বিভিন্ন পরীক্ষা প্রোটোকলের (ব্রিনেল, রকওয়েল, ভিকার্স) পরীক্ষাধীন প্রকল্পের জন্য নির্দিষ্ট কার্যপ্রণালী রয়েছে। রকওয়েল টি পরীক্ষাটি লাইট ওয়াল টিউব পরিদর্শনের জন্য উপযুক্ত, যেখানে টিউবটিকে লম্বালম্বিভাবে কেটে বাইরের ব্যাসের পরিবর্তে ভেতরের ব্যাস থেকে দেয়ালটি পরীক্ষা করা হয়।
একটি গাড়ি অর্ডার করা অনেকটা গাড়ির ডিলারশিপে গিয়ে একটি গাড়ি বা ট্রাক অর্ডার করার মতো। আজকাল, উপলব্ধ বিভিন্ন বিকল্প ক্রেতাদেরকে নানাভাবে গাড়িটি কাস্টমাইজ করার সুযোগ দেয় — যেমন ভেতরের ও বাইরের রঙ, ইন্টেরিয়র ট্রিম প্যাকেজ, বাইরের স্টাইলিং অপশন, পাওয়ারট্রেনের পছন্দ এবং এমন একটি অডিও সিস্টেম যা প্রায় একটি হোম এন্টারটেইনমেন্ট সিস্টেমের সমতুল্য। এতসব বিকল্প থাকার কারণে, আপনি হয়তো একটি সাধারণ, সাদামাটা গাড়িতে সন্তুষ্ট হবেন না।
ইস্পাতের পাইপ আসলেই তাই। এর হাজার হাজার বিকল্প বা স্পেসিফিকেশন রয়েছে। মাপের পাশাপাশি, স্পেসিফিকেশনে রাসায়নিক এবং বেশ কিছু যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যেমন ন্যূনতম ইল্ড স্ট্রেংথ (MYS), আল্টিমেট টেনসাইল স্ট্রেংথ (UTS), এবং ফেইলারের আগে ন্যূনতম প্রসারণের তালিকা থাকে। তবে, এই শিল্পের অনেকেই—যেমন ইঞ্জিনিয়ার, পারচেজিং এজেন্ট এবং প্রস্তুতকারক—শিল্পে প্রচলিত সংক্ষিপ্ত পরিভাষা ব্যবহার করেন, যা “সাধারণ” ওয়েল্ডেড পাইপের ব্যবহারকে আবশ্যক করে এবং শুধুমাত্র একটি বৈশিষ্ট্য—কঠিনতা—নির্দিষ্ট করে।
গাড়ির অর্ডার দেওয়ার সময় শুধু একটি বৈশিষ্ট্য (“আমার অটোমেটিক ট্রান্সমিশনযুক্ত একটি গাড়ি দরকার”) বললে সেলসম্যানের কাছে খুব একটা সুবিধা করতে পারবেন না। তাকে অনেকগুলো অপশনসহ একটি অর্ডার ফর্ম পূরণ করতে হয়। পাইপও ঠিক তাই – নির্দিষ্ট কাজের জন্য সঠিক পাইপটি পেতে হলে, পাইপ প্রস্তুতকারকের শুধু কাঠিন্যের চেয়েও বেশি তথ্যের প্রয়োজন হয়।
কীভাবে কাঠিন্য অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের একটি স্বীকৃত বিকল্প হয়ে ওঠে? সম্ভবত এর শুরুটা হয়েছিল কোনো পাইপ প্রস্তুতকারকের হাত ধরে। যেহেতু কাঠিন্য পরীক্ষা দ্রুত, সহজ এবং এর জন্য তুলনামূলকভাবে কম খরচের সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, তাই টিউব বিক্রেতারা প্রায়শই দুটি টিউবের তুলনা করার জন্য কাঠিন্য পরীক্ষা ব্যবহার করেন। একটি কাঠিন্য পরীক্ষা করার জন্য তাদের কেবল একটি মসৃণ পাইপ এবং একটি টেস্ট স্ট্যান্ড প্রয়োজন।
টিউবের কাঠিন্য UTS-এর সাথে ভালোভাবে সম্পর্কযুক্ত, এবং একটি সাধারণ নিয়ম হিসাবে, MYS অনুমান করার জন্য শতাংশ বা শতাংশের পরিসর সহায়ক, তাই এটা সহজেই বোঝা যায় যে কীভাবে কাঠিন্য পরীক্ষা অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের জন্য একটি উপযুক্ত বিকল্প হতে পারে।
এছাড়াও, অন্যান্য পরীক্ষাগুলো তুলনামূলকভাবে জটিল। যেখানে একটিমাত্র মেশিনে কাঠিন্য পরীক্ষা করতে মাত্র এক মিনিটের মতো সময় লাগে, সেখানে MYS, UTS এবং প্রসারণ পরীক্ষার জন্য নমুনা প্রস্তুতি এবং বড় ল্যাবরেটরি সরঞ্জামে উল্লেখযোগ্য বিনিয়োগের প্রয়োজন হয়। তুলনা করলে, একজন টিউব মিল অপারেটরের একটি কাঠিন্য পরীক্ষা করতে কয়েক সেকেন্ড সময় লাগে, আর একজন পেশাদার ধাতুবিদ্যা বিশেষজ্ঞের একটি টেনসাইল পরীক্ষা করতে কয়েক ঘন্টা সময় লাগে। কাঠিন্য পরীক্ষা করা কঠিন কিছু নয়।
এর মানে এই নয় যে ইঞ্জিনিয়ার্ড পাইপ প্রস্তুতকারকরা কাঠিন্য পরীক্ষা ব্যবহার করেন না। এটা বলা নিরাপদ যে বেশিরভাগ মানুষই তা করে, কিন্তু যেহেতু তারা তাদের সমস্ত পরীক্ষার সরঞ্জামের গেজ পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা এবং পুনরুৎপাদনযোগ্যতা মূল্যায়ন করে, তাই তারা এই পরীক্ষার সীমাবদ্ধতা সম্পর্কে ভালোভাবে অবগত। বেশিরভাগই উৎপাদন প্রক্রিয়ার অংশ হিসেবে টিউবের কাঠিন্য মূল্যায়ন করে, কিন্তু তারা টিউবের বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করার জন্য এটি ব্যবহার করে না। এটি কেবল একটি পাস/ফেল পরীক্ষা।
MYS, UTS এবং ন্যূনতম প্রসারণ সম্পর্কে আপনার কেন জানা প্রয়োজন? এগুলো নির্দেশ করে যে অ্যাসেম্বলির সময় টিউবটি কীভাবে আচরণ করবে।
MYS হলো সেই ন্যূনতম বল যা কোনো বস্তুর স্থায়ী বিকৃতি ঘটায়। আপনি যদি একটি সোজা তারকে (যেমন একটি কোট হ্যাঙ্গার) সামান্য বাঁকাতে গিয়ে চাপ ছেড়ে দেন, তাহলে দুটি ঘটনার মধ্যে একটি ঘটবে: এটি হয় আগের অবস্থায় (সোজা) ফিরে আসবে অথবা বাঁকাই থেকে যাবে। যদি এটি তখনও সোজা থাকে, তাহলে আপনি MYS অতিক্রম করেননি। আর যদি এটি তখনও বাঁকা থাকে, তাহলে আপনি সীমাটি অতিক্রম করে ফেলেছেন।
এখন, প্লায়ার্স ব্যবহার করে তারের দুই প্রান্ত চেপে ধরুন। যদি আপনি তারটিকে দুটি টুকরো করে ছিঁড়তে পারেন, তাহলে আপনি এর আল্টিমেট টেনসর (UTS) অতিক্রম করেছেন। আপনি এর উপর অনেক টান দিয়েছেন এবং আপনার অতিমানবীয় প্রচেষ্টার প্রমাণ হিসেবে দুটি তার পেয়েছেন। যদি তারটির আসল দৈর্ঘ্য ৫ ইঞ্চি হয়, এবং ছিঁড়ে যাওয়ার পরের দুটি দৈর্ঘ্যের যোগফল ৬ ইঞ্চি হয়, তাহলে তারটি ১ ইঞ্চি বা ২০% প্রসারিত হয়েছে। প্রকৃত প্রসারণ পরীক্ষাটি ছিঁড়ে যাওয়ার বিন্দুর ২ ইঞ্চির মধ্যে পরিমাপ করা হয়, কিন্তু যাই হোক – টানার তারের ধারণাটি আল্টিমেট টেনসর (UTS) ব্যাখ্যা করে।
স্টিলের দানাগুলো দৃশ্যমান করার জন্য ফটোমাইক্রোগ্রাফের নমুনাগুলোকে কেটে, পালিশ করে এবং একটি মৃদু অম্লীয় দ্রবণ (সাধারণত নাইট্রিক অ্যাসিড ও অ্যালকোহল (নাইট্রোইথানল)) ব্যবহার করে এচিং করতে হয়। স্টিলের দানা পরিদর্শন এবং দানার আকার নির্ধারণের জন্য সাধারণত ১০০ গুণ বিবর্ধন ব্যবহার করা হয়।
কাঠিন্য হলো কোনো বস্তু আঘাতে কীভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় তার একটি পরীক্ষা। কল্পনা করুন, একটি ছোট পাইপের টুকরো খাঁজকাটা চোয়ালযুক্ত একটি ভাইসে রেখে ভাইসটি বন্ধ করার জন্য ঘোরানো হচ্ছে। নলটিকে চ্যাপ্টা করার পাশাপাশি, ভাইসের চোয়ালগুলো নলের পৃষ্ঠে খাঁজও তৈরি করে।
কাঠিন্য পরীক্ষা এভাবেই কাজ করে, কিন্তু এটি ততটা স্থূল নয়। এই পরীক্ষায় একটি নিয়ন্ত্রিত আকারের আঘাত এবং নিয়ন্ত্রিত চাপ ব্যবহার করা হয়। এই বলগুলো পৃষ্ঠতলকে বিকৃত করে একটি খাঁজ বা গর্ত তৈরি করে। এই খাঁজের আকার বা গভীরতা ধাতুটির কাঠিন্য নির্ধারণ করে।
ইস্পাত মূল্যায়নের জন্য প্রচলিত কাঠিন্য পরীক্ষাগুলো হলো ব্রিনেল, ভিকার্স এবং রকওয়েল। প্রত্যেকটির নিজস্ব স্কেল আছে এবং কয়েকটির একাধিক পরীক্ষা পদ্ধতিও রয়েছে, যেমন রকওয়েল এ, বি এবং সি। ইস্পাতের পাইপের জন্য, ASTM স্পেসিফিকেশন A513-এ রকওয়েল বি পরীক্ষার (সংক্ষেপে HRB বা RB) উল্লেখ রয়েছে। রকওয়েল বি পরীক্ষায়, একটি ছোট প্রিলোড এবং ১০০ কেজিএফ-এর একটি প্রাইমারি লোডের মধ্যে ১/১৬-ইঞ্চি ব্যাসের একটি ইস্পাতের বল দ্বারা ইস্পাতের ভেদনের পার্থক্য পরিমাপ করা হয়। সাধারণ মাইল্ড স্টিলের জন্য এর একটি সাধারণ ফলাফল হলো HRB ৬০।
বস্তু বিজ্ঞানীরা জানেন যে কাঠিন্য আল্টিমেট টেনসাইল স্ট্রেংথ (UTS)-এর সাথে রৈখিকভাবে সম্পর্কিত। অতএব, একটি নির্দিষ্ট কাঠিন্য দ্বারা UTS-এর পূর্বাভাস দেওয়া যায়। একইভাবে, টিউব প্রস্তুতকারকরা জানেন যে মাল্টি-ইয়ার সলিড (MYS) এবং UTS পরস্পর সম্পর্কিত। ঝালাই করা পাইপের ক্ষেত্রে, MYS সাধারণত UTS-এর ৭০% থেকে ৮৫% হয়ে থাকে। এর সঠিক পরিমাণ টিউব তৈরির প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। HRB 60-এর কাঠিন্য ৬০,০০০ পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চি (PSI) UTS এবং ৮০% বা ৪৮,০০০ PSI MYS-এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।
সাধারণ উৎপাদনে পাইপের সবচেয়ে প্রচলিত স্পেসিফিকেশন হলো সর্বোচ্চ কাঠিন্য। আকারের পাশাপাশি, প্রকৌশলী একটি ভালো কার্যকরী পরিসরের মধ্যে ওয়েল্ডেড ইলেকট্রিক রেজিস্ট্যান্স ওয়েল্ডেড (ERW) পাইপ নির্দিষ্ট করার বিষয়েও উদ্বিগ্ন ছিলেন, যার ফলে কম্পোনেন্ট ড্রয়িং-এ সম্ভবত HRB 60-এর মতো সর্বোচ্চ কাঠিন্য স্থান পেতে পারে। শুধুমাত্র এই সিদ্ধান্তের ফলেই কাঠিন্য সহ চূড়ান্ত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলোর একটি পরিসর তৈরি হয়।
প্রথমত, HRB 60-এর কাঠিন্য আমাদের খুব বেশি কিছু জানায় না। HRB 60-এর রিডিং একটি মাত্রাহীন সংখ্যা। HRB 59 দিয়ে মূল্যায়ন করা উপাদানটি HRB 60 দিয়ে পরীক্ষিত উপাদানের চেয়ে নরম, এবং HRB 61, HRB 60-এর চেয়ে কঠিন, কিন্তু কতটা বেশি? একে আয়তন (ডেসিবেলে পরিমাপ করা হয়), টর্ক (পাউন্ড-ফুটে পরিমাপ করা হয়), বেগ (সময়ের সাপেক্ষে দূরত্বে পরিমাপ করা হয়), বা UTS (পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে পরিমাপ করা হয়)-এর মতো পরিমাপ করা যায় না। HRB 60-এর রিডিং আমাদের নির্দিষ্ট কিছু জানায় না। এটি উপাদানের একটি বৈশিষ্ট্য, কিন্তু কোনো ভৌত বৈশিষ্ট্য নয়। দ্বিতীয়ত, কাঠিন্য পরীক্ষা পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা বা পুনরুৎপাদনযোগ্যতার জন্য উপযুক্ত নয়। একটি পরীক্ষার নমুনার দুটি স্থান মূল্যায়ন করলে, এমনকি পরীক্ষার স্থানগুলো একে অপরের কাছাকাছি হলেও, প্রায়শই কাঠিন্যের রিডিংয়ে একটি বড় পার্থক্য দেখা যায়। এই সমস্যাটিকে আরও জটিল করে তোলে পরীক্ষার প্রকৃতি। একটি স্থান পরিমাপ করার পরে, ফলাফল যাচাই করার জন্য এটি দ্বিতীয়বার পরিমাপ করা যায় না। পরীক্ষার পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা নিশ্চিত নয়। সম্ভব।
এর মানে এই নয় যে কাঠিন্য পরীক্ষা করা অসুবিধাজনক। প্রকৃতপক্ষে, এটি কোনো উপাদানের সর্বোচ্চ কাঠিন্য (UTS) সম্পর্কে একটি ভালো ধারণা দেয় এবং এটি একটি দ্রুত ও সহজে সম্পাদনযোগ্য পরীক্ষা। তবে, টিউবের স্পেসিফিকেশন, ক্রয় এবং উৎপাদনের সাথে জড়িত প্রত্যেকেরই একটি পরীক্ষার প্যারামিটার হিসেবে এর সীমাবদ্ধতা সম্পর্কে সচেতন থাকা উচিত।
যেহেতু “সাধারণ” পাইপের কোনো সুনির্দিষ্ট সংজ্ঞা নেই, তাই প্রয়োজনে পাইপ প্রস্তুতকারকরা প্রায়শই ASTM A513: 1008 এবং 1010-এ সংজ্ঞায়িত দুটি সর্বাধিক ব্যবহৃত স্টিল পাইপ এবং পাইপের প্রকারের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকেন। অন্য সব ধরনের টিউব বাদ দেওয়ার পরেও, এই দুই ধরনের টিউবের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে সম্ভাবনার কোনো সীমা থাকে না। প্রকৃতপক্ষে, অন্য যেকোনো ধরনের তুলনায় এই দুই ধরনের টিউবেরই যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের পরিসর সবচেয়ে বিস্তৃত।
উদাহরণস্বরূপ, একটি টিউবকে নরম বলা হয় যদি এর MYS কম এবং প্রসারণ বেশি হয়, যার অর্থ হলো এটি একটি শক্ত টিউবের তুলনায় টেনসাইল, ডিফ্লেকশন এবং সেটের ক্ষেত্রে ভালো কাজ করে, যেটির MYS তুলনামূলকভাবে বেশি এবং প্রসারণ তুলনামূলকভাবে কম। এটি নরম এবং শক্ত তারের মধ্যেকার পার্থক্যের মতোই, যেমন কোট হ্যাঙ্গার এবং ড্রিল।
প্রসারণ নিজেই আরেকটি বিষয় যা পাইপের গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। উচ্চ প্রসারণযুক্ত টিউব টান বল সহ্য করতে পারে; কম প্রসারণযুক্ত উপাদান অধিক ভঙ্গুর এবং তাই মারাত্মক ক্লান্তিজনিত ব্যর্থতার জন্য বেশি ঝুঁকিপূর্ণ। তবে, প্রসারণের সাথে আল্টিমেট টেনসাইল স্ট্রেংথ (UTS)-এর সরাসরি কোনো সম্পর্ক নেই, যা কাঠিন্যের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত একমাত্র যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।
টিউবগুলোর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এত ভিন্ন হয় কেন? প্রথমত, এর রাসায়নিক গঠন ভিন্ন। ইস্পাত হলো লোহা, কার্বন এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ সংকর ধাতুর একটি কঠিন দ্রবণ। সরলতার জন্য, আমরা এখানে শুধুমাত্র কার্বনের শতাংশ নিয়ে আলোচনা করব। কার্বন পরমাণু কিছু লোহার পরমাণুকে প্রতিস্থাপন করে ইস্পাতের স্ফটিক কাঠামো তৈরি করে। ASTM 1008 হলো একটি সর্বব্যাপী প্রাথমিক গ্রেড, যেখানে কার্বনের পরিমাণ ০% থেকে ০.১০%। শূন্য একটি অত্যন্ত বিশেষ সংখ্যা, যা ইস্পাতে কার্বনের পরিমাণ অতি-কম হলে অনন্য বৈশিষ্ট্য তৈরি করে। ASTM 1010-এ কার্বনের পরিমাণ ০.০৮% থেকে ০.১৩% এর মধ্যে নির্দিষ্ট করা আছে। এই পার্থক্যগুলো বিশাল মনে না হলেও, অন্য ক্ষেত্রে বড় ধরনের প্রভাব ফেলার জন্য এগুলো যথেষ্ট।
দ্বিতীয়ত, ইস্পাতের পাইপ সাতটি ভিন্ন উৎপাদন প্রক্রিয়ায় তৈরি বা নির্মাণ এবং পরবর্তীতে প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে। ERW পাইপ উৎপাদন সম্পর্কিত ASTM A513 সাত প্রকারের তালিকা করে:
যদি ইস্পাতের রাসায়নিক গঠন এবং নল তৈরির ধাপগুলো ইস্পাতের কাঠিন্যের উপর কোনো প্রভাব না ফেলে, তাহলে প্রভাবটা কী? এই প্রশ্নের উত্তর দিতে হলে খুঁটিনাটি বিষয়গুলো খতিয়ে দেখতে হবে। এই প্রশ্নটি আরও দুটি প্রশ্ন উত্থাপন করে: কোন খুঁটিনাটি, এবং কতটা পুঙ্খানুপুঙ্খ?
ইস্পাত গঠনকারী দানাগুলো সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্যই হলো প্রথম উত্তর। যখন একটি প্রাথমিক ইস্পাত কারখানায় ইস্পাত তৈরি করা হয়, তখন এটি ঠান্ডা হয়ে একটি একক বৈশিষ্ট্যযুক্ত বিশাল খণ্ডে পরিণত হয় না। ইস্পাত ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে, এর অণুগুলো পুনরাবৃত্তিমূলক বিন্যাসে (ক্রিস্টাল) সজ্জিত হয়, যেমনটা তুষারকণা তৈরি হয়। ক্রিস্টাল গঠিত হওয়ার পর, সেগুলো একত্রিত হয়ে দানা নামক গুচ্ছ তৈরি করে। শীতলীকরণ প্রক্রিয়া চলতে থাকলে, দানাগুলো বৃদ্ধি পায় এবং পুরো শিট বা প্লেট জুড়ে গঠিত হয়। যখন শেষ ইস্পাতের অণুগুলো দানা দ্বারা শোষিত হয়ে যায়, তখন দানাগুলোর বৃদ্ধি থেমে যায়। এই সমস্ত কিছু আণুবীক্ষণিক স্তরে ঘটে, কারণ একটি ইস্পাতের দানার গড় আকার প্রায় ৬৪ µ বা ০.০০২৫ ইঞ্চি চওড়া হয়। যদিও প্রতিটি দানা তার পাশেরটির মতো দেখতে, কিন্তু সেগুলো একই রকম নয়। আকার, দিকবিন্যাস এবং কার্বনের পরিমাণে এদের মধ্যে সামান্য পার্থক্য থাকে। দানাগুলোর মধ্যবর্তী সংযোগস্থলকে গ্রেইন বাউন্ডারি বলা হয়। যখন ইস্পাত বিকল হয়, উদাহরণস্বরূপ ক্লান্তিজনিত ফাটলের কারণে, তখন এটি গ্রেইন বাউন্ডারি বরাবর বিকল হওয়ার প্রবণতা দেখায়।
সুস্পষ্ট দানা দেখতে কতদূর তাকাতে হবে? ১০০ গুণ বিবর্ধন, বা মানুষের দৃষ্টিশক্তির ১০০ গুণ, যথেষ্ট। তবে, ১০০ গুণ বিবর্ধনে অপরিশোধিত ইস্পাতের দিকে তাকালে খুব বেশি কিছু বোঝা যায় না। নমুনাটিকে পালিশ করে এবং নাইট্রোইথানল এচ্যান্ট নামক একটি অ্যাসিড (সাধারণত নাইট্রিক অ্যাসিড এবং অ্যালকোহল) দিয়ে এর পৃষ্ঠতল খোদাই করে প্রস্তুত করা হয়।
ইস্পাতের ভাঙনের পূর্বে এটি যে অভিঘাত শক্তি, সর্বোচ্চ শক্তি সহনশীলতা (MYS), চূড়ান্ত শক্তি সহনশীলতা (UTS) এবং প্রসারণ সহ্য করতে পারে, তা এর দানা এবং তাদের অভ্যন্তরীণ জালিকাই নির্ধারণ করে।
ইস্পাত তৈরির বিভিন্ন ধাপ, যেমন স্ট্রিপের হট ও কোল্ড রোলিং, ইস্পাতের দানার গঠনে পীড়ন প্রয়োগ করে; যদি এগুলোর আকৃতি স্থায়ীভাবে পরিবর্তিত হয়, তবে এর অর্থ হলো এই পীড়ন দানাটিকে বিকৃত করে। অন্যান্য প্রক্রিয়াকরণ ধাপ, যেমন ইস্পাতকে কুণ্ডলী পাকানো, তা খোলা এবং টিউব মিলের মাধ্যমে ইস্পাতের দানাগুলোকে বিকৃত করা (টিউবের আকার ও আকৃতি দেওয়ার জন্য)। ম্যান্ডেলের উপর টিউবকে কোল্ড ড্রয়িং করার সময়ও উপাদানটির উপর চাপ সৃষ্টি হয়, যেমনটা প্রান্ত গঠন এবং বাঁকানোর মতো উৎপাদন ধাপগুলোতেও হয়ে থাকে। দানার গঠনে এই পরিবর্তনগুলোকে ডিসলোকেশন বলা হয়।
উপরের ধাপগুলো ইস্পাতের নমনীয়তা হ্রাস করে, যা হলো টান (টেনে খোলার) পীড়ন সহ্য করার ক্ষমতা। ইস্পাত ভঙ্গুর হয়ে যায়, যার অর্থ হলো এর উপর ক্রমাগত কাজ করতে থাকলে এটি ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেড়ে যায়। প্রসারণ হলো নমনীয়তার একটি উপাদান (সংকোচনশীলতা হলো আরেকটি)। এটা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ যে ভাঙন বেশিরভাগ ক্ষেত্রে টান পীড়নের সময় ঘটে, সংকোচনের সময় নয়। ইস্পাত তার তুলনামূলকভাবে উচ্চ প্রসারণ ক্ষমতার কারণে টান পীড়নের বিরুদ্ধে খুব প্রতিরোধী। তবে, ইস্পাত সংকোচন পীড়নের অধীনে সহজেই বিকৃত হয় – এটি নমনীয় – যা একটি সুবিধা।
ইস্পাতের তুলনায় স্টিলের সংকোচন শক্তি বেশি কিন্তু নমনীয়তা কম। এই বৈশিষ্ট্যগুলো স্টিলের বিপরীত। একারণেই রাস্তা, ভবন এবং ফুটপাতে ব্যবহৃত কংক্রিটের সাথে প্রায়শই রিবর যুক্ত করা হয়। এর ফলে এমন একটি পণ্য তৈরি হয় যার মধ্যে দুটি উপাদানের শক্তি থাকে: টানের অধীনে স্টিল শক্তিশালী, এবং চাপের অধীনে কংক্রিট।
কোল্ড ওয়ার্কিংয়ের সময়, স্টিলের নমনীয়তা কমে যাওয়ায় এর কাঠিন্য বেড়ে যায়। অন্য কথায়, এটি আরও শক্ত হয়ে ওঠে। পরিস্থিতিভেদে এটি একটি সুবিধা হতে পারে; তবে এটি একটি অসুবিধাও হতে পারে, কারণ কাঠিন্যকে ভঙ্গুরতার সমতুল্য বলে মনে করা হয়। অর্থাৎ, স্টিল যত শক্ত হয়, এর স্থিতিস্থাপকতা তত কমে যায়; ফলে, এটি ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেড়ে যায়।
অন্য কথায়, প্রতিটি প্রক্রিয়াকরণ ধাপ পাইপের নমনীয়তা কিছুটা কমিয়ে দেয়। যন্ত্রাংশটি কাজ করার সাথে সাথে শক্ত হতে থাকে, এবং যদি এটি খুব বেশি শক্ত হয়ে যায় তবে তা মূলত অকেজো হয়ে পড়ে। কাঠিন্যই হলো ভঙ্গুরতা, এবং একটি ভঙ্গুর নল ব্যবহার করলে বিকল হয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকে।
এক্ষেত্রে প্রস্তুতকারকের কি কোনো বিকল্প আছে? সংক্ষেপে, হ্যাঁ। সেই বিকল্পটি হলো অ্যানিলিং, এবং যদিও এটি পুরোপুরি জাদুকরী নয়, তবে জাদুর যতটা কাছাকাছি যাওয়া যায়, এটি ততটাই।
সহজ ভাষায় বলতে গেলে, অ্যানিলিং ধাতুর উপর থাকা ভৌত পীড়নের সমস্ত প্রভাব দূর করে। এই প্রক্রিয়ায় ধাতুকে একটি পীড়ন-প্রশমন বা পুনঃস্ফটিকীকরণ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, যার ফলে ডিসলোকেশনগুলো দূর হয়ে যায়। অ্যানিলিং প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং সময়ের উপর নির্ভর করে, এই প্রক্রিয়াটি ধাতুর নমনীয়তার আংশিক বা সম্পূর্ণ অংশ পুনরুদ্ধার করে।
অ্যানিলিং এবং নিয়ন্ত্রিত শীতলীকরণ দানার বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করে। যদি উপাদানের ভঙ্গুরতা কমানোই লক্ষ্য হয়, তবে এটি উপকারী। কিন্তু অনিয়ন্ত্রিত দানার বৃদ্ধি ধাতুটিকে অতিরিক্ত নরম করে ফেলতে পারে, যার ফলে এটি তার উদ্দিষ্ট ব্যবহারের জন্য অযোগ্য হয়ে পড়ে। অ্যানিলিং প্রক্রিয়া বন্ধ করাও প্রায় জাদুর মতো একটি ব্যাপার। সঠিক সময়ে সঠিক কোয়েনচিং এজেন্ট দিয়ে সঠিক তাপমাত্রায় কোয়েনচিং করলে এই প্রক্রিয়াটি দ্রুত বন্ধ হয়ে যায় এবং স্টিলের পুনরুদ্ধার বৈশিষ্ট্যগুলো ফিরে পাওয়া যায়।
আমাদের কি কাঠিন্যের স্পেসিফিকেশন বাদ দেওয়া উচিত? না। স্টিল পাইপের স্পেসিফিকেশন নির্ধারণের সময় কাঠিন্যের বৈশিষ্ট্যগুলো মূলত একটি নির্দেশক হিসেবে মূল্যবান। কাঠিন্য একটি কার্যকর পরিমাপ, যা নলাকার সামগ্রী অর্ডার করার সময় উল্লেখ করা উচিত এবং প্রাপ্তির পর পরীক্ষা করা উচিত (এবং প্রতিটি চালানের সাথে রেকর্ড করা উচিত)। যখন কাঠিন্য পরীক্ষাই পরিদর্শনের মানদণ্ড হয়, তখন এর উপযুক্ত স্কেল মান এবং নিয়ন্ত্রণের পরিসীমা থাকা উচিত।
তবে, এটি কোনো উপাদানকে যোগ্য (গ্রহণ বা প্রত্যাখ্যান) করার জন্য একটি প্রকৃত পরীক্ষা নয়। কাঠিন্যের পাশাপাশি, টিউবের প্রয়োগের উপর নির্ভর করে, প্রস্তুতকারকদের মাঝে মাঝে চালান পরীক্ষা করে অন্যান্য প্রাসঙ্গিক বৈশিষ্ট্য, যেমন MYS, UTS, বা ন্যূনতম প্রসারণ, নির্ধারণ করা উচিত।
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.
১৯৯০ সালে টিউব অ্যান্ড পাইপ জার্নাল ধাতব পাইপ শিল্পের সেবায় নিবেদিত প্রথম পত্রিকা হিসেবে আত্মপ্রকাশ করে। বর্তমানে, এটি উত্তর আমেরিকায় এই শিল্পের জন্য নিবেদিত একমাত্র প্রকাশনা এবং পাইপ পেশাদারদের জন্য তথ্যের সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য উৎস হয়ে উঠেছে।
এখন ‘দ্য ফ্যাব্রিকেটর’-এর ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেসের মাধ্যমে মূল্যবান শিল্প সম্পদগুলিতে সহজে প্রবেশাধিকার পান।
দ্য টিউব অ্যান্ড পাইপ জার্নাল-এর ডিজিটাল সংস্করণটি এখন সম্পূর্ণরূপে প্রবেশযোগ্য, যা শিল্প খাতের মূল্যবান তথ্যাবলীতে সহজে প্রবেশাধিকার প্রদান করে।
স্ট্যাম্পিং জার্নালের ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ প্রবেশাধিকার উপভোগ করুন, যা মেটাল স্ট্যাম্পিং বাজারের জন্য সর্বশেষ প্রযুক্তিগত অগ্রগতি, সর্বোত্তম অনুশীলন এবং শিল্প সংবাদ সরবরাহ করে।
অপারেশনাল দক্ষতা উন্নত করতে এবং মুনাফা বাড়াতে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং কীভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, তা জানতে ‘দ্য অ্যাডিটিভ রিপোর্ট’-এর ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেস উপভোগ করুন।
এখন ‘The Fabricator en Español’-এর ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেসের মাধ্যমে শিল্পের মূল্যবান রিসোর্সগুলিতে সহজে প্রবেশাধিকার পান।