Протоколҳои гуногуни санҷишӣ (Brinell, Rockwell, Vickers) расмиёти хоси лоиҳаи таҳти санҷиш доранд. Санҷиши Rockwell T барои санҷиши найчаҳои девори сабук бо роҳи буридани найча ба дарозӣ ва санҷиши девор аз рӯи диаметри дохилӣ, на аз рӯи диаметри берунӣ мувофиқ аст.
Фармоиши найча каме ба рафтан ба дилерҳои мошин ва фармоиш додани мошин ё боркаш монанд аст. Имрӯз, имконоти зиёди мавҷуда ба харидорон имкон медиҳанд, ки мошинро бо роҳҳои гуногун танзим кунанд - рангҳои дохилӣ ва берунӣ, бастаҳои ороиши дохилӣ, имконоти услуби берунӣ, интихоби агрегати қувват ва системаи аудио, ки қариб бо системаи фароғатии хонагӣ рақобат мекунад. Бо назардошти ҳамаи ин имконот, шумо метавонед аз мошини стандартӣ ва бе ороиш қаноатманд набошед.
Қубурҳои пӯлодӣ маҳз ҳамин чизанд. Он ҳазорҳо имконот ё мушаххасот дорад. Илова бар андозаҳо, дар мушаххасот хосиятҳои кимиёвӣ ва якчанд механикӣ, аз қабили қувваи ҳадди ақали ҳамворшавӣ (MYS), қувваи ниҳоии кашиш (UTS) ва дарозшавии ҳадди ақал пеш аз вайроншавӣ номбар шудаанд. Бо вуҷуди ин, бисёриҳо дар соҳа - муҳандисон, агентҳои харидор ва истеҳсолкунандагон - ихтисораҳои қабулшудаи саноатиро истифода мебаранд, ки истифодаи қубури кафшершудаи "муқаррарӣ"-ро талаб мекунанд ва танҳо як хусусиятро муайян мекунанд: сахтӣ.
Кӯшиш кунед, ки мошинро аз рӯи як хусусият фармоиш диҳед ("Ба ман мошине бо қуттии интиқоли автоматӣ лозим аст") ва шумо бо фурӯшанда аз ҳад зиёд кор карда наметавонед. Ӯ бояд варақаи фармоишро бо имконоти зиёд пур кунад. Қубур танҳо ҳамин аст - барои гирифтани қубури мувофиқ барои барнома, истеҳсолкунандаи қубур ба маълумоти бештар на танҳо сахтӣ ниёз дорад.
Чӣ тавр сахтӣ ба ивазкунандаи эътирофшудаи дигар хосиятҳои механикӣ табдил меёбад? Эҳтимол, ин аз истеҳсолкунандаи қубур оғоз шудааст. Азбаски санҷиши сахтӣ зуд, осон аст ва таҷҳизоти нисбатан арзонро талаб мекунад, фурӯшандагони қубур аксар вақт санҷиши сахтиро барои муқоисаи ду қубур истифода мебаранд. Барои анҷом додани санҷиши сахтӣ, ба онҳо танҳо як дарозии ҳамвори қубур ва стенди санҷишӣ лозим аст.
Сахтии найча бо UTS хуб алоқаманд аст ва қоидаи умумӣ, фоизҳо ё диапазонҳои фоизӣ дар арзёбии MYS муфиданд, аз ин рӯ, дидан осон аст, ки чӣ гуна санҷиши сахтӣ метавонад намояндаи мувофиқ барои дигар хосиятҳо бошад.
Ҳамчунин, дигар санҷишҳо нисбатан мураккабанд. Дар ҳоле ки санҷиши сахтӣ дар як дастгоҳ танҳо як дақиқа вақтро мегирад, санҷиши MYS, UTS ва дарозкунӣ омодасозии намуна ва сармоягузории назаррасро ба таҷҳизоти калони лабораторӣ талаб мекунад. Барои муқоиса, барои оператори осиёби найчаӣ санҷиши сахтӣ чанд сония ва барои техники касбии металлургӣ санҷиши кашиш соатҳо лозим аст. Анҷом додани санҷиши сахтӣ душвор нест.
Ин маънои онро надорад, ки истеҳсолкунандагони қубурҳои муҳандисӣ санҷиши сахтиро истифода намебаранд. Бо итминон метавон гуфт, ки аксари одамон ин корро мекунанд, аммо азбаски онҳо дар ҳама таҷҳизоти санҷишии худ арзёбии такроршавандагӣ ва такроршавандагиро анҷом медиҳанд, онҳо аз маҳдудиятҳои санҷиш хуб огоҳанд. Аксарият арзёбии сахтии қубурро ҳамчун як қисми раванди истеҳсолӣ истифода мебаранд, аммо онҳо онро барои чен кардани хосиятҳои қубур истифода намебаранд. Ин танҳо як санҷиши гузариш/нокомӣ аст.
Чаро шумо бояд дар бораи MYS, UTS ва дарозшавии ҳадди ақал маълумот дошта бошед? Онҳо нишон медиҳанд, ки найча ҳангоми васлкунӣ чӣ гуна рафтор хоҳад кард.
MYS қувваи ҳадди ақалест, ки боиси деформатсияи доимии мавод мегардад. Агар шумо кӯшиш кунед, ки сими ростро (масалан, овезаи либос) каме хам кунед ва фишорро кам кунед, яке аз ду чиз рӯй медиҳад: он ба ҳолати аввалаи худ (рост) бармегардад ё хамида мемонад. Агар он ҳоло ҳам рост бошад, шумо аз MYS нагузаштаед. Агар он ҳоло ҳам хамида бошад, шумо аз он гузаштаед.
Акнун, бо истифода аз анбӯр ҳарду нӯги симро маҳкам кунед. Агар шумо симро ба ду қисм пора карда тавонед, шумо аз UTS-и он гузаштаед. Шумо ба он фишори зиёд медиҳед ва шумо ду сим доред, то кӯшиши фавқулоддаи худро нишон диҳед. Агар дарозии аслии сим 5 дюйм бошад ва ду дарозӣ пас аз вайроншавӣ ба 6 дюйм ҷамъ шаванд, сим 1 дюйм ё 20% дароз мешавад. Санҷиши воқеии дарозшавӣ дар дохили 2 дюйм аз нуқтаи вайроншавӣ чен карда мешавад, аммо ҳар чизе ки бошад - консепсияи сими кашидан UTS-ро нишон медиҳад.
Намунаҳои фотомикрографии пӯлод бояд бурида, сайқал дода ва бо истифода аз маҳлули каме туршӣ (одатан кислотаи нитрат ва спирт (нитроэтанол)) кандакорӣ карда шаванд, то доначаҳо намоён шаванд. Барои санҷиши доначаҳои пӯлод ва муайян кардани андозаи доначаҳо, одатан бузургкунии 100x истифода мешавад.
Сахтӣ санҷиши он аст, ки чӣ гуна мавод ба зарба вокуниш нишон медиҳад. Тасаввур кунед, ки як пораи кӯтоҳи қубурро ба мизчаи дорои даҳонҳои дандондор гузоред ва мизчаро барои пӯшидан гардонед. Илова бар ҳамвор кардани найча, даҳонҳои мизча инчунин дар сатҳи найча чуқурчаҳо мегузоранд.
Санҷиши сахтӣ чунин кор мекунад, аммо он қадар ноҳамвор нест. Ин санҷиш андозаи таъсир ва фишори назоратшавандаро дорад. Ин қувваҳо сатҳро деформатсия мекунанд ва чуқурӣ ё чуқуриро ба вуҷуд меоранд. Андоза ё чуқурии чуқурӣ сахтии металлро муайян мекунад.
Барои арзёбии пӯлод, санҷишҳои маъмулии сахтӣ Бринелл, Викерс ва Роквелл мебошанд. Ҳар яки онҳо миқёси худро дорад ва баъзеҳо усулҳои гуногуни санҷишӣ доранд, ба монанди Роквелл A, B ва C. Барои қубурҳои пӯлод, Мушаххасоти ASTM A513 ба санҷиши Роквелл B (ихтисоршуда ҳамчун HRB ё RB) ишора мекунад. Санҷиши Роквелл B фарқияти воридшавии пӯлодро тавассути тӯби пӯлоди диаметри 1⁄16 дюйм байни боркунии хурди пешакӣ ва бори аввалаи 100 кгф чен мекунад. Натиҷаи маъмулӣ барои пӯлоди нарми стандартӣ HRB 60 аст.
Олимони маводшинос медонанд, ки сахтӣ бо UTS ба таври хаттӣ алоқаманд аст. Аз ин рӯ, сахтии додашуда метавонад UTS-ро пешгӯӣ кунад. Ба ҳамин монанд, истеҳсолкунандагони найча медонанд, ки MYS ва UTS ба ҳам алоқаманданд. Барои қубурҳои кафшершуда, MYS одатан аз 70% то 85% UTS аст. Миқдори дақиқ аз раванди сохтани найча вобаста аст. Сахтии HRB 60 ба UTS-и 60,000 фунт дар як дюйми мураббаъ (PSI) ва MYS-и 80% ё 48,000 PSI алоқаманд аст.
Мушаххасоти маъмултарини қубур дар истеҳсолоти умумӣ сахтии максималӣ мебошад. Илова бар андоза, муҳандис ба муайян кардани қубури кафшершудаи муқовимати барқӣ (ERW) дар доираи хуби корӣ таваҷҷӯҳ дошт, ки метавонад боиси сахтии максималии эҳтимолан HRB 60 дар расми ҷузъ гардад. Танҳо ҳамин қарор ба як қатор хосиятҳои ниҳоии механикӣ, аз ҷумла худи сахтӣ, оварда мерасонад.
Аввалан, сахтии HRB 60 ба мо чизе намегӯяд. Нишондоди HRB 60 рақами беандоза аст. Маводи бо HRB 59 арзёбӣшуда нисбат ба маводе, ки бо HRB 60 санҷида шудааст, нармтар аст ва HRB 61 нисбат ба HRB 60 сахттар аст, аммо бо чӣ қадар? Онро ба монанди ҳаҷм (бо десибел чен карда мешавад), моменти гардиш (бо фунт-фут чен карда мешавад), суръат (бо масофа нисбат ба вақт чен карда мешавад) ё UTS (бо фунт дар як дюйми мураббаъ чен карда мешавад) чен кардан мумкин нест. Нишондоди HRB 60 ба мо чизе мушаххас намегӯяд. Ин хосияти мавод аст, аммо хосияти физикӣ нест. Дуюм, санҷиши сахтӣ барои такрорпазирӣ ё такрорпазирӣ мувофиқ нест. Арзёбии ду макон дар намунаи санҷишӣ, ҳатто агар маконҳои санҷиш ба якдигар наздик бошанд ҳам, аксар вақт боиси тағирёбии калон дар нишондодҳои сахтӣ мегардад. Мушкилоти ин масъала хусусияти санҷиш аст. Пас аз чен кардани мавқеъ, онро бори дуюм барои тасдиқи натиҷаҳо чен кардан мумкин нест. Такрорпазирии санҷиш имконнопазир аст.
Ин маънои онро надорад, ки санҷиши сахтӣ нороҳаткунанда аст. Дар асл, он роҳнамои хубе барои UTS-и мавод фароҳам меорад ва анҷом додани он як санҷиши зуд ва осон аст. Аммо, ҳамаи онҳое, ки дар муайян кардан, харидан ва истеҳсоли найчаҳо иштирок мекунанд, бояд аз маҳдудиятҳои он ҳамчун параметри санҷиш огоҳ бошанд.
Азбаски қубури "муқаррарӣ" дақиқ муайян нашудааст, дар ҳолати зарурӣ, истеҳсолкунандагони қубур аксар вақт онро ба ду навъи қубурҳои пӯлодӣ ва қубурҳои маъмултарин, ки дар ASTM A513 муайян шудаанд, маҳдуд мекунанд: 1008 ва 1010. Ҳатто пас аз бартараф кардани ҳамаи намудҳои дигари қубурҳо, имкониятҳо аз ҷиҳати хосиятҳои механикии ин ду намуди қубур васеъ кушодаанд. Дар асл, ин намудҳои қубурҳо васеътарин доираи хосиятҳои механикиро аз ҳама гуна намуд доранд.
Масалан, найча агар MYS паст ва дарозшавӣ баланд бошад, нарм номида мешавад, ки ин маънои онро дорад, ки он дар кашиш, каҷшавӣ ва мустаҳкамшавӣ нисбат ба найчае, ки ҳамчун сахт тавсиф мешавад ва MYS нисбатан баланд ва дарозшавии нисбатан паст дорад, беҳтар кор мекунад. Ин ба фарқияти байни симҳои нарм ва сахт, ба монанди овезаҳои либос ва пармаҳо монанд аст.
Дарозшавӣ худ омили дигаре аст, ки ба истифодаи муҳими қубурҳо таъсири назаррас мерасонад. Қубурҳо бо дарозшавии баланд метавонанд ба қувваҳои кашиш тоб оваранд; маводҳо бо дарозшавии паст шиканандатаранд ва аз ин рӯ, ба нокомиҳои фалокатовари навъи хастагӣ бештар майл доранд. Аммо, дарозшавӣ мустақиман ба UTS алоқаманд нест, ки ягона хосияти механикӣ мебошад, ки мустақиман ба сахтӣ алоқаманд аст.
Чаро хосиятҳои механикии найчаҳо ин қадар фарқ мекунанд? Аввалан, таркиби химиявӣ гуногун аст. Пӯлод маҳлули сахти оҳан ва карбон ва дигар хӯлаҳои муҳим аст. Барои соддагӣ, мо дар ин ҷо танҳо бо фоизи карбон сарукор хоҳем кард. Атомҳои карбон баъзе аз атомҳои оҳанро иваз мекунанд ва сохтори кристаллии пӯлодро ташкил медиҳанд. ASTM 1008 як навъи ибтидоии ҳамаҷониба бо миқдори карбон аз 0% то 0.10% мебошад. Сифр як рақами хеле махсус аст, ки вақте миқдори карбон дар пӯлод хеле паст аст, хосиятҳои беназирро ба вуҷуд меорад. ASTM 1010 миқдори карбонро аз 0.08% то 0.13% муайян мекунад. Ин фарқиятҳо хеле калон ба назар намерасанд, аммо онҳо ба қадри кофӣ калонанд, ки дар ҷойҳои дигар фарқияти калон эҷод кунанд.
Дуюм, қубури пӯлод метавонад дар ҳафт раванди гуногуни истеҳсолӣ истеҳсол ё истеҳсол карда шавад ва баъдан коркард карда шавад. ASTM A513, ки ба истеҳсоли қубурҳои ERW алоқаманд аст, ҳафт намудро номбар мекунад:
Агар таркиби кимиёвии пӯлод ва марҳилаҳои истеҳсоли найча ба сахтии пӯлод таъсир нарасонанд, пас сахтии пӯлод чист? Ҷавоб додан ба ин савол маънои омӯхтани тафсилотро дорад. Ин савол ду саволи дигарро ба миён меорад: Кадом тафсилот ва то чӣ андоза наздик?
Ҷавоби аввал ин аст, ки донаҳоеро, ки пӯлодро ташкил медиҳанд, тафсилот диҳед. Вақте ки пӯлод дар корхонаи пӯлоди ибтидоӣ истеҳсол мешавад, он ба як блоки калон бо як хусусият табдил намеёбад. Ҳангоми хунук шудани пӯлод, молекулаҳои пӯлод дар шакли такроршаванда (кристаллҳо) ташкил мешаванд, ки ба тарзи пайдоиши барфпӯшҳо монанд аст. Пас аз ташаккул ёфтани кристаллҳо, онҳо ба гурӯҳҳое, ки донаҳо номида мешаванд, муттаҳид мешаванд. Ҳангоми пешрафти хунуккунӣ, донаҳо дар тамоми варақ ё лавҳа мерӯянд ва ташаккул меёбанд. Донаҳо афзоишро қатъ мекунанд, зеро молекулаҳои охирини пӯлод аз ҷониби донаҳо ҷаббида мешаванд. Ҳамаи ин дар сатҳи микроскопӣ рух медиҳад, зеро андозаи миёнаи донаҳои пӯлод тақрибан 64 µ ё 0.0025 дюйм паҳно дорад. Дар ҳоле ки ҳар як донаҳо ба донаҳои дигар монанд аст, онҳо яксон нестанд. Онҳо аз ҷиҳати андоза, самт ва миқдори карбон каме фарқ мекунанд. Интерфейси байни донаҳо сарҳади донаҳо номида мешавад. Вақте ки пӯлод, масалан, аз сабаби тарқишҳои хастагӣ, вайрон мешавад, он майл дорад, ки дар сарҳадҳои донаҳо вайрон шавад.
Барои дидани донаҳои фарқкунанда, шумо бояд то чӣ андоза дур нигоҳ кунед? 100 маротиба калонкунӣ ё 100 маротиба бо чашми инсонӣ кофӣ аст. Аммо, танҳо дидани пӯлоди коркарднашуда бо қувваи 100 маротиба зиёд чизеро ошкор намекунад. Намуна бо сайқал додани намуна ва кандакорӣ кардани сатҳ бо кислота (одатан кислотаи нитрат ва спирт), ки кандакори нитроэтанол номида мешавад, омода карда мешавад.
Ин доначаҳо ва шабакаи дохилии онҳо мебошанд, ки қувваи зарба, MYS, UTS ва дарозшавии пӯлодро пеш аз шикастан муайян мекунанд.
Марҳилаҳои пӯлодсозӣ, ба монанди ғелонидани гарм ва хунуки тасма, ба сохтори дона фишор меоранд; агар онҳо шакли худро ба таври доимӣ тағйир диҳанд, ин маънои онро дорад, ки фишор донаҳоро деформатсия мекунад. Марҳилаҳои дигари коркард, ба монанди печонидани пӯлод ба печҳо, кушодани он ва деформатсияи донаҳои пӯлод тавассути осиёби найча (барои шакл додан ва андозаи найча). Кашидани хунуки найча дар мандрел инчунин ба мавод фишор меорад, инчунин марҳилаҳои истеҳсолӣ, ба монанди шаклдиҳии нӯг ва хам кардан. Тағйирот дар сохтори донаҳоро дислокатсия меноманд.
Қадамҳои дар боло зикршуда қобилияти пӯлодро, ки қобилияти он барои тоб овардан ба фишори кашиш (кашидан) аст, коҳиш медиҳанд. Пӯлод шикананда мешавад, ки ин маънои онро дорад, ки агар шумо кор карданро давом диҳед, эҳтимоли шикастани он зиёдтар аст. Дарозшавӣ як ҷузъи кашишпазирӣ аст (фишурданӣ ҷузъи дигар аст). Муҳим аст, ки фаҳмем, ки шикастан аксар вақт ҳангоми фишори кашиш рух медиҳад, на ҳангоми фишурдан. Пӯлод аз сабаби қобилияти нисбатан баланди дарозшавии худ ба фишори кашиш хеле тобовар аст. Аммо, пӯлод дар зери фишори фишурда ба осонӣ деформатсия мешавад - он кашишпазир аст - ки ин як бартарӣ аст.
Бетон дар муқоиса бо бетон қувваи баланди фишурдашавӣ дорад, вале чандирии паст дорад. Ин хосиятҳо баръакси хосиятҳои пӯлод мебошанд. Аз ин рӯ, бетоне, ки барои роҳҳо, биноҳо ва пиёдароҳҳо истифода мешавад, аксар вақт бо арматура муҷаҳҳаз карда мешавад. Натиҷа маҳсулотест, ки қувваи ду маводро дорад: пӯлод дар зери шиддат мустаҳкам аст ва бетон дар зери фишор мустаҳкам аст.
Ҳангоми коркарди хунук, бо коҳиш ёфтани чандирии пӯлод, сахтии он меафзояд. Ба ибораи дигар, он сахт мешавад. Вобаста ба вазъият, ин метавонад як фоида бошад; аммо, он метавонад як камбудӣ бошад, зеро сахтӣ бо шиканандагӣ баробар аст. Яъне, вақте ки пӯлод сахттар мешавад, он камтар чандир мешавад; аз ин рӯ, эҳтимоли вайрон шудани он бештар аст.
Ба ибораи дигар, ҳар як марҳилаи раванд қисме аз чандирии қубурро истеъмол мекунад. Ҳангоми кор кардани қисм он сахттар мешавад ва агар он аз ҳад зиёд сахт бошад, он асосан бефоида аст. Сахтӣ шикастагӣ аст ва эҳтимол дорад, ки найчаи шикаста ҳангоми истифода вайрон шавад.
Оё истеҳсолкунанда дар ин ҳолат ягон имконот дорад? Хулоса, бале. Ин имконот тафсондан аст ва гарчанде ки он чандон ҷодугарӣ нест, он то ҳадди имкон ба ҷодугарӣ наздик аст.
Ба ибораи оддӣ, гармкунӣ ҳама таъсири фишори ҷисмониро ба металл бартараф мекунад. Ин раванд металлро то ҳарорати рафъи фишор ё аз нав кристаллизатсия гарм мекунад ва бо ин васила пайдоиши ноқисҳоро аз байн мебарад. Вобаста аз ҳарорати мушаххас ва вақти истифодашуда дар раванди гармкунӣ, ин раванд қисман ё тамоми чандирии онро барқарор мекунад.
Тафсондан ва хунуккунии назоратшаванда ба афзоиши донаҳо мусоидат мекунад. Ин муфид аст, агар ҳадаф кам кардани шиканандагии мавод бошад, аммо афзоиши беназорати донаҳо метавонад металлро аз ҳад зиёд нарм кунад ва онро барои истифодаи пешбинишуда ғайри қобили истифода гардонад. Қатъ кардани раванди тафсондан як чизи дигари қариб ҷодугарӣ аст. Тафсондан дар ҳарорати дуруст бо агенти дурусти хомӯшкунанда дар вақти лозима равандро барои ба даст овардани хосиятҳои барқароркунии пӯлод зуд қатъ мекунад.
Оё мо бояд аз мушаххасоти сахтӣ даст кашем? Не. Хусусиятҳои сахтӣ ҳангоми муайян кардани қубурҳои пӯлод асосан ҳамчун нуқтаи истинод арзишманданд. Сахтӣ, як ченаки муфид, яке аз якчанд хусусиятҳоест, ки ҳангоми фармоиш додани маводи қубурӣ бояд муайян карда шаванд ва ҳангоми гирифтан тафтиш карда шаванд (ва бояд бо ҳар як интиқол сабт карда шаванд). Вақте ки санҷиши сахтӣ стандарти санҷиш аст, он бояд арзишҳои мувофиқи миқёс ва диапазонҳои назоратӣ дошта бошад.
Аммо, ин санҷиши воқеӣ барои мувофиқ кардани мавод (қабул ё рад кардани он) нест. Илова бар сахтӣ, истеҳсолкунандагон бояд баъзан интиқолро барои муайян кардани дигар хосиятҳои мувофиқ, ба монанди MYS, UTS ё дарозшавии ҳадди ақал, вобаста ба истифодаи найча, санҷанд.
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 аввалин маҷаллае шуд, ки соли 1990 ба соҳаи қубурҳои металлӣ бахшида шуда буд. Имрӯз он ягона нашрия дар Амрикои Шимолӣ боқӣ мемонад, ки ба ин соҳа бахшида шудааст ва ба манбаи боэътимодтарини иттилоот барои мутахассисони қубур табдил ёфтааст.
Акнун бо дастрасии пурра ба нашри рақамии The FABRICATOR, дастрасии осон ба захираҳои арзишманди соҳа.
Нашри рақамии маҷаллаи The Tube & Pipe Journal ҳоло пурра дастрас аст ва дастрасии осонро ба захираҳои арзишманди соҳавӣ фароҳам меорад.
Аз дастрасии пурра ба нашри рақамии маҷаллаи STAMPING, ки навтарин пешрафтҳои технологӣ, таҷрибаҳои беҳтарин ва хабарҳои соҳаро барои бозори штампкунии металлӣ пешниҳод мекунад, баҳра баред.
Аз дастрасии пурра ба нашри рақамии Ҳисоботи иловагӣ баҳра баред, то бифаҳмед, ки чӣ гуна истеҳсоли иловагиро барои беҳтар кардани самаранокии амалиётӣ ва афзоиши фоида истифода бурдан мумкин аст.
Акнун бо дастрасии пурра ба нашри рақамии The Fabricator en Español, дастрасии осон ба захираҳои арзишманди соҳа.