Nagkalain-laing mga protocol sa pagsulay (Brinell, Rockwell, Vickers) adunay mga pamaagi nga espesipiko sa proyekto nga gisusi. Ang Rockwell T test angay alang sa pag-inspeksyon sa mga light wall tube pinaagi sa pagputol sa tubo sa gitas-on ug pagsulay sa dingding gikan sa sulod nga diametro imbes sa gawas nga diametro.
Ang pag-order og tubing mura ra og moadto sa usa ka car dealership ug mag-order og sakyanan o trak. Karon, ang daghang mga kapilian nga magamit nagtugot sa mga pumapalit sa pag-customize sa sakyanan sa lainlaing mga paagi — mga kolor sa interior ug exterior, mga pakete sa interior trim, mga kapilian sa exterior styling, mga kapilian sa powertrain, ug usa ka audio system nga hapit makatupong sa usa ka home entertainment system. Tungod niining tanan nga mga kapilian, mahimo nga dili ka matagbaw sa usa ka standard, walay-frills nga sakyanan.
Mao gyud na ang mga tubo nga asero. Kini adunay liboan ka mga kapilian o mga espesipikasyon. Gawas pa sa mga dimensyon, ang espesipikasyon naglista sa kemikal ug daghang mekanikal nga mga kabtangan sama sa minimum yield strength (MYS), ultimate tensile strength (UTS), ug minimum elongation sa dili pa mapakyas. Bisan pa, daghan sa industriya—mga inhenyero, ahente sa pagpalit, ug mga tiggama—ang naggamit sa gidawat nga mga minubo sa industriya nga nanginahanglan sa paggamit sa "normal" nga welded pipe ug nagtino lamang sa usa ka kinaiya: katig-a.
Sulayi pag-order og sakyanan pinaagi sa usa lang ka kinaiya (“Kinahanglan ko og sakyanan nga automatic transmission”) ug dili ka makaabot og layo sa usa ka tindero. Kinahanglan niyang pun-on ang order form nga adunay daghang mga kapilian. Ang tubo mao gyud kana – aron makuha ang husto nga tubo para sa aplikasyon, ang tiggama og tubo nanginahanglan og dugang nga impormasyon dili lang katig-a.
Giunsa nga ang katig-a mahimong usa ka mailhan nga kapuli sa ubang mekanikal nga mga kabtangan? Lagmit nagsugod kini sa usa ka prodyuser sa tubo. Tungod kay ang pagsulay sa katig-a dali, sayon, ug nanginahanglan medyo barato nga kagamitan, ang mga tigbaligya sa tubo kanunay nga naggamit sa pagsulay sa katig-a aron itandi ang duha ka tubo. Aron mahimo ang pagsulay sa katig-a, ang kinahanglan lang nila mao ang usa ka hapsay nga gitas-on sa tubo ug usa ka test stand.
Ang katig-a sa tubo adunay maayong koneksyon sa UTS, ug isip usa ka lagda, ang mga porsyento o mga sakup sa porsyento makatabang sa pagbanabana sa MYS, busa dali ra makita kung giunsa ang pagsulay sa katig-a mahimong usa ka angay nga proxy alang sa ubang mga kabtangan.
Usab, ang ubang mga pagsulay medyo komplikado. Samtang ang pagsulay sa katig-a molungtad lamang og usa ka minuto o labaw pa sa usa ka makina, ang MYS, UTS ug elongation testing nanginahanglan og pag-andam sa sample ug dakong puhunan sa dagkong kagamitan sa laboratoryo. Isip pagtandi, nagkinahanglan og pipila ka segundo para sa usa ka tube mill operator aron paghimo og pagsulay sa katig-a ug mga oras para sa usa ka propesyonal nga metallurgical technician aron paghimo og tensile test. Dili lisod ang paghimo og pagsusi sa katig-a.
Dili kini pag-ingon nga ang mga tiggama og engineered pipe wala mogamit og hardness testing. Luwas isulti nga kadaghanan sa mga tawo mogamit niini, apan tungod kay naghimo sila og gauge repeatability ug reproducibility assessments sa tanan nilang test equipment, nahibal-an nila ang mga limitasyon sa pagsulay. Kadaghanan naggamit sa pagtimbang-timbang sa katig-a sa tubo isip kabahin sa proseso sa produksiyon, apan wala nila kini gigamit sa pag-ihap sa mga kabtangan sa tubo. Kini usa lamang ka pass/fail test.
Ngano nga kinahanglan nimo mahibal-an ang bahin sa MYS, UTS ug minimum elongation? Gipakita niini kung giunsa molihok ang tubo kung i-assemble.
Ang MYS mao ang pinakagamay nga puwersa nga hinungdan sa permanente nga pagkausab sa porma sa materyal. Kon imong sulayan nga iduko gamay ang usa ka tul-id nga alambre (sama sa hanger sa amerikana) ug buhian ang presyur, usa sa duha ka butang ang mahitabo: kini mobalik sa orihinal nga kahimtang niini (tul-id) o kini magpabilin nga baliko. Kon kini tul-id gihapon, wala ka makalapas sa MYS. Kon kini baliko gihapon, imong nalabyan kini.
Karon, gamita ang pliers aron i-clamp ang duha ka tumoy sa alambre. Kon imong gision ang alambre ngadto sa duha ka piraso, nalabyan na nimo ang UTS niini. Kon imong butangan og daghang tensyon kini ug naa kay duha ka alambre aron ipakita ang imong labaw sa tawhanong paningkamot. Kon ang orihinal nga gitas-on sa alambre kay 5 ka pulgada, ug ang duha ka gitas-on human sa pagkapakyas moabot og 6 ka pulgada, ang alambre nainat og 1 ka pulgada, o 20%. Ang aktuwal nga elongation test gisukod sulod sa 2 ka pulgada sa punto sa pagkapakyas, apan bisan unsa pa - ang konsepto sa pull wire nagpakita sa UTS.
Ang mga sample sa photomicrograph sa asero kinahanglan nga putlon, pasinawon, ug ikulit gamit ang gamay nga acidic nga solusyon (kasagaran nitric acid ug alkohol (nitroethanol)) aron makita ang mga lugas. Ang 100x nga magnification kasagarang gigamit sa pagsusi sa mga lugas sa asero ug pagtino sa gidak-on sa lugas.
Ang katig-a usa ka pagsulay kon unsaon pagtubag sa usa ka materyal sa pagbangga. Handurawa nga gibutang ang usa ka mubo nga piraso sa tubo sa usa ka vise nga adunay mga apapangig nga may ngilit ug giliko ang vise aron masirado. Gawas sa pagpatag sa tubo, ang mga apapangig sa vise nagbilin usab og mga lungag sa ibabaw sa tubo.
Mao kana ang pagtrabaho sa hardness test, apan dili kini ingon ana ka-gaspang. Kini nga pagsulay adunay kontroladong gidak-on sa impact ug kontroladong presyur. Kini nga mga pwersa mo-deform sa nawong, nga moresulta sa usa ka indentation o indentation. Ang gidak-on o giladmon sa indentation ang nagtino sa katig-a sa metal.
Alang sa pagtimbang-timbang sa asero, ang kasagarang mga pagsulay sa katig-a mao ang Brinell, Vickers, ug Rockwell. Ang matag usa adunay kaugalingon nga sukdanan, ug ang uban adunay daghang mga pamaagi sa pagsulay, sama sa Rockwell A, B, ug C. Alang sa mga tubo nga asero, ang ASTM Specification A513 nagtumong sa pagsulay sa Rockwell B (gipamubo nga HRB o RB). Ang pagsulay sa Rockwell B nagsukod sa kalainan sa pagsulod sa asero sa usa ka 1⁄16-pulgada nga diyametro nga bola sa asero taliwala sa usa ka gamay nga preload ug usa ka panguna nga karga nga 100 kgf. Ang usa ka tipikal nga resulta alang sa standard nga malumo nga asero mao ang HRB 60.
Ang mga siyentista sa materyales nasayod nga ang katig-a linear nga may kalabutan sa UTS. Busa, ang gihatag nga katig-a makatagna sa UTS. Ingon man usab, ang mga tiggama og tubo nasayod nga ang MYS ug UTS may kalabutan. Alang sa welded pipe, ang MYS kasagaran 70% ngadto sa 85% sa UTS. Ang eksaktong kantidad nagdepende sa proseso sa paghimo sa tubo. Ang katig-a sa HRB 60 may kalabutan sa UTS nga 60,000 pounds per square inch (PSI) ug MYS nga 80%, o 48,000 PSI.
Ang labing komon nga espesipikasyon sa tubo sa kinatibuk-ang paggama mao ang pinakataas nga katig-a. Gawas sa gidak-on, ang inhenyero nabalaka sa pagtino sa usa ka welded electric resistance welded (ERW) nga tubo sulod sa maayong working range, nga mahimong moresulta sa pinakataas nga katig-a nga posible nga HRB 60 nga makita ang dalan niini sa component drawing. Kini nga desisyon lamang mosangpot sa lain-laing katapusang mekanikal nga mga kabtangan, lakip na ang katig-a mismo.
Una, ang katig-a sa HRB 60 wala kaayoy gisulti kanato. Ang pagbasa sa HRB 60 usa ka walay dimensyon nga numero. Ang materyal nga gisusi gamit ang HRB 59 mas humok kay sa materyal nga gisulayan gamit ang HRB 60, ug ang HRB 61 mas gahi kay sa HRB 60, apan pila man? Dili kini masukod sama sa volume (gisukod sa decibel), torque (gisukod sa pound-feet), velocity (gisukod sa distansya relatibo sa oras), o UTS (gisukod sa pounds kada square inch). Ang pagbasa sa HRB 60 wala magsulti kanato og bisan unsa nga espesipiko. Kini usa ka kabtangan sa materyal, apan dili usa ka pisikal nga kabtangan. Ikaduha, ang pagsulay sa katig-a dili angay alang sa pagkasubli o pagkasubli. Ang pagtimbang-timbang sa duha ka lokasyon sa usa ka test specimen, bisan kung ang mga lokasyon sa pagsulay duol sa usag usa, kanunay nga moresulta sa usa ka dako nga kalainan sa pagbasa sa katig-a. Ang nagpalala niini nga isyu mao ang kinaiya sa pagsulay. Human masukod ang usa ka posisyon, dili kini masukod sa ikaduhang higayon aron mapamatud-an ang mga resulta. Dili mahimo ang pagkasubli sa pagsulay.
Wala kini magpasabot nga ang hardness testing dili kombenyente. Sa tinuod lang, kini naghatag og maayong giya para sa UTS sa usa ka materyal, ug kini usa ka dali ug sayon ​​nga pagsulay nga buhaton. Bisan pa, ang tanan nga nalambigit sa pagtino, pagpalit ug paggama og mga tubo kinahanglan nga mahibalo sa mga limitasyon niini isip usa ka test parameter.
Tungod kay ang "normal" nga tubo dili klaro, kon gikinahanglan, ang mga tiggama og tubo kasagarang mopakunhod niini ngadto sa duha ka labing kasagarang gigamit nga tubo nga asero ug mga tipo sa tubo nga gihubit sa ASTM A513: 1008 ug 1010. Bisan human matangtang ang tanang ubang tipo sa tubo, ang mga posibilidad sa mga termino sa mekanikal nga mga kabtangan niining duha ka tipo sa tubo kay lapad pa. Sa tinuod lang, kining mga tipo sa tubo adunay pinakahalapad nga han-ay sa mekanikal nga mga kabtangan sa bisan unsang tipo.
Pananglitan, ang usa ka tubo gihulagway nga humok kon ang MYS ubos ug ang elongation taas, nga nagpasabot nga kini mas maayo nga mo-perform sa tensile, deflection ug set kay sa usa ka tubo nga gihulagway nga gahi, nga adunay medyo taas nga MYS ug medyo ubos nga elongation. Kini susama sa kalainan tali sa humok ug gahi nga alambre, sama sa mga coat hanger ug drills.
Ang elongation mismo usa pa ka butang nga adunay dakong epekto sa mga kritikal nga aplikasyon sa tubo. Ang mga tubo nga adunay taas nga elongation makasugakod sa tensile forces; ang mga materyales nga adunay ubos nga elongation mas brittle ug busa mas daling maapektuhan sa catastrophic fatigue-type failure. Bisan pa, ang elongation wala direktang may kalabutan sa UTS, nga mao lamang ang mekanikal nga kabtangan nga direktang may kalabutan sa katig-a.
Ngano nga managlahi kaayo ang mekanikal nga mga kabtangan sa mga tubo? Una, lahi ang kemikal nga komposisyon. Ang asero usa ka solidong solusyon sa puthaw ug carbon ug uban pang hinungdanon nga mga haluang metal. Alang sa kasayon, atong hisgutan lang ang mga porsyento sa carbon dinhi. Ang mga atomo sa carbon mopuli sa pipila sa mga atomo sa puthaw, nga nagporma sa kristal nga istruktura sa asero. Ang ASTM 1008 usa ka kompleto nga primary grade nga adunay sulud nga carbon nga 0% hangtod 0.10%. Ang zero usa ka espesyal kaayo nga numero nga nagpatunghag talagsaon nga mga kabtangan kung ang sulud sa carbon sa asero ubos kaayo. Ang ASTM 1010 nagtino sa sulud sa carbon tali sa 0.08% ug 0.13%. Kini nga mga kalainan dili ingon kadako, apan kini igo na kadako aron makahimo og dako nga kalainan sa ubang lugar.
Ikaduha, ang tubo nga asero mahimong himoon o himoon ug dayon iproseso sa pito ka lain-laing proseso sa paggama. Ang ASTM A513 nga may kalabotan sa produksiyon sa tubo nga ERW naglista ug pito ka klase:
Kon ang kemikal nga komposisyon sa asero ug ang mga lakang sa paggama sa tubo walay epekto sa katig-a sa asero, unsa man kini? Ang pagtubag niini nga pangutana nagpasabot sa pagsusi pag-ayo sa mga detalye. Kini nga pangutana nagpatunghag duha pa ka pangutana: Unsa nga mga detalye, ug unsa ka duol?
Ang mga detalye bahin sa mga lugas nga naglangkob sa asero mao ang unang tubag. Kung ang asero gihimo sa usa ka primary steel mill, dili kini mobugnaw ngadto sa usa ka dako nga bloke nga adunay usa ka bahin. Samtang mobugnaw ang asero, ang mga molekula sa asero mag-organisar sa balik-balik nga mga sumbanan (mga kristal), susama sa kung giunsa pagporma ang mga snowflake. Human maporma ang mga kristal, kini magtapok ngadto sa mga grupo nga gitawag og mga lugas. Samtang nagpadayon ang pagpabugnaw, ang mga lugas motubo ug maporma sa tibuok sheet o plate. Ang mga lugas mohunong sa pagtubo samtang ang katapusang mga molekula sa asero masuhop sa mga lugas. Kining tanan mahitabo sa mikroskopikong lebel tungod kay ang average nga gidak-on sa lugas sa asero mga 64 µ o 0.0025 ka pulgada ang gilapdon. Samtang ang matag lugas parehas sa sunod, dili sila parehas. Gamay ra ang ilang kalainan sa gidak-on, oryentasyon ug sulud sa carbon. Ang interface tali sa mga lugas gitawag nga grain boundary. Kung ang asero mapakyas, pananglitan tungod sa mga liki sa kakapoy, kini lagmit nga mapakyas ubay sa mga utlanan sa lugas.
Unsa kalayo ang kinahanglan nimong tan-awon aron makita ang makita nga mga lugas? Ang 100x nga pagpadako, o 100x nga panan-aw sa tawo, igo na. Bisan pa, ang pagtan-aw lang sa wala matambali nga asero sa 100 ka pilo nga gahum wala magpakita og daghang butang. Ang sample giandam pinaagi sa pagpasinaw sa sample ug pag-ukit sa nawong gamit ang acid (kasagaran nitric acid ug alcohol) nga gitawag og nitroethanol etchant.
Ang mga lugas ug ang ilang internal nga sala-sala mao ang nagtino sa kusog sa impact, MYS, UTS ug elongation nga maantos sa usa ka asero sa dili pa kini mapakyas.
Ang mga lakang sa paghimo og asero, sama sa init ug bugnaw nga pagpaligid sa strip, mohatag og stress sa istruktura sa lugas; kon kini permanente nga mausab ang porma, kini nagpasabot nga ang stress mo-deform sa lugas. Ang ubang mga lakang sa pagproseso, sama sa pag-coil sa asero ngadto sa mga coil, pag-uncoil niini, ug pag-deform sa mga lugas sa asero pinaagi sa tube mill (aron maporma ug ma-scale ang tubo). Ang bugnaw nga pagbira sa tubo sa mandrel mohatag usab og pressure sa materyal, sama sa mga lakang sa paggama sama sa pagporma sa tumoy ug pagduko. Ang mga pagbag-o sa istruktura sa lugas gitawag og dislocations.
Ang mga lakang sa ibabaw makapakunhod sa ductility sa asero, nga mao ang abilidad niini sa pag-agwanta sa tensile (pull-open) stress. Ang asero mahimong brittle, nga nagpasabot nga mas lagmit kini nga mabuak kon padayon nimo kining trabahoon. Ang elongation usa ka component sa ductility (ang compressibility lain usab). Importante nga masabtan nga ang pagkapakyas kasagarang mahitabo atol sa tensile stress, dili sa compression. Ang asero makasugakod kaayo sa tensile stress tungod sa medyo taas nga elongation capacity niini. Bisan pa, ang asero dali nga ma-deform ubos sa compressive stress - kini ductile - nga usa ka bentaha.
Ang konkreto adunay taas nga compressive strength apan ubos ang ductility kon itandi sa konkreto. Kini nga mga kinaiya sukwahi sa mga kinaiya sa asero. Mao nga ang konkreto nga gigamit para sa mga dalan, bilding ug mga sidewalk kasagarang gibutangan og rebar. Ang resulta usa ka produkto nga adunay kusog sa duha ka materyales: ubos sa tension, ang asero lig-on, ug ubos sa pressure, ang konkreto.
Atol sa cold working, samtang mokunhod ang ductility sa asero, motaas usab ang katig-a niini. Sa ato pa, mogahi kini. Depende sa sitwasyon, kini mahimong usa ka benepisyo; bisan pa, kini mahimong usa ka disbentaha tungod kay ang katig-a gipakasama sa pagka-brittleness. Sa ato pa, samtang mogahi ang asero, kini mahimong dili kaayo elastic; busa, mas lagmit nga kini mapakyas.
Sa ato pa, ang matag lakang sa proseso mokonsumo sa pipila ka bahin sa ductility sa tubo. Mogahi kini samtang molihok ang bahin, ug kung kini gahi ra kaayo kini wala nay pulos. Ang katig-a mao ang pagka-brittleness, ug ang usa ka brittle tube lagmit nga mapakyas kung gamiton.
Naa bay mga kapilian ang tiggama niini nga kaso? Sa laktod nga pagkasulti, oo. Kana nga kapilian mao ang annealing, ug samtang dili kini mahika, hapit kini mahika kutob sa imong mahimo.
Sa yanong pagkasulti, ang annealing nagtangtang sa tanang epekto sa pisikal nga stress sa metal. Kini nga proseso mopainit sa metal ngadto sa temperatura nga makapahupay sa stress o recrystallization, sa ingon mawagtang ang mga dislocation. Depende sa espesipikong temperatura ug oras nga gigamit sa proseso sa annealing, ang proseso sa ingon nagpahiuli sa pipila o tanan nga ductility niini.
Ang pag-annealing ug kontroladong pagpabugnaw makapausbaw sa pagtubo sa lugas. Kini mapuslanon kon ang tumong mao ang pagpakunhod sa pagka-brittle sa materyal, apan ang dili kontroladong pagtubo sa lugas makapahumok pag-ayo sa metal, nga makapahimo niini nga dili magamit alang sa gituyo nga paggamit niini. Ang paghunong sa proseso sa pag-annealing usa pa ka butang nga hapit mahika. Ang pag-quench sa husto nga temperatura gamit ang husto nga quenching agent sa husto nga oras makapahunong dayon sa proseso aron makuha ang mga kabtangan sa pagbawi sa asero.
Angay ba natong tangtangon ang espesipikasyon sa katig-a? dili. Ang mga kinaiya sa katig-a bililhon labi na isip usa ka punto sa pakisayran kung nagtino sa mga tubo nga asero. Usa ka mapuslanon nga sukod, ang katig-a usa sa daghang mga kinaiya nga kinahanglan nga ipiho kung mag-order og tubular nga materyal ug susihon sa pagkadawat (ug kinahanglan nga irekord sa matag kargamento). Kung ang inspeksyon sa katig-a mao ang sumbanan sa inspeksyon, kinahanglan kini adunay angay nga mga kantidad sa sukod ug mga sakup sa kontrol.
Apan, dili kini tinuod nga pagsulay alang sa pagkwalipika (pagdawat o pagsalikway) sa materyal. Gawas pa sa katig-a, ang mga tiggama kinahanglan usahay mosulay sa mga kargamento aron mahibal-an ang uban pang may kalabutan nga mga kabtangan, sama sa MYS, UTS, o minimum elongation, depende sa paggamit sa tubo.
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.
Ang Tube & Pipe Journal nahimong unang magasin nga gipahinungod sa pagserbisyo sa industriya sa metal nga tubo niadtong 1990. Karon, kini nagpabilin nga bugtong publikasyon sa North America nga gipahinungod sa industriya ug nahimong labing kasaligan nga tinubdan sa impormasyon alang sa mga propesyonal sa tubo.
Karon nga adunay hingpit nga access sa digital nga edisyon sa The FABRICATOR, dali nga access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.
Ang digital nga edisyon sa The Tube & Pipe Journal hingpit na nga ma-access, nga naghatag ug dali nga pag-access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.
Pahimusli ang hingpit nga pag-access sa digital nga edisyon sa STAMPING Journal, nga naghatag sa pinakabag-ong mga pag-uswag sa teknolohiya, labing maayong mga pamaagi ug balita sa industriya alang sa merkado sa metal stamping.
Pahimusli ang hingpit nga pag-access sa digital nga edisyon sa The Additive Report aron mahibal-an kung giunsa magamit ang additive manufacturing aron mapaayo ang kaepektibo sa operasyon ug madugangan ang ganansya.
Karon nga adunay hingpit nga access sa digital nga edisyon sa The Fabricator en Español, dali nga access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.