Diversi protokolli tat-test (Brinell, Rockwell, Vickers) għandhom proċeduri speċifiċi għall-proġett li qed jiġi ttestjat. It-test Rockwell T huwa adattat għall-ispezzjoni ta' tubi b'ħajt ħafif billi t-tubu jinqata' mat-tul u l-ħajt jiġi ttestjat mid-dijametru ta' ġewwa aktar milli mid-dijametru ta' barra.
L-ordni ta' tubing hija xi ftit jew wisq bħal li tmur għand konċessjonarju tal-karozzi u tordna karozza jew trakk. Illum, il-ħafna għażliet disponibbli jippermettu lix-xerrejja jippersonalizzaw il-vettura b'diversi modi - kuluri interni u esterni, pakketti ta' trim intern, għażliet ta' stil estern, għażliet ta' powertrain, u sistema awdjo li kważi tirbaħ sistema ta' divertiment fid-dar. Minħabba dawn l-għażliet kollha, tista' ma tkunx sodisfatt b'vettura standard u mingħajr ħafna affarijiet żejda.
Il-pajpijiet tal-azzar huma biss hekk. Għandu eluf ta’ għażliet jew speċifikazzjonijiet. Minbarra d-dimensjonijiet, l-ispeċifikazzjoni telenka proprjetajiet kimiċi u diversi proprjetajiet mekkaniċi bħas-saħħa minima tar-rendiment (MYS), is-saħħa tat-tensjoni aħħarija (UTS), u t-titwil minimu qabel il-falliment. Madankollu, ħafna fl-industrija—inġiniera, aġenti tax-xiri, u manifatturi—jużaw taqsiriet aċċettati mill-industrija li jeħtieġu l-użu ta’ pajp iwweldjat “normali” u jispeċifikaw karatteristika waħda biss: l-ebusija.
Ipprova ordna karozza b'karatteristika waħda ("Għandi bżonn karozza b'trażmissjoni awtomatika") u mhux se tasal 'il bogħod wisq ma' bejjiegħ. Irid jimla formola tal-ordni b'ħafna għażliet. Il-pajp huwa preċiżament dan - sabiex jikseb il-pajp it-tajjeb għall-applikazzjoni, il-manifattur tal-pajp jeħtieġ aktar informazzjoni milli sempliċement l-ebusija.
Kif l-ebusija ssir sostitut rikonoxxut għal proprjetajiet mekkaniċi oħra? Probabbilment bdiet minn produttur tal-pajpijiet. Minħabba li l-ittestjar tal-ebusija huwa veloċi, faċli, u jeħtieġ tagħmir relattivament irħis, il-bejjiegħa tat-tubi spiss jużaw ittestjar tal-ebusija biex iqabblu żewġ tubi. Biex iwettqu test tal-ebusija, kull ma jeħtieġu huwa tul lixx ta' pajp u stand tat-test.
L-ebusija tat-tubi tikkorrelata sew mal-UTS, u bħala regola ġenerali, il-perċentwali jew il-firxiet ta' perċentwali huma utli fl-istima tal-MYS, għalhekk huwa faċli li wieħed jara kif l-ittestjar tal-ebusija jista' jkun prokura xierqa għal proprjetajiet oħra.
Barra minn hekk, testijiet oħra huma relattivament kumplessi. Filwaqt li l-ittestjar tal-ebusija jieħu biss minuta jew aktar fuq magna waħda, l-MYS, l-UTS u l-ittestjar tat-titwil jeħtieġu preparazzjoni tal-kampjun u investiment sinifikanti f'tagħmir kbir tal-laboratorju. Bħala paragun, jieħu sekondi biex operatur ta' mitħna tat-tubi jwettaq test tal-ebusija u sigħat biex tekniku metallurġiku professjonali jwettaq test tat-tensjoni. Mhuwiex diffiċli li twettaq kontroll tal-ebusija.
Dan mhux biex ngħidu li l-manifatturi tal-pajpijiet inġinerizzati ma jużawx ittestjar tal-ebusija. Nistgħu ngħidu li ħafna nies jagħmlu dan, iżda minħabba li jagħmlu valutazzjonijiet tar-ripetibbiltà u r-riproduċibbiltà tal-gage fuq it-tagħmir kollu tat-test tagħhom, huma konxji sew tal-limitazzjonijiet tat-test. Ħafna jużaw il-valutazzjoni tal-ebusija tat-tubi bħala parti mill-proċess tal-produzzjoni, iżda ma jużawhiex biex jikkwantifikaw il-proprjetajiet tat-tubi. Dan huwa biss test ta' pass/fail.
Għaliex għandek bżonn tkun taf dwar MYS, UTS u t-titwil minimu? Dawn jindikaw kif it-tubu se jġib ruħu fl-assemblaġġ.
MYS hija l-forza minima li tikkawża deformazzjoni permanenti tal-materjal. Jekk tipprova tgħawweġ wajer dritt (bħal hanger tal-kowtijiet) ftit u tirrilaxxa l-pressjoni, se jiġri waħda minn żewġ affarijiet: jerġa' lura għall-istat oriġinali tiegħu (dritt) jew jibqa' mgħawweġ. Jekk għadu dritt, ma qbiżtx l-MYS. Jekk għadu mgħawweġ, qbiżtu.
Issa, uża pinzetti biex twaħħal iż-żewġt itruf tal-wajer. Jekk tista' taqta' l-wajer f'żewġ biċċiet, tkun qbiżt l-UTS tiegħu. Tpoġġi ħafna tensjoni fuqu u jkollok żewġ wajers biex turi l-isforz sovruman tiegħek. Jekk it-tul oriġinali tal-wajer huwa ta' 5 pulzieri, u ż-żewġ tulijiet wara l-falliment jammontaw għal 6 pulzieri, il-wajer jiġi mġebbed b'pulzier, jew 20%. It-test attwali tat-titwil jitkejjel fi żmien 2 pulzieri mill-punt tal-falliment, imma tkun xi tkun - il-kunċett tal-wajer tal-ġbid juri l-UTS.
Kampjuni tal-mikrofotografija tal-azzar jeħtieġ li jinqatgħu, jiġu llustrati, u mnaqqxa bl-użu ta' soluzzjoni kemmxejn aċiduża (ġeneralment aċidu nitriku u alkoħol (nitroetanol)) biex il-qmuħ ikunu viżibbli. Ingrandiment ta' 100x huwa komunement użat biex jiġu spezzjonati l-qmuħ tal-azzar u jiġi ddeterminat id-daqs tal-qmuħ.
L-ebusija hija test ta' kif materjal jirrispondi għall-impatt. Immaġina li tpoġġi biċċa qasira ta' pajp f'morsa b'xedaq bis-snien u ddawwar il-morsa biex tagħlaqha. Minbarra li ċċattjaw it-tubu, ix-xedaq tal-morsa jħallu wkoll indentazzjonijiet fuq il-wiċċ tat-tubu.
Hekk jaħdem it-test tal-ebusija, iżda mhux daqshekk mhux maħdum. Dan it-test għandu daqs ta' impatt ikkontrollat ​​u pressjoni kkontrollata. Dawn il-forzi jiddeformaw il-wiċċ, u joħolqu indentazzjoni jew daqqa. Id-daqs jew il-fond tal-indentazzjoni jiddetermina l-ebusija tal-metall.
Għall-evalwazzjoni tal-azzar, testijiet komuni tal-ebusija huma Brinell, Vickers, u Rockwell. Kull wieħed għandu l-iskala tiegħu stess, u xi wħud għandhom metodi ta' ttestjar multipli, bħal Rockwell A, B, u C. Għall-pajpijiet tal-azzar, l-Ispeċifikazzjoni ASTM A513 tirreferi għat-test Rockwell B (imqassar bħala HRB jew RB). It-test Rockwell B ikejjel id-differenza fil-penetrazzjoni tal-azzar minn ballun tal-azzar b'dijametru ta' 1⁄16-il pulzier bejn preload żgħir u tagħbija primarja ta' 100 kgf. Riżultat tipiku għall-azzar ħafif standard huwa HRB 60.
Ix-xjentisti tal-materjali jafu li l-ebusija hija relatata b'mod lineari mal-UTS. Għalhekk, ebusija partikolari tista' tbassar l-UTS. Bl-istess mod, il-manifatturi tat-tubi jafu li l-MYS u l-UTS huma relatati. Għal pajpijiet iwweldjati, l-MYS tipikament huwa 70% sa 85% tal-UTS. L-ammont eżatt jiddependi fuq il-proċess tal-manifattura tat-tubu. L-ebusija ta' HRB 60 tikkorrelata ma' UTS ta' 60,000 libbra kull pulzier kwadru (PSI) u MYS ta' 80%, jew 48,000 PSI.
L-ispeċifikazzjoni tal-pajpijiet l-aktar komuni fil-manifattura ġenerali hija l-ebusija massima. Minbarra d-daqs, l-inġinier kien ikkonċernat bl-ispeċifikazzjoni ta' pajp iwweldjat b'reżistenza elettrika wweldjat (ERW) f'medda tajba ta' ħidma, li tista' tirriżulta f'ebusija massima ta' possibbilment HRB 60 li ssib ruħha fuq it-tpinġija tal-komponent. Din id-deċiżjoni waħedha twassal għal firxa ta' proprjetajiet mekkaniċi finali, inkluża l-ebusija nnifisha.
L-ewwelnett, l-ebusija ta' HRB 60 ma tgħidilniex ħafna. Il-qari ta' HRB 60 huwa numru bla dimensjoni. Il-materjal evalwat b'HRB 59 huwa aktar artab mill-materjal ittestjat b'HRB 60, u HRB 61 huwa aktar iebes minn HRB 60, imma b'kemm? Ma jistax jiġi kwantifikat bħall-volum (imkejjel f'decibels), it-torque (imkejjel f'liri-piedi), il-veloċità (imkejla f'distanza relattiva għall-ħin), jew UTS (imkejjel f'liri kull pulzier kwadru). Il-qari ta' HRB 60 ma jgħidilna xejn speċifiku. Din hija proprjetà tal-materjal, imma mhux proprjetà fiżika. It-tieni nett, l-ittestjar tal-ebusija mhuwiex adattat għar-ripetibbiltà jew ir-riproduċibbiltà. L-evalwazzjoni ta' żewġ postijiet fuq kampjun tat-test, anke jekk il-postijiet tat-test huma qrib xulxin, ħafna drabi tirriżulta f'varjazzjoni kbira fil-qari tal-ebusija. Din il-kwistjoni hija aggravata min-natura tat-test. Wara li tkun tkejlet pożizzjoni, ma tistax titkejjel għat-tieni darba biex jiġu vverifikati r-riżultati. Ir-ripetibbiltà tat-test mhijiex possibbli.
Dan ma jfissirx li l-ittestjar tal-ebusija huwa inkonvenjenti. Fil-fatt, jipprovdi gwida tajba għall-UTS ta' materjal, u huwa test faċli u veloċi biex jitwettaq. Madankollu, kulħadd involut fl-ispeċifikazzjoni, ix-xiri u l-manifattura tat-tubi għandu jkun konxju tal-limitazzjonijiet tiegħu bħala parametru tat-test.
Minħabba li l-pajp "normali" mhuwiex definit sew, meta jkun meħtieġ, il-manifatturi tal-pajpijiet spiss inaqqsuh għaż-żewġ pajpijiet tal-azzar l-aktar użati komunement u t-tipi ta' pajpijiet definiti fl-ASTM A513: 1008 u 1010. Anke wara li jiġu eliminati t-tipi l-oħra kollha ta' tubi, il-possibbiltajiet f'termini ta' proprjetajiet mekkaniċi ta' dawn iż-żewġ tipi ta' tubi huma miftuħa beraħ. Fil-fatt, dawn it-tipi ta' tubi għandhom l-aktar firxa wiesgħa ta' proprjetajiet mekkaniċi ta' kwalunkwe tip.
Pereżempju, tubu jiġi deskritt bħala artab jekk l-MYS ikun baxx u t-titwil ikun għoli, li jfisser li jkollu prestazzjoni aħjar fit-tensjoni, id-deflessjoni u s-sett minn tubu deskritt bħala iebes, li għandu MYS relattivament għoli u titwil relattivament baxx. Dan huwa simili għad-differenza bejn wajer artab u iebes, bħal hangers tal-kowtijiet u trapani.
It-titwil innifsu huwa fattur ieħor li għandu impatt sinifikanti fuq applikazzjonijiet kritiċi tal-pajpijiet. Tubi b'titwil għoli jistgħu jifilħu forzi tat-tensjoni; materjali b'titwil baxx huma aktar fraġli u għalhekk aktar suxxettibbli għal ħsarat katastrofiċi tat-tip għeja. Madankollu, it-titwil mhuwiex relatat direttament mal-UTS, li hija l-unika proprjetà mekkanika relatata direttament mal-ebusija.
Għaliex il-proprjetajiet mekkaniċi tat-tubi jvarjaw daqshekk? L-ewwel, il-kompożizzjoni kimika hija differenti. L-azzar huwa soluzzjoni solida ta' ħadid u karbonju u ligi importanti oħra. Għas-sempliċità, se nittrattaw biss il-perċentwali tal-karbonju hawnhekk. L-atomi tal-karbonju jissostitwixxu xi wħud mill-atomi tal-ħadid, u jiffurmaw l-istruttura kristallina tal-azzar. L-ASTM 1008 huwa grad primarju li jinkludi kollox b'kontenut ta' karbonju ta' 0% sa 0.10%. Żero huwa numru speċjali ħafna li jipproduċi proprjetajiet uniċi meta l-kontenut ta' karbonju fl-azzar ikun ultra-baxx. L-ASTM 1010 jispeċifika kontenut ta' karbonju bejn 0.08% u 0.13%. Dawn id-differenzi ma jidhrux kbar, iżda huma kbar biżżejjed biex jagħmlu differenza kbira x'imkien ieħor.
It-tieni, il-pajp tal-azzar jista' jiġi fabbrikat jew iffabbrikat u sussegwentement ipproċessat f'seba' proċessi ta' manifattura differenti. L-ASTM A513 relatat mal-produzzjoni tal-pajpijiet ERW jelenka seba' tipi:
Jekk il-kompożizzjoni kimika tal-azzar u l-passi tal-manifattura tat-tubi m'għandhom l-ebda effett fuq l-ebusija tal-azzar, x'inhu? It-tweġiba ta' din il-mistoqsija tfisser li wieħed jeżamina d-dettalji bir-reqqa. Din il-mistoqsija tqajjem żewġ mistoqsijiet oħra: Liema dettalji, u kemm huma qrib?
Id-dettalji dwar il-qmuħ li jiffurmaw l-azzar huma l-ewwel tweġiba. Meta l-azzar isir f'mitħna tal-azzar primarja, ma jiksaħx f'blokka enormi b'karatteristika waħda. Hekk kif l-azzar jiksaħ, il-molekuli tal-azzar jorganizzaw ruħhom f'mudelli ripetuti (kristalli), simili għal kif jiffurmaw il-qxur tas-silġ. Wara li jiffurmaw il-kristalli, dawn jinġabru fi gruppi msejħa qmuħ. Hekk kif it-tkessiħ jimxi 'l quddiem, il-qmuħ jikbru u jiffurmaw mal-folja jew il-pjanċa kollha. Il-qmuħ jieqfu jikbru hekk kif l-aħħar molekuli tal-azzar jiġu assorbiti mill-qmuħ. Dan kollu jiġri fil-livell mikroskopiku għaliex id-daqs medju tal-qamħ tal-azzar huwa madwar 64 µ jew 0.0025 pulzieri wiesgħa. Filwaqt li kull qamħ huwa simili għal dak ta' wara, mhumiex l-istess. Huma jvarjaw xi ftit fid-daqs, l-orjentazzjoni u l-kontenut tal-karbonju. L-interfaċċja bejn il-qmuħ tissejjaħ konfini tal-qamħ. Meta l-azzar ifalli, pereżempju minħabba xquq tal-għeja, għandu t-tendenza li jfalli tul il-konfini tal-qamħ.
Kemm trid tħares 'il bogħod biex tara qmuħ dixxernibbli? Ingrandiment ta' 100x, jew viżjoni umana ta' 100x, huwa biżżejjed. Madankollu, sempliċement tħares lejn azzar mhux trattat b'qawwa ta' 100 darba l-qawwa ma tiżvelax ħafna. Il-kampjun jiġi ppreparat billi jiġi llustrat il-kampjun u jiġi inċiż il-wiċċ b'aċidu (ġeneralment aċidu nitriku u alkoħol) imsejjaħ etchant tan-nitroetanol.
Huma l-qmuħ u l-kannizzata interna tagħhom li jiddeterminaw is-saħħa tal-impatt, l-MYS, l-UTS u t-titwil li azzar jista' jiflaħ qabel ma jfalli.
Passi tal-manifattura tal-azzar, bħall-irrumblar bis-sħana u bil-kesħa tal-istrixxa, japplikaw stress fl-istruttura tal-qamħ; jekk jibdlu l-forma b'mod permanenti, dan ifisser li l-istress jiddeforma l-qamħ. Passi oħra tal-ipproċessar, bħall-ikkoljar tal-azzar f'koljaturi, it-tneħħija tal-kkoljaturi, u d-deformazzjoni tal-qamħ tal-azzar permezz ta' mitħna tat-tubi (biex tifforma u tagħti d-daqs lit-tubu). It-tpinġija kiesħa tat-tubu fuq il-mandrin tpoġġi wkoll pressjoni fuq il-materjal, kif ukoll passi tal-manifattura bħall-iffurmar tat-truf u t-tgħawwiġ. Bidliet fl-istruttura tal-qamħ jissejħu dislokazzjonijiet.
Il-passi ta’ hawn fuq inaqqsu d-duttilità tal-azzar, li hija l-abbiltà tiegħu li jiflaħ l-istress tensili (ftuħ bil-ġbid). L-azzar isir fraġli, li jfisser li aktarx jinkiser jekk tibqa’ taħdem fuqu. It-titwil huwa komponent wieħed tad-duttilità (il-kompressibbiltà hija oħra). Huwa importanti li tifhem li l-ħsara sseħħ ħafna drabi waqt l-istress tensili, mhux waqt il-kompressjoni. L-azzar huwa reżistenti ħafna għall-istress tensili minħabba l-kapaċità ta’ titwil relattivament għolja tiegħu. Madankollu, l-azzar jiddeforma faċilment taħt stress kompressiv – huwa duttili – li huwa vantaġġ.
Il-konkrit għandu saħħa kompressiva għolja iżda duttilità baxxa meta mqabbel mal-konkrit. Dawn il-proprjetajiet huma opposti għal dawk tal-azzar. Huwa għalhekk li l-konkrit użat għat-toroq, bini u bankini ħafna drabi jkun mgħammar b'ħadid tal-azzar. Ir-riżultat huwa prodott bis-saħħa ta' żewġ materjali: taħt tensjoni, l-azzar huwa b'saħħtu, u taħt pressjoni, il-konkrit.
Waqt ix-xogħol fil-kesħa, hekk kif id-duttilità tal-azzar tonqos, l-ebusija tiegħu tiżdied. Fi kliem ieħor, se jibbies. Skont is-sitwazzjoni, dan jista' jkun ta' benefiċċju; madankollu, jista' jkun ta' żvantaġġ peress li l-ebusija hija mqabbla mal-fraġilità. Jiġifieri, hekk kif l-azzar isir aktar iebes, isir inqas elastiku; għalhekk, huwa aktar probabbli li jfalli.
Fi kliem ieħor, kull pass tal-proċess jikkonsma parti mid-duttilità tal-pajp. Dan isir aktar iebes hekk kif il-parti taħdem, u jekk ikun iebes wisq ikun bażikament inutli. L-ebusija hija fraġilità, u tubu fraġli x'aktarx ifalli meta jintuża.
Il-manifattur għandu xi għażliet f'dan il-każ? Fil-qosor, iva. Dik l-għażla hija t-temprar, u filwaqt li mhix pjuttost maġika, hija kemm jista' jkun qrib il-maġija.
Fi kliem sempliċi, l-ittemprar ineħħi l-effetti kollha tal-istress fiżiku fuq il-metall. Dan il-proċess isaħħan il-metall għal temperatura ta' serħan mill-istress jew ta' rikristallizzazzjoni, u b'hekk jelimina d-dislokazzjonijiet. Skont it-temperatura u l-ħin speċifiċi użati fil-proċess tal-ittemprar, il-proċess b'hekk jirrestawra parti mid-duttilità tiegħu jew kollha.
L-ittemprar u t-tkessiħ ikkontrollat ​​jippromwovu t-tkabbir tal-qamħ. Dan huwa ta' benefiċċju jekk l-għan huwa li titnaqqas il-fraġilità tal-materjal, iżda t-tkabbir mhux ikkontrollat ​​tal-qamħ jista' jrattab il-metall wisq, u jagħmlu inutli għall-użu maħsub tiegħu. It-twaqqif tal-proċess tal-ittemprar huwa ħaġa oħra kważi maġika. It-tkessiħ fit-temperatura t-tajba bl-aġent tat-tkessiħ it-tajjeb fil-ħin it-tajjeb iwaqqaf il-proċess malajr biex jinkisbu l-proprjetajiet ta' rkupru tal-azzar.
Għandna nwarrbu l-ispeċifikazzjoni tal-ebusija? le. Il-karatteristiċi tal-ebusija huma siewja primarjament bħala punt ta' referenza meta jiġu speċifikati pajpijiet tal-azzar. Kejl utli, l-ebusija hija waħda minn diversi karatteristiċi li għandhom jiġu speċifikati meta jiġi ordnat materjal tubulari u ċċekkjati mal-wasla (u għandhom jiġu rreġistrati ma' kull vjeġġ). Meta l-ispezzjoni tal-ebusija tkun l-istandard ta' spezzjoni, għandu jkollha valuri ta' skala u firxiet ta' kontroll xierqa.
Madankollu, mhuwiex test veru għall-kwalifika (aċċettazzjoni jew ċaħda) ta' materjal. Minbarra l-ebusija, il-manifatturi għandhom kultant jittestjaw il-konsenji biex jiddeterminaw proprjetajiet rilevanti oħra, bħal MYS, UTS, jew elongazzjoni minima, skont l-applikazzjoni tat-tubu.
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 saret l-ewwel rivista ddedikata biex isservi l-industrija tal-pajpijiet tal-metall fl-1990. Illum, tibqa' l-unika pubblikazzjoni fl-Amerika ta' Fuq iddedikata għall-industrija u saret l-aktar sors ta' informazzjoni fdat għall-professjonisti tal-pajpijiet.
Issa b'aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' The FABRICATOR, aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.
L-edizzjoni diġitali ta’ The Tube & Pipe Journal issa hija kompletament aċċessibbli, u tipprovdi aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.
Gawdi aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' STAMPING Journal, li tipprovdi l-aħħar avvanzi teknoloġiċi, l-aħjar prattiki u aħbarijiet tal-industrija għas-suq tal-ittimbrar tal-metall.
Gawdi aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' The Additive Report biex titgħallem kif il-manifattura addittiva tista' tintuża biex ittejjeb l-effiċjenza operattiva u żżid il-profitti.
Issa b'aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' The Fabricator en Español, aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.