Tha modhan-obrach sònraichte aig diofar phròtacalan deuchainn (Brinell, Rockwell, Vickers) a tha freagarrach don phròiseact fo dheuchainn. Tha deuchainn T Rockwell freagarrach airson sgrùdadh a dhèanamh air tiùban balla aotrom le bhith a’ gearradh an tiùba air fhad agus a’ dèanamh deuchainn air a’ bhalla bhon trast-thomhas a-staigh seach an trast-thomhas a-muigh.
Tha òrdachadh tiùban beagan coltach ri bhith a’ dol gu reiceadair chàraichean agus ag òrdachadh càr no làraidh. An-diugh, leigidh na mòran roghainnean a tha rim faighinn le ceannaichean an carbad a ghnàthachadh ann an grunn dhòighean - dathan a-staigh agus a-muigh, pacaidean sgeadachaidh a-staigh, roghainnean stoidhle taobh a-muigh, roghainnean powertrain, agus siostam claisneachd a tha cha mhòr a’ farpais ri siostam dibhearsain dachaigh. Leis na roghainnean sin uile, is dòcha nach bi thu riaraichte le carbad àbhaisteach, gun frills.
Is e dìreach sin a th’ ann am pìoban stàilinn. Tha mìltean de roghainnean no chomharrachaidhean ann. A bharrachd air tomhasan, tha an sònrachadh a’ liostadh grunn fheartan ceimigeach agus grunn fheartan meacanaigeach leithid neart toraidh as ìsle (MYS), neart tensile deireannach (UTS), agus sìneadh as ìsle mus fàillig e. Ach, bidh mòran sa ghnìomhachas - innleadairean, riochdairean ceannach, agus luchd-saothrachaidh - a’ cleachdadh giorrachaidhean gnìomhachais ris an gabhar a dh’ fheumas cleachdadh pìob tàthaichte “àbhaisteach” agus a shònraicheas aon fheart a-mhàin: cruas.
Feuch ri càr òrdachadh le aon fheart (“Feumaidh mi càr le tar-chur fèin-ghluasadach”) agus cha tèid thu ro fhada le fear-reic. Feumaidh e foirm òrduigh a lìonadh le mòran roghainnean. Chan eil ann am pìob ach sin – gus am pìob cheart fhaighinn airson an tagraidh, feumaidh an neach-dèanamh pìoba barrachd fiosrachaidh na dìreach cruas.
Ciamar a thig cruas gu bhith na àite aithnichte airson feartan meacanaigeach eile? Is dòcha gun do thòisich e le riochdaire phìoban. Leis gu bheil deuchainn cruas luath, furasta, agus gu bheil feum air uidheamachd caran saor, bidh luchd-reic phìoban gu tric a’ cleachdadh deuchainn cruas gus coimeas a dhèanamh eadar dà phìob. Gus deuchainn cruas a dhèanamh, chan eil feum aca ach air pìob rèidh agus seasamh deuchainn.
Tha cruas tiùba a’ freagairt gu math ri UTS, agus mar riaghailt choitcheann, tha ceudadan no raointean ceudad feumail ann a bhith a’ measadh MYS, agus mar sin tha e furasta fhaicinn mar a dh’ fhaodas deuchainn cruas a bhith na riochdaire iomchaidh airson feartan eile.
Cuideachd, tha deuchainnean eile caran iom-fhillte. Ged nach toir deuchainn cruas ach mionaid no mar sin air aon inneal, feumaidh deuchainn MYS, UTS agus sìneadh ullachadh sampall agus tasgadh mòr ann an uidheamachd obair-lann mòr. Mar choimeas, bheir e diogan do ghnìomhaiche muilinn tiùba deuchainn cruas a dhèanamh agus uairean a thìde do theicneòlaiche meatailt proifeasanta deuchainn tensile a dhèanamh. Chan eil e doirbh sgrùdadh cruas a dhèanamh.
Chan eil seo a’ ciallachadh nach bi luchd-saothrachaidh phìoban innleadaichte a’ cleachdadh deuchainnean cruas. Tha e sàbhailte a ràdh gu bheil a’ mhòr-chuid de dhaoine ga dhèanamh, ach leis gu bheil iad a’ dèanamh measadh ath-aithris is ath-riochdachadh air an uidheamachd deuchainn aca uile, tha iad mothachail air crìochan na deuchainn. Bidh a’ mhòr-chuid a’ cleachdadh measadh cruas tiùba mar phàirt den phròiseas cinneasachaidh, ach chan eil iad ga chleachdadh gus feartan tiùba a thomhas. Chan eil seo ach deuchainn pas/fàilligeadh.
Carson a dh’fheumas tu fios a bhith agad mu MYS, UTS agus sìneadh as lugha? Tha iad a’ sealltainn mar a bhios an tiùb ag obair nuair a thèid a chur ri chèile.
’S e MYS an fheachd as lugha a dh’adhbhraicheas deformachadh maireannach air an stuth. Ma dh’fheuchas tu ri uèir dhìreach (mar chrochadair còta) a lùbadh beagan agus an cuideam a leigeil ma sgaoil, tachraidh aon de dhà rud: tillidh e chun a staid thùsail (dìreach) no fanaidh e lùbte. Mura h-eil e ach dìreach, chan eil thu air faighinn seachad air MYS. Mura h-eil e fhathast lùbte, tha thu air a dhol thairis air.
A-nis, cleachd greamairean gus gach ceann den uèir a chlampadh. Ma dh’fhaodas tu an uèir a reubadh na dhà phìos, tha thu thairis air an UTS aige. Cuiridh tu tòrr teannachaidh air agus tha dà uèir agad gus an oidhirp os-nàdarrach agad a shealltainn. Ma tha fad tùsail an uèir 5 òirlich, agus ma tha an dà fhaid às deidh fàilligeadh a’ cur suas ri 6 òirlich, tha an uèir air a shìneadh le 1 òirleach, no 20%. Tha an deuchainn sìneadh fhèin air a thomhas taobh a-staigh 2 òirleach bhon phuing fàilligeadh, ach ge bith dè - tha bun-bheachd an uèir tarraing a’ mìneachadh an UTS.
Feumar sampallan fotomicrograf stàilinn a ghearradh, a lìomhadh, agus a ghràbhaladh le bhith a’ cleachdadh fuasgladh beagan searbhagach (mar as trice searbhag nitric agus deoch làidir (nitroethanol)) gus na gràinean a dhèanamh follaiseach. Bithear a’ cleachdadh meudachadh 100x gu cumanta gus sgrùdadh a dhèanamh air gràinean stàilinn agus meud a’ ghràin a dhearbhadh.
’S e cruas deuchainn air mar a dhèiligeas stuth ri buaidh. Smaoinich air pìos goirid pìoba a chur ann an inneal-fuadain le giallan biorach agus an inneal-fuadain a thionndadh gus a dhùnadh. A bharrachd air a bhith a’ rèiteachadh an tiùba, bidh giallan an inneil-fuadain cuideachd a’ fàgail claisean air uachdar an tiùba.
Sin mar a tha an deuchainn cruas ag obair, ach chan eil e cho garbh sin. Tha meud buaidh fo smachd agus cuideam fo smachd aig an deuchainn seo. Bidh na feachdan sin a’ deformachadh an uachdair, a’ cruthachadh clais no clais. Bidh meud no doimhneachd a’ chlais a’ dearbhadh cruas a’ mheatailt.
Airson stàilinn a mheasadh, is iad deuchainnean cruas cumanta Brinell, Vickers, agus Rockwell. Tha sgèile fhèin aig gach fear, agus tha iomadh dòigh deuchainn aig cuid, leithid Rockwell A, B, agus C. Airson pìoban stàilinn, tha Sònrachadh ASTM A513 a’ toirt iomradh air deuchainn Rockwell B (air a ghiorrachadh mar HRB no RB). Tha deuchainn Rockwell B a’ tomhas an eadar-dhealachaidh ann an treòrachadh stàilinn le ball stàilinn le trast-thomhas 1⁄16-òirleach eadar ro-luchd beag agus prìomh luchd de 100 kgf. Is e toradh àbhaisteach airson stàilinn tlàth àbhaisteach HRB 60.
Tha fios aig luchd-saidheans stuthan gu bheil cruas ceangailte gu loidhneach ri UTS. Mar sin, faodaidh cruas sònraichte UTS a ro-innse. San aon dòigh, tha fios aig luchd-saothrachaidh phìoban gu bheil MYS agus UTS co-cheangailte. Airson pìob tàthaichte, mar as trice tha MYS 70% gu 85% de UTS. Tha an dearbh mheud an urra ri pròiseas dèanamh an tiùba. Tha cruas HRB 60 co-cheangailte ri UTS de 60,000 not gach òirleach ceàrnagach (PSI) agus MYS de 80%, no 48,000 PSI.
Is e an cruas as motha an sònrachadh pìoba as cumanta ann an saothrachadh san fharsaingeachd. A bharrachd air meud, bha an innleadair draghail mu bhith a’ sònrachadh pìob tàthaichte le strì an aghaidh dealain (ERW) taobh a-staigh raon obrach math, a dh’ fhaodadh leantainn gu cruas as motha de HRB 60 a’ lorg a shlighe air dealbh a’ phàirt. Tha an co-dhùnadh seo leis fhèin a’ leantainn gu raon de fheartan meacanaigeach deireannach, a’ gabhail a-steach cruas fhèin.
An toiseach, chan eil cruas HRB 60 ag innse mòran dhuinn. Tha an leughadh HRB 60 na àireamh gun tomhas. Tha an stuth a chaidh a mheasadh le HRB 59 nas buige na an stuth a chaidh a dhearbhadh le HRB 60, agus tha HRB 61 nas cruaidhe na HRB 60, ach dè an ìre? Chan urrainnear a thomhas mar mheud (air a thomhas ann an deicibeilean), torque (air a thomhas ann am punnd-troighean), astar (air a thomhas ann an astar an coimeas ri ùine), no UTS (air a thomhas ann am notaichean gach òirleach ceàrnagach). Chan eil leughadh HRB 60 ag innse dad sònraichte dhuinn. Is e feart den stuth a tha seo, ach chan e feart corporra. San dàrna àite, chan eil deuchainn cruas freagarrach airson ath-aithris no ath-riochdachadh. Bidh measadh dà àite air sampall deuchainn, eadhon ged a tha na h-àiteachan deuchainn faisg air a chèile, gu tric a’ leantainn gu atharrachadh mòr ann an leughaidhean cruas. Is e nàdar na deuchainn a bhith a’ dèanamh na cùise seo nas miosa. Às deidh suidheachadh a bhith air a thomhas, chan urrainnear a thomhas an dàrna turas gus na toraidhean a dhearbhadh. Chan eil ath-aithris deuchainn comasach.
Chan eil seo a’ ciallachadh gu bheil deuchainn cruas mì-ghoireasach. Gu dearbh, tha e a’ toirt seachad deagh stiùireadh airson UTS stuth, agus tha e na dheuchainn luath is furasta a dhèanamh. Ach, bu chòir do dhuine sam bith a tha an sàs ann a bhith a’ sònrachadh, a’ ceannach agus a’ dèanamh phìoban a bhith mothachail air na crìochan aige mar pharamadair deuchainn.
Leis nach eil pìob “àbhaisteach” air a mhìneachadh gu math, nuair a bhios feum air, bidh luchd-saothrachaidh phìoban gu tric ga chaolachadh sìos gu na dà sheòrsa pìoba stàilinn agus phìoban as cumanta a tha air am mìneachadh ann an ASTM A513: 1008 agus 1010. Eadhon às deidh dhaibh a h-uile seòrsa tiùba eile a thoirt air falbh, tha na cothroman a thaobh feartan meacanaigeach an dà sheòrsa tiùba seo fosgailte. Gu dearbh, tha an raon as fharsainge de fheartan meacanaigeach aig na seòrsaichean tiùba seo de sheòrsa sam bith.
Mar eisimpleir, thathar a’ toirt cunntas air tiùb mar bhog ma tha MYS ìosal agus sìneadh àrd, agus tha sin a’ ciallachadh gu bheil e a’ dèanamh nas fheàrr ann an teannachadh, lùbadh agus suidheachadh na tiùb air a mhìneachadh mar chruaidh, aig a bheil MYS an ìre mhath àrd agus sìneadh an ìre mhath ìosal. Tha seo coltach ris an eadar-dhealachadh eadar uèir bhog agus chruaidh, leithid crochairean còta agus drilean.
Tha sìneadh fhèin na fheart eile a bheir buaidh mhòr air tagraidhean pìoba èiginneach. Faodaidh tiùban le sìneadh àrd seasamh an aghaidh feachdan teannachaidh; tha stuthan le sìneadh ìosal nas brisge agus mar sin nas buailtiche do fhàilligidhean sgìths tubaisteach. Ach, chan eil sìneadh ceangailte gu dìreach ri UTS, agus is e sin an aon fheart meacanaigeach a tha ceangailte gu dìreach ri cruas.
Carson a tha feartan meacanaigeach nan tiùban cho eadar-dhealaichte? An toiseach, tha an co-dhèanamh ceimigeach eadar-dhealaichte. Tha stàilinn na fhuasgladh cruaidh de iarann ​​​​agus gualain agus aloidhean cudromach eile. Airson sìmplidheachd, cha dèilig sinn ach ri ceudadan gualain an seo. Bidh ataman gualain a’ dol an àite cuid de na h-ataman iarainn, a’ cruthachadh structar criostail stàilinn. Tha ASTM 1008 na phrìomh ìre uile-chuimseach le susbaint gualain de 0% gu 0.10%. Tha neoni na àireamh gu math sònraichte a bhios a’ toirt a-mach feartan sònraichte nuair a tha an susbaint gualain ann an stàilinn gu math ìosal. Tha ASTM 1010 a’ sònrachadh susbaint gualain eadar 0.08% agus 0.13%. Chan eil coltas gu bheil na h-eadar-dhealachaidhean sin mòr, ach tha iad mòr gu leòr airson diofar mòr a dhèanamh ann an àiteachan eile.
San dàrna àite, faodar am pìob stàilinn a dhèanamh no a dhèanamh agus an uairsin a phròiseasadh ann an seachd pròiseasan saothrachaidh eadar-dhealaichte. Tha ASTM A513 a tha co-cheangailte ri cinneasachadh pìoba ERW a’ liostadh seachd seòrsaichean:
Mura h-eil buaidh sam bith aig co-dhèanamh ceimigeach an stàilinn agus ceumannan saothrachaidh an tiùba air cruas an stàilinn, dè a th’ ann? Tha freagairt a’ cheist seo a’ ciallachadh a bhith a’ sgrùdadh nam mion-fhiosrachadh. Tha a’ cheist seo ag iarraidh dà cheist eile: Dè na mion-fhiosrachadh, agus dè cho faisg ‘s a tha iad?
Is e mion-fhiosrachadh mu na gràinean a tha a’ dèanamh suas an stàilinn a’ chiad fhreagairt. Nuair a thèid stàilinn a dhèanamh aig muileann stàilinn bun-sgoile, chan eil i a’ fuarachadh gu bhith na bloc mòr le aon fheart. Mar a bhios an stàilinn a’ fuarachadh, bidh moileciuilean na stàilinn ag eagrachadh ann am pàtrain ath-aithris (criostalan), coltach ri mar a bhios calagan-sneachda a’ cruthachadh. Às deidh criostalan a chruthachadh, bidh iad a’ cruinneachadh ann am buidhnean ris an canar gràinean. Mar a bhios fuarachadh a’ dol air adhart, bidh gràinean a’ fàs agus a’ cruthachadh air feadh an t-siota no a’ phlàta. Bidh na gràinean a’ stad a’ fàs mar a bhios na moileciuilean stàilinn mu dheireadh air an gabhail a-steach leis na gràinean. Tha seo uile a’ tachairt aig an ìre mhicreascopach leis gu bheil meud cuibheasach gràin stàilinn mu 64 µ no 0.0025 òirleach de leud. Ged a tha gach gràin coltach ris an ath fhear, chan eil iad mar an ceudna. Bidh iad ag atharrachadh beagan ann am meud, treòrachadh agus susbaint gualain. Canar crìoch gràin ris an eadar-aghaidh eadar gràinean. Nuair a dh’ fhailicheas stàilinn, mar eisimpleir air sgàth sgàinidhean sgìths, bidh e buailteach fàiligeadh air crìochan gràin.
Dè cho fada ’s a dh’fheumas tu coimhead gus gràinean follaiseach fhaicinn? Tha meudachadh 100x, no sealladh daonna 100x, gu leòr. Ach, chan eil mòran ri fhaicinn le bhith a’ coimhead air stàilinn gun làimhseachadh aig 100 uiread a’ chumhachd. Tha an sampall air ullachadh le bhith ga lìomhadh agus a’ searbhag an uachdair le searbhag (mar as trice searbhag nitric agus deoch làidir) ris an canar searbhag nitroethanol.
Is e na gràinean agus an cliath a-staigh aca a tha a’ dearbhadh neart buaidh, MYS, UTS agus sìneadh as urrainn do stàilinn seasamh mus fàillig e.
Bidh ceumannan dèanamh stàilinn, leithid roiligeadh teth is fuar stiall, a’ cur cuideam air structar a’ ghràin; ma dh’atharraicheas iad cumadh gu maireannach, tha seo a’ ciallachadh gu bheil an cuideam a’ deformachadh a’ ghràin. Ceumannan giullachd eile, leithid an stàilinn a thionndadh gu corailean, a dhì-fhilleadh, agus na gràinean stàilinn a dheformachadh tro mhuileann tiùba (gus an tiùb a chruthachadh agus meud a thomhas). Bidh tarraing fuar an tiùba air a’ mhanndral cuideachd a’ cur cuideam air an stuth, mar a nì ceumannan saothrachaidh leithid cruthachadh cinn agus lùbadh. Canar dì-ghluasadan ri atharrachaidhean ann an structar a’ ghràin.
Bidh na ceumannan gu h-àrd a’ lughdachadh ductileachd an stàilinn, is e sin a comas seasamh an aghaidh cuideam teannachaidh (tarraing-fosgailte). Bidh stàilinn a’ fàs brisg, agus tha sin a’ ciallachadh gu bheil e nas dualtaiche briseadh ma chumas tu ag obair oirre. Tha sìneadh mar aon phàirt de ductileachd (tha teannachadh na phàirt eile). Tha e cudromach tuigsinn gur ann rè cuideam teannachaidh a bhios fàilligeadh as trice a’ tachairt, chan ann rè teannachadh. Tha stàilinn gu math seasmhach ri cuideam tensile air sgàth a comas sìneadh an ìre mhath àrd. Ach, bidh stàilinn a’ deformachadh gu furasta fo chuideam teannachaidh - tha i ductileach - agus is e sin buannachd.
Tha neart teannachaidh àrd aig concrait ach tha e nas duilghe a ghiùlan an taca ri concrait. Tha na feartan seo mu choinneamh feartan stàilinn. Sin as coireach gu bheil concrait a thathas a’ cleachdadh airson rathaidean, togalaichean agus cabhsairean gu tric air a chuir le rebar. Is e an toradh toradh le neartan dà stuth: fo theannachadh, tha stàilinn làidir, agus fo chuideam, concrait.
Rè obair fhuar, mar a bhios ductileachd an stàilinn a’ lùghdachadh, bidh a cruas ag àrdachadh. Ann am faclan eile, bidh e a’ cruadhachadh. A rèir an t-suidheachaidh, is dòcha gur e seo buannachd; ge-tà, is dòcha gur e eas-bhuannachd a th’ ann leis gu bheil cruas co-ionann ri brisgeachd. Is e sin, mar a bhios stàilinn a’ fàs nas cruaidhe, bidh i a’ fàs nas lugha leaisteach; mar sin, tha e nas dualtaiche fàiligeadh.
Ann am faclan eile, bidh gach ceum den phròiseas ag ithe cuid de shùbailteachd na pìoba. Bidh e a’ fàs nas duilghe mar a bhios am pàirt ag obair, agus ma tha e ro chruaidh tha e gu ìre mhòr gun fheum. Is e cruas brisgeachd, agus tha coltas ann gun tèid tiùb brisg a chall nuair a thèid a chleachdadh.
A bheil roghainnean sam bith aig an neach-dèanamh sa chùis seo? Ann an ùine ghoirid, tha. Is e an roghainn sin annealing, agus ged nach eil e gu tur draoidheil, tha e cho faisg air draoidheachd 's as urrainn dhut a bhith.
Ann am briathran sìmplidh, bidh losgadh a’ toirt air falbh a h-uile buaidh a th’ aig cuideam corporra air a’ mheatailt. Bidh am pròiseas seo a’ teasachadh a’ mheatailt gu teòthachd faochadh cuideam no ath-chriostalachadh, agus mar sin a’ cur às do dh’ eas-òrdughan. A rèir na teòthachd agus na h-ùine sònraichte a thathar a’ cleachdadh sa phròiseas losgadh, bidh am pròiseas mar sin ag ath-nuadhachadh cuid no a h-uile seòrsa de shùbailteachd.
Bidh losgadh agus fuarachadh fo smachd a’ brosnachadh fàs gràin. Tha seo buannachdail ma tha an t-amas a bhith a’ lughdachadh cho brisg ‘s a tha an stuth, ach faodaidh fàs gràin gun smachd am meatailt a dhèanamh ro bhog, ga fhàgail do-dhèanta airson a chleachdadh a tha san amharc. Tha stad a chuir air a’ phròiseas losgadh rud eile a tha cha mhòr draoidheil. Bidh lasachadh aig an teòthachd cheart leis an àidseant lasachaidh ceart aig an àm cheart a’ toirt stad luath air a’ phròiseas gus feartan ath-bheothachaidh na stàilinn fhaighinn.
Am bu chòir dhuinn an sònrachadh cruas a leigeil seachad? Chan eil. Tha feartan cruas luachmhor sa mhòr-chuid mar phuing fiosrachaidh nuair a thathar a’ sònrachadh phìoban stàilinn. Tomhas feumail, tha cruas mar aon de ghrunn fheartan a bu chòir a shònrachadh nuair a thathar ag òrdachadh stuth tiùba agus a sgrùdadh nuair a gheibhear e (agus bu chòir a chlàradh le gach luchd). Nuair a tha sgrùdadh cruas mar an ìre sgrùdaidh, bu chòir luachan sgèile agus raointean smachd iomchaidh a bhith aige.
Ach, chan e deuchainn fhìor a th’ ann airson stuth a dhearbhadh (gabhail ris no a dhiùltadh). A bharrachd air cruas, bu chòir do luchd-saothrachaidh luchdan a dhearbhadh bho àm gu àm gus feartan buntainneach eile a dhearbhadh, leithid MYS, UTS, no an sìneadh as lugha, a rèir cleachdadh an tiùba.
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.
B’ e Tube & Pipe Journal a’ chiad iris a bha coisrigte do bhith a’ frithealadh gnìomhachas nam pìoban meatailt ann an 1990. An-diugh, is e seo an aon fhoillseachadh ann an Ameireaga a Tuath a tha coisrigte don ghnìomhachas agus tha e air a bhith mar an stòr fiosrachaidh as earbsaiche do phroifeiseantaich phìoban.
A-nis le làn chothrom air deasachadh didseatach The FABRICATOR, ruigsinneachd furasta gu goireasan luachmhor gnìomhachais.
Tha an deasachadh didseatach de The Tube & Pipe Journal a-nis làn ruigsinneach, a’ toirt cothrom furasta air goireasan luachmhor gnìomhachais.
Faigh làn chothrom air deasachadh didseatach de STAMPING Journal, a bheir seachad na h-adhartasan teicneòlais as ùire, na cleachdaidhean as fheàrr agus naidheachdan gnìomhachais airson margaidh stampaidh meatailt.
Faigh làn chothrom air an deasachadh didseatach den Aithisg Leasachail gus ionnsachadh mar a ghabhas saothrachadh leasachail a chleachdadh gus èifeachdas obrachaidh a leasachadh agus prothaidean a mheudachadh.
A-nis le làn chothrom air deasachadh didseatach The Fabricator ann an Spàinntis, ruigsinneachd furasta gu goireasan luachmhor gnìomhachais.