarspronklike lingte fan de tried wie 5 inches, en de twa lingtematen nei mislearjen optelle oant 6 inches, de tried sil stretch 1 inch, of 20%.Eigentlike tensile tests wurde metten binnen 2 inches fan it brekpunt, mar gjin saak wat - de line spanning konsept yllustrearret UTS.
Stielmikrograafeksimplaren moatte wurde knipt, gepolijst en etste mei in swak soere oplossing (meastentiids salpetersûr en alkohol) om de korrels sichtber te meitsjen.100x fergrutting wurdt faak brûkt om stielkorrels te ynspektearjen en har grutte te bepalen.
Hurdheid is in test fan hoe't in materiaal reagearret op ynfloed.Stel jo foar dat in koarte lingte fan buis wurdt pleatst yn in bankje mei serrated kaken en skodde om de bank te sluten.Neist it ôfstimmen fan 'e piip litte viskekaken in ôfdruk op it oerflak fan' e piip.
Dit is hoe't de hurdenstest wurket, mar it is net sa rûch.De test hat in kontrolearre ynfloedgrutte en in kontroleare druk.Dizze krêften ferfoarmje it oerflak, foarmje ynspringen as ynspringen.De grutte of djipte fan 'e dent bepaalt de hurdens fan it metaal.
By it evaluearjen fan stiel wurde Brinell, Vickers en Rockwell hurdenstests faak brûkt.Elk hat syn eigen skaal, en guon fan harren hawwe meardere testmetoaden lykas Rockwell A, B, C, ensfh Foar stielen buizen ferwiist de ASTM A513-spesifikaasje nei de Rockwell B-test (ôfkoarte as HRB of RB).De Rockwell Test B mjit it ferskil yn penetraasjekrêft fan in 1⁄16 inch diameter stielen bal yn stiel tusken in lichte preload en in basislast fan 100 kgf.In typysk resultaat foar standert myld stiel is HRB 60.
Materiaalwittenskippers witte dat hurdens in lineêre relaasje hat mei UTS.Dêrom foarseit de opjûne hurdens UTS.Lykas wit de pipefabrikant dat MYS en UTS besibbe binne.Foar laske buizen is MYS typysk 70% oan 85% UTS.It krekte bedrach hinget ôf fan it buisproduksjeproses.De hurdens fan HRB 60 komt oerien mei UTS 60.000 pûn per fjouwerkante inch (PSI) en sawat 80% MYS, dat is 48.000 PSI.
De meast foarkommende piipspesifikaasje foar algemiene produksje is maksimale hurdens.Neist grutte, yngenieurs binne ek ynteressearre yn in spesifisearje ferset laske (RW) pipen binnen in goede wurking berik, dat kin resultearje yn diel tekeningen mei in mooglik maksimum hurdens fan HRB 60. Dit beslút allinnich resultearret yn in oantal meganyske ein eigenskippen, ynklusyf hurdens sels.
Earst fertelt de hurdens fan HRB 60 ús net folle.De HRB 60-lêzing is in dimensjeleas getal.Materialen rated op HRB 59 binne sêfter as dy testen op HRB 60, en HRB 61 is hurder as HRB 60, mar mei hoefolle?It kin net wurde kwantifisearre as folume (mjitten yn desibels), koppel (mjitten yn pûn-fuotten), snelheid (mjitten yn ôfstân tsjin tiid), of UTS (mjitten yn pûn per fjouwerkante inch).It lêzen fan HRB 60 fertelt ús neat spesifyk.It is in materieel eigendom, net in fysyk eigendom.Twads, de bepaling fan hurdens op himsels is net goed geskikt om te garandearjen repeatability of reproducibility.Evaluaasje fan twa siden op in stekproef, sels as de test sites binne ticht byinoar, faak resultearret yn hiel ferskillende hurdens lêzingen.De aard fan tests fergruttet dit probleem.Nei ien posysjemjitting kin in twadde mjitting net nommen wurde om it resultaat te kontrolearjen.Test repeatability is net mooglik.
Dit betsjut net dat hurdensmeting ûngemaklik is.Eins is dit in goede gids foar UTS-guod, en it is in rappe en maklike test.Elkenien dy't belutsen is by de definysje, oanbesteging en fabrikaazje fan buizen moat lykwols bewust wêze fan har beheiningen as testparameter.
Om't "gewoane" piip net dúdlik definiearre is, beheine piipfabrikanten it typysk nei de twa meast brûkte soarten stiel en piip lykas definieare yn ASTM A513: 1008 en 1010 as passend.Ek nei it útsluten fan alle oare soarten buizen bliuwe de mooglikheden foar de meganyske eigenskippen fan dizze twa soarten buizen iepen.Yn feite hawwe dizze soarten pipen it breedste oanbod fan meganyske eigenskippen fan alle pipe types.
Bygelyks, in buis wurdt beskôge as sêft as MYS is leech en elongation is heech, wat betsjut dat it prestearret better yn termen fan stretch, deformation, en permaninte deformation as in buis beskreaun as stive, dy't in relatyf hege MYS en relatyf lege elongation hat ..Dit is gelyk oan it ferskil tusken sêfte tried en hurde tried lykas klean hangers en boren.
Ferlinging sels is in oare faktor dy't in wichtige ynfloed hat op krityske pipeapplikaasjes.Hege elongation pipen kinne wjerstean stretching;lege elongation materialen binne brossiger en dêrom mear gefoelich foar katastrofale wurgens mislearjen.De elongaasje is lykwols net direkt relatearre oan UTS, dat is de ienige meganyske eigenskip dy't direkt relatearre is oan hurdens.
Wêrom ferskille pipen safolle yn har meganyske eigenskippen?Earst is de gemyske gearstalling oars.Stiel is in fêste oplossing fan izer en koalstof, lykas oare wichtige alloys.Foar ienfâld sille wy allinich it persintaazje koalstof behannelje.De koalstofatomen ferfange guon fan 'e izeren atomen, it meitsjen fan de kristallijne struktuer fan it stiel.ASTM 1008 is in wiidweidige primêre klasse mei koalstofynhâld fan 0% oant 0,10%.Nul is in spesjaal nûmer dat unike eigenskippen leveret by in ultra-lege koalstofynhâld yn stiel.ASTM 1010 definiearret koalstofynhâld fan 0,08% oant 0,13%.Dizze ferskillen lykje net enoarm, mar se binne genôch om earne oars in grut ferskil te meitsjen.
Twads kinne stielen buizen wurde produsearre of produsearre en dêrnei ferwurke yn sân ferskillende produksjeprosessen.ASTM A513 oangeande de produksje fan ERW-pipen listet sân soarten:
As de gemyske gearstalling fan stiel en de stadia fan pipe manufacturing gjin ynfloed op de hurdens fan stiel, wat dan?It antwurd op dizze fraach betsjut foarsichtich ûndersyk fan de details.Dizze fraach liedt ta twa oare fragen: hokker details en hoe ticht?
Detaillearre ynformaasje oer de kerrels dy't stiel foarmje is it earste antwurd.As stiel wurdt produsearre yn in primêre mûne, koelt it net yn in geweldige massa mei ien eigenskip.As stiel koelt, foarmje har molekulen werheljende patroanen (kristallen), fergelykber mei hoe't snieflokken foarmje.Nei de foarming fan kristallen wurde se kombinearre yn groepen neamd korrels.As de kerrels koelje, groeie se, foarmje it heule blêd of plaat.De groei fan nôt stopt as de lêste molekule fan stiel troch it nôt opnommen wurdt.Dit alles bart op in mikroskopysk nivo, mei in middelgrutte stielkorrel dy't sawat 64 mikrons of 0,0025 inch is.Wylst elk nôt is fergelykber mei de folgjende, se binne net itselde.Se ferskille wat fan elkoar yn grutte, oriïntaasje en koalstofynhâld.De ynterfaces tusken korrels wurde nôtgrinzen neamd.Wannear't stiel mislearret, bygelyks troch wurgensbarsten, hat it oanstriid om te mislearjen by nôrgrinzen.
Hoe ticht moatte jo sjen om ûnderskate dieltsjes te sjen?In fergrutting fan 100 kear of 100 kear de fisuele skerpte fan it minsklik each is genôch.Lykwols, gewoan nei rau stiel sjen nei de 100ste macht docht net folle.Samples wurde taret troch it poliisjen fan it probleem en it etsen fan it oerflak mei in soer, meastentiids salpetersûr en alkohol, dy't salpetersûre etsen wurdt neamd.
It binne de korrels en har ynterne rooster dy't de ynfloedsterkte, MYS, UTS, en de ferlinging bepale dy't it stiel kin ferneare foar mislearjen.
Steelmaking stappen lykas waarme en kâlde strip rolling oerdracht stress oan de nôt struktuer;as se hieltyd fan foarm feroarje, betsjut dit dat de spanning de korrels ferfoarme hat.Oare ferwurkingsstappen lykas it wikkeljen fan it stiel yn spoelen, ôfwikkeljen en troch in buismole (om de buis en grutte te foarmjen) ferfoarmje de stielkorrels.De kâlde tekening fan 'e piip op' e mandrel beklammet ek it materiaal, lykas de produksjestappen lykas einfoarmjen en bûgen.Feroaringen yn 'e nôtstruktuer wurde dislokaasjes neamd.
De boppesteande stappen ferneatigje de duktiliteit fan it stiel, har fermogen om trekspanning (skuorre) te wjerstean.Stiel wurdt bros, dat betsjut dat it mear kâns is om te brekken as jo fierder wurkje mei it stiel.Ferlinging is ien komponint fan plastykens (compressibility is in oar).It is wichtich om hjir te begripen dat mislearring meast foarkommen wurdt yn spanning, en net yn kompresje.Stiel is frij resistint foar trekspanningen troch syn relatyf hege ferlinging.Stiel ferfoarmet lykwols maklik ûnder komprimearjende stress - it is smeeber - wat in foardiel is.
Ferlykje dit mei beton, dat hat in hege compressive sterkte, mar lege ductility.Dizze eigenskippen binne it tsjinoerstelde fan stiel.Dêrom wurdt beton dat brûkt wurdt foar diken, gebouwen en trottoirs faak fersterke.It resultaat is in produkt dat de sterkte fan beide materialen hat: stiel is sterk yn spanning en beton is sterk yn kompresje.
Tidens hardening nimt de duktiliteit fan stiel ôf, en har hurdens nimt ta.Mei oare wurden, it ferhurdet.Ofhinklik fan 'e situaasje kin dit in foardiel wêze, mar it kin ek in neidiel wêze, om't hurdens gelyk is oan brosheid.Dat is, hoe hurder it stiel, hoe minder elastysk it is en dus de kâns dat it mislearret.
Mei oare wurden, elke stap fan it proses fereasket wat pipeduktiliteit.As it diel wurdt ferwurke, wurdt it swierder, en as it te swier is, dan is it yn prinsipe nutteloos.Hurdheid is brittleness, en bros buizen binne gefoelich foar mislearjen tidens gebrûk.
Hat de fabrikant opsjes yn dit gefal?Koartsein, ja.Dizze opsje is annealing, en hoewol it net krekt magysk is, is it sawat magysk as kin wêze.
Yn ienfâldige termen ferwideret annealing alle effekten fan fysike ynfloed op metalen.Yn it proses wurdt it metaal ferwaarme ta in stressferliening of rekristallisaasjetemperatuer, wat resulteart yn it fuortheljen fan dislokaasjes.Sa, it proses foar in part of folslein herstelt ductility, ôfhinklik fan de spesifike temperatuer en tiid brûkt yn it annealing proses.
Annealing en kontrolearre koeling befoarderje nôtgroei.Dit is foardielich as it doel is om de brosheid fan it materiaal te ferminderjen, mar ûnkontroleare nôtgroei kin it metaal te folle verzachten, wêrtroch it ûnbrûkber wurdt foar it bedoelde gebrûk.It stopjen fan it annealingproses is in oar hast magysk ding.Blokkearjen op 'e juste temperatuer mei it juste ferhurdingsmiddel op' e krekte tiid stopet it proses fluch en herstelt de eigenskippen fan it stiel.
Moatte wy de hurdensspesifikaasjes ferlitte?Nee.De eigenskippen fan hurdens binne weardefol, earst fan alle, as in rjochtline by it bepalen fan de skaaimerken fan stielen buizen.Hurdheid is in nuttige mjitting en ien fan ferskate eigenskippen dy't moatte wurde oantsjutte by it bestellen fan tubular materiaal en kontrolearre by ûntfangst (dokumintearre foar elke shipment).As in hurdenstest wurdt brûkt as teststandert, moat it passende skaalwearden en kontrôlegrinzen hawwe.
Dit is lykwols gjin wiere test foar it trochjaan (akseptearjen of ôfwizing) fan it materiaal.Njonken hurdens moatte fabrikanten shipments fan tiid ta tiid kontrolearje om oare relevante eigenskippen te bepalen lykas MYS, UTS, of minimale ferlinging, ôfhinklik fan 'e piipapplikaasje.
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 waard lansearre yn 1990 as it earste tydskrift wijd oan de metalen pipe yndustry.Hjoed, it bliuwt de ienige yndustry publikaasje yn Noard-Amearika en is wurden de meast fertroude boarne fan ynformaasje foar tubing professionals.
Folsleine digitale tagong ta The FABRICATOR is no beskikber, en biedt maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
Folsleine digitale tagong ta The Tube & Pipe Journal is no beskikber, en biedt maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
Genietsje fan folsleine digitale tagong ta STAMPING Journal, it tydskrift foar metalen stampingmerk mei de lêste technologyske foarútgong, bêste praktiken en yndustrynijs.
Folsleine tagong ta The Fabricator en Español digitale edysje is no beskikber, en biedt maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
Yn it twadde diel fan ús twadielige show mei Adam Heffner, Nashville winkeleigner en oprjochter ...
Post tiid: Jan-27-2023