โปรโตคอลการทดสอบต่างๆ (บริเนลล์, ร็อคเวลล์, วิคเกอร์ส) มีขั้นตอนเฉพาะสำหรับโครงการที่กำลังทดสอบ การทดสอบแบบร็อคเวลล์ทีเหมาะสำหรับการตรวจสอบท่อที่มีผนังบาง โดยการตัดท่อตามแนวยาวและทดสอบความหนาของผนังจากเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในแทนที่จะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอก
การสั่งซื้อรถยนต์ก็คล้ายกับการไปที่โชว์รูมรถยนต์แล้วสั่งซื้อรถยนต์หรือรถกระบะสักคัน ปัจจุบันนี้ ตัวเลือกมากมายช่วยให้ผู้ซื้อสามารถปรับแต่งรถได้หลากหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นสีภายในและภายนอก ชุดตกแต่งภายใน ตัวเลือกสไตล์ภายนอก ตัวเลือกเครื่องยนต์ และระบบเสียงที่แทบจะเทียบเท่ากับระบบความบันเทิงภายในบ้าน ด้วยตัวเลือกมากมายเช่นนี้ คุณอาจจะไม่พอใจกับรถยนต์มาตรฐานที่ไม่มีอะไรพิเศษก็ได้
ท่อเหล็กก็คือท่อเหล็ก มีตัวเลือกหรือข้อกำหนดมากมายนับพันแบบ นอกเหนือจากขนาดแล้ว ข้อกำหนดยังระบุคุณสมบัติทางเคมีและคุณสมบัติทางกลหลายประการ เช่น ความแข็งแรงครากขั้นต่ำ (MYS) ความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) และการยืดตัวขั้นต่ำก่อนการแตกหัก อย่างไรก็ตาม หลายคนในอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นวิศวกร ตัวแทนจัดซื้อ และผู้ผลิต มักใช้คำย่อที่เป็นที่ยอมรับในอุตสาหกรรม ซึ่งกำหนดให้ใช้ท่อเหล็กเชื่อมแบบ "ปกติ" และระบุเพียงคุณลักษณะเดียวเท่านั้น คือ ความแข็ง
ลองสั่งซื้อรถยนต์โดยระบุเพียงคุณลักษณะเดียว (“ฉันต้องการรถยนต์เกียร์อัตโนมัติ”) แล้วคุณจะไม่ได้รับข้อมูลอะไรมากนักจากพนักงานขาย เพราะเขาต้องกรอกแบบฟอร์มสั่งซื้อที่มีตัวเลือกมากมาย เช่นเดียวกับท่อ เพื่อให้ได้ท่อที่เหมาะสมกับการใช้งาน ผู้ผลิตท่อต้องการข้อมูลมากกว่าแค่ความแข็งของท่อ
เหตุใดความแข็งจึงกลายเป็นที่ยอมรับในฐานะคุณสมบัติทดแทนคุณสมบัติทางกลอื่นๆ? น่าจะเริ่มต้นจากผู้ผลิตท่อ เพราะการทดสอบความแข็งนั้นรวดเร็ว ง่าย และใช้อุปกรณ์ราคาไม่แพงนัก พนักงานขายท่อจึงมักใช้การทดสอบความแข็งเพื่อเปรียบเทียบท่อสองท่อ ในการทำการทดสอบความแข็ง สิ่งที่พวกเขาต้องการก็คือท่อเรียบๆ ยาวๆ สักชิ้นและแท่นทดสอบ
ความแข็งของท่อมีความสัมพันธ์ที่ดีกับค่า UTS และโดยทั่วไปแล้ว ค่าเปอร์เซ็นต์หรือช่วงเปอร์เซ็นต์นั้นมีประโยชน์ในการประมาณค่า MYS ดังนั้นจึงเห็นได้ง่ายว่าการทดสอบความแข็งสามารถใช้เป็นตัวแทนที่เหมาะสมสำหรับคุณสมบัติอื่นๆ ได้
นอกจากนี้ การทดสอบอื่นๆ ก็ค่อนข้างซับซ้อน ในขณะที่การทดสอบความแข็งใช้เวลาเพียงนาทีเดียวหรือประมาณนั้นบนเครื่องจักรเครื่องเดียว การทดสอบ MYS, UTS และการยืดตัวนั้นต้องมีการเตรียมตัวอย่างและการลงทุนอย่างมากในอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ผู้ควบคุมเครื่องรีดท่อใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีในการทำการทดสอบความแข็ง ในขณะที่ช่างเทคนิคโลหะวิทยาผู้เชี่ยวชาญใช้เวลาหลายชั่วโมงในการทำการทดสอบแรงดึง การตรวจสอบความแข็งนั้นไม่ยาก
นี่ไม่ได้หมายความว่าผู้ผลิตท่อทางวิศวกรรมไม่ได้ใช้การทดสอบความแข็ง อาจกล่าวได้ว่าส่วนใหญ่ใช้ แต่เนื่องจากพวกเขาทำการประเมินความสามารถในการทำซ้ำและความสามารถในการสร้างผลลัพธ์ซ้ำได้ของอุปกรณ์ทดสอบทั้งหมด พวกเขาจึงตระหนักถึงข้อจำกัดของการทดสอบเป็นอย่างดี ส่วนใหญ่ใช้การประเมินความแข็งของท่อเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต แต่ไม่ได้ใช้เพื่อวัดคุณสมบัติของท่อ นี่เป็นเพียงการทดสอบแบบผ่าน/ไม่ผ่านเท่านั้น
ทำไมคุณถึงต้องรู้เกี่ยวกับ MYS, UTS และค่าการยืดตัวขั้นต่ำ? เพราะค่าเหล่านี้บ่งบอกถึงพฤติกรรมของท่อในระหว่างการประกอบ
MYS คือแรงขั้นต่ำที่ทำให้วัสดุเสียรูปถาวร ถ้าคุณลองดัดลวดตรงๆ (เช่น ไม้แขวนเสื้อ) เล็กน้อยแล้วปล่อยแรงกด จะเกิดสิ่งใดสิ่งหนึ่งในสองอย่าง คือ มันจะดีดกลับไปเป็นรูปทรงเดิม (ตรง) หรือมันจะยังคงงออยู่ ถ้ามันยังตรงอยู่ แสดงว่าคุณยังไม่ผ่านค่า MYS แต่ถ้ามันยังงออยู่ แสดงว่าคุณเกินค่า MYS แล้ว
ทีนี้ ให้ใช้คีมหนีบปลายทั้งสองข้างของลวด ถ้าคุณสามารถฉีกลวดออกเป็นสองชิ้นได้ แสดงว่าคุณดึงลวดเกินค่า UTS แล้ว คุณออกแรงดึงมาก และคุณก็จะได้ลวดสองเส้นเป็นหลักฐานแสดงถึงความพยายามอย่างสุดกำลังของคุณ ถ้าความยาวเดิมของลวดคือ 5 นิ้ว และความยาวทั้งสองหลังจากที่ลวดขาดรวมกันได้ 6 นิ้ว แสดงว่าลวดถูกยืดออกไป 1 นิ้ว หรือ 20% การทดสอบการยืดตัวจริงจะวัดภายในระยะ 2 นิ้วจากจุดที่ลวดขาด แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม แนวคิดการดึงลวดนี้ก็แสดงให้เห็นถึงค่า UTS ได้อย่างดี
ตัวอย่างเหล็กสำหรับถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์จำเป็นต้องตัด ขัด และกัดด้วยสารละลายที่เป็นกรดอ่อนๆ (โดยทั่วไปคือกรดไนตริกและแอลกอฮอล์ (ไนโตรเอทานอล)) เพื่อให้มองเห็นเกรนได้ชัดเจน การขยายภาพ 100 เท่าเป็นวิธีการที่นิยมใช้ในการตรวจสอบเกรนเหล็กและกำหนดขนาดของเกรน
ความแข็งคือการทดสอบว่าวัสดุนั้นตอบสนองต่อแรงกระแทกอย่างไร ลองนึกภาพการนำท่อสั้นๆ ใส่ลงในปากจับที่มีร่องฟัน แล้วหมุนปากจับเพื่อปิด นอกจากจะทำให้ท่อแบนลงแล้ว ปากจับของปากจับยังทิ้งรอยบุ๋มไว้บนพื้นผิวของท่อด้วย
นั่นคือหลักการทำงานของการทดสอบความแข็ง แต่จริงๆ แล้วมันไม่ได้รุนแรงขนาดนั้น การทดสอบนี้มีการควบคุมขนาดของการกระแทกและแรงดัน แรงเหล่านี้จะทำให้พื้นผิวเสียรูป เกิดเป็นรอยบุ๋มหรือรอยเว้า ขนาดหรือความลึกของรอยบุ๋มจะเป็นตัวกำหนดความแข็งของโลหะ
สำหรับการประเมินความแข็งของเหล็ก การทดสอบความแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การทดสอบแบบบริเนลล์ แบบวิคเกอร์ และแบบร็อคเวลล์ แต่ละแบบมีมาตราส่วนของตัวเอง และบางแบบมีวิธีการทดสอบหลายวิธี เช่น ร็อคเวลล์ A, B และ C สำหรับท่อเหล็ก ข้อกำหนด ASTM A513 อ้างอิงถึงการทดสอบร็อคเวลล์ B (ย่อว่า HRB หรือ RB) การทดสอบร็อคเวลล์ B วัดความแตกต่างของการเจาะเหล็กโดยลูกเหล็กขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/16 นิ้ว ระหว่างแรงกดเริ่มต้นเล็กน้อยและแรงกดหลัก 100 กก.f ผลลัพธ์ทั่วไปสำหรับเหล็กกล้าอ่อนมาตรฐานคือ HRB 60
นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุศาสตร์ทราบว่าความแข็งมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับค่าความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) ดังนั้น ค่าความแข็งที่กำหนดสามารถใช้ทำนายค่า UTS ได้ ในทำนองเดียวกัน ผู้ผลิตท่อก็ทราบว่าค่าความแข็งแรงครากสูงสุด (MYS) และค่า UTS มีความสัมพันธ์กัน สำหรับท่อเชื่อม ค่า MYS โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 70% ถึง 85% ของค่า UTS ปริมาณที่แน่นอนขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตท่อ ความแข็งของ HRB 60 สัมพันธ์กับค่า UTS 60,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) และค่า MYS 80% หรือ 48,000 PSI
ข้อกำหนดมาตรฐานของท่อที่พบได้บ่อยที่สุดในการผลิตทั่วไปคือค่าความแข็งสูงสุด นอกเหนือจากขนาดแล้ว วิศวกรยังกังวลเกี่ยวกับการกำหนดคุณสมบัติของท่อเชื่อมด้วยไฟฟ้าแบบต้านทาน (ERW) ให้อยู่ในช่วงการทำงานที่ดี ซึ่งอาจส่งผลให้ค่าความแข็งสูงสุดอยู่ที่ HRB 60 ตามที่ระบุในแบบร่างชิ้นส่วน การตัดสินใจเพียงอย่างเดียวนี้ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลขั้นสุดท้ายมีความหลากหลาย รวมถึงค่าความแข็งด้วย
ประการแรก ค่าความแข็ง HRB 60 ไม่ได้บอกอะไรเรามากนัก ค่า HRB 60 เป็นตัวเลขที่ไม่มีมิติ วัสดุที่ประเมินด้วย HRB 59 นั้นอ่อนกว่าวัสดุที่ทดสอบด้วย HRB 60 และ HRB 61 นั้นแข็งกว่า HRB 60 แต่แข็งกว่ามากแค่ไหน? ไม่สามารถวัดปริมาณได้เหมือนปริมาตร (วัดเป็นเดซิเบล) แรงบิด (วัดเป็นปอนด์-ฟุต) ความเร็ว (วัดระยะทางเทียบกับเวลา) หรือ UTS (วัดเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ค่า HRB 60 ไม่ได้บอกอะไรที่เฉพาะเจาะจง นี่เป็นคุณสมบัติของวัสดุ แต่ไม่ใช่คุณสมบัติทางกายภาพ ประการที่สอง การทดสอบความแข็งไม่เหมาะสมสำหรับการทำซ้ำหรือการสร้างผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ การประเมินสองตำแหน่งบนชิ้นงานทดสอบ แม้ว่าตำแหน่งทดสอบจะอยู่ใกล้กัน ก็มักจะส่งผลให้ค่าความแข็งที่วัดได้มีความแตกต่างกันมาก ปัญหาที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นคือลักษณะของการทดสอบ หลังจากวัดตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งแล้ว ก็ไม่สามารถวัดซ้ำได้อีกครั้ง ตรวจสอบผลลัพธ์ ไม่สามารถทำการทดสอบซ้ำได้
นี่ไม่ได้หมายความว่าการทดสอบความแข็งนั้นไม่สะดวก ในความเป็นจริงแล้ว มันเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีสำหรับค่าความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) ของวัสดุ และเป็นการทดสอบที่รวดเร็วและง่ายดาย อย่างไรก็ตาม ทุกคนที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดคุณสมบัติ การจัดซื้อ และการผลิตท่อ ควรตระหนักถึงข้อจำกัดของการทดสอบนี้ด้วย
เนื่องจากคำว่า “ท่อปกติ” นั้นไม่มีคำจำกัดความที่ชัดเจน เมื่อจำเป็นต้องใช้ ผู้ผลิตท่อจึงมักจะจำกัดขอบเขตให้แคบลงเหลือเพียงท่อเหล็กสองประเภทที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด ซึ่งกำหนดไว้ในมาตรฐาน ASTM A513 ได้แก่ 1008 และ 1010 แม้จะตัดประเภทท่ออื่นๆ ออกไปทั้งหมดแล้ว ความเป็นไปได้ในแง่ของคุณสมบัติทางกลของท่อสองประเภทนี้ก็ยังคงเปิดกว้างอยู่มาก อันที่จริง ท่อสองประเภทนี้มีคุณสมบัติทางกลที่หลากหลายที่สุดเมื่อเทียบกับท่อประเภทอื่นๆ
ตัวอย่างเช่น ท่อจะถูกอธิบายว่าอ่อนหากค่า MYS ต่ำและค่าการยืดตัวสูง ซึ่งหมายความว่ามันมีประสิทธิภาพดีกว่าในด้านแรงดึง การโก่งงอ และการคงรูป เมื่อเทียบกับท่อที่ถูกอธิบายว่าแข็ง ซึ่งมีค่า MYS ค่อนข้างสูงและค่าการยืดตัวค่อนข้างต่ำ นี่คล้ายกับความแตกต่างระหว่างลวดอ่อนและลวดแข็ง เช่น ลวดไม้แขวนเสื้อและลวดสว่าน
การยืดตัวเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งานท่อที่สำคัญ ท่อที่มีการยืดตัวสูงสามารถทนต่อแรงดึงได้ดีกว่า วัสดุที่มีการยืดตัวต่ำจะเปราะกว่าและมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการล้าอย่างรุนแรงได้ง่ายกว่า อย่างไรก็ตาม การยืดตัวไม่ได้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกลเพียงอย่างเดียวที่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็ง
เหตุใดคุณสมบัติทางกลของท่อจึงแตกต่างกันมาก? ประการแรก องค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกัน เหล็กกล้าเป็นสารละลายของเหล็กและคาร์บอน รวมถึงโลหะผสมที่สำคัญอื่นๆ เพื่อความง่าย เราจะกล่าวถึงเฉพาะเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนเท่านั้น อะตอมของคาร์บอนจะเข้ามาแทนที่อะตอมของเหล็กบางส่วน ทำให้เกิดโครงสร้างผลึกของเหล็กกล้า มาตรฐาน ASTM 1008 เป็นมาตรฐานหลักที่ครอบคลุมทุกด้าน โดยมีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 0% ถึง 0.10% เลขศูนย์เป็นตัวเลขพิเศษที่ทำให้เกิดคุณสมบัติเฉพาะเมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กกล้าต่ำมาก มาตรฐาน ASTM 1010 กำหนดปริมาณคาร์บอนระหว่าง 0.08% ถึง 0.13% ความแตกต่างเหล่านี้อาจดูไม่มาก แต่ก็มากพอที่จะสร้างความแตกต่างอย่างมากในด้านอื่นๆ
ประการที่สอง ท่อเหล็กสามารถผลิตหรือผลิตและแปรรูปต่อได้ในกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันเจ็ดแบบ มาตรฐาน ASTM A513 ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตท่อ ERW ระบุประเภทไว้เจ็ดประเภทดังนี้:
ถ้าองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและขั้นตอนการผลิตท่อไม่มีผลต่อความแข็งของเหล็ก แล้วอะไรล่ะที่มีผล? การตอบคำถามนี้หมายถึงการพิจารณารายละเอียดอย่างถี่ถ้วน คำถามนี้ทำให้เกิดคำถามเพิ่มเติมอีกสองข้อ: รายละเอียดอะไร และละเอียดแค่ไหน?
รายละเอียดเกี่ยวกับเกรนที่ประกอบขึ้นเป็นเหล็กคือคำตอบแรก เมื่อเหล็กถูกผลิตที่โรงงานเหล็กขั้นต้น มันไม่ได้เย็นตัวลงกลายเป็นก้อนขนาดใหญ่ที่มีลักษณะเดียว ขณะที่เหล็กเย็นตัวลง โมเลกุลของเหล็กจะจัดเรียงตัวเป็นรูปแบบซ้ำๆ (ผลึก) คล้ายกับการก่อตัวของเกล็ดหิมะ หลังจากที่ผลึกก่อตัวขึ้นแล้ว พวกมันจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่าเกรน เมื่อการเย็นตัวดำเนินต่อไป เกรนจะเติบโตและก่อตัวขึ้นทั่วทั้งแผ่นหรือเพลท เกรนจะหยุดเติบโตเมื่อโมเลกุลเหล็กสุดท้ายถูกดูดซับโดยเกรน กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในระดับจุลภาค เนื่องจากขนาดเฉลี่ยของเกรนเหล็กอยู่ที่ประมาณ 64 ไมโครเมตร หรือ 0.0025 นิ้ว แม้ว่าแต่ละเกรนจะคล้ายกัน แต่ก็ไม่เหมือนกัน พวกมันแตกต่างกันเล็กน้อยในขนาด การวางแนว และปริมาณคาร์บอน ส่วนติดต่อระหว่างเกรนเรียกว่าขอบเกรน เมื่อเหล็กเกิดความเสียหาย เช่น จากรอยแตกเนื่องจากความล้า มันมักจะเสียหายตามขอบเกรน
ต้องมองไกลแค่ไหนถึงจะเห็นเกรนที่สังเกตได้? กำลังขยาย 100 เท่า หรือกำลังขยายของสายตามนุษย์ 100 เท่า ก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม การมองเหล็กที่ไม่ผ่านการบำบัดด้วยกำลังขยาย 100 เท่าเพียงอย่างเดียว ไม่ได้เผยให้เห็นอะไรมากนัก จึงต้องเตรียมตัวอย่างโดยการขัดตัวอย่างและกัดผิวด้วยกรด (โดยปกติคือกรดไนตริกและแอลกอฮอล์) ที่เรียกว่าสารกัดกร่อนไนโตรเอทานอล
ลักษณะของเกรนและโครงสร้างตาข่ายภายในของเกรนเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงต่อแรงกระแทก ค่า MYS ค่า UTS และการยืดตัวที่เหล็กสามารถทนได้ก่อนที่จะเกิดการแตกหัก
ขั้นตอนการผลิตเหล็ก เช่น การรีดร้อนและการรีดเย็นของแผ่นเหล็ก จะทำให้เกิดแรงเค้นในโครงสร้างของเกรน หากเกรนเปลี่ยนรูปร่างอย่างถาวร นั่นหมายความว่าแรงเค้นนั้นทำให้เกรนเสียรูป ขั้นตอนการแปรรูปอื่นๆ เช่น การม้วนเหล็กเป็นขด การคลายขด และการทำให้เกรนเหล็กเสียรูปผ่านเครื่องรีดท่อ (เพื่อขึ้นรูปและกำหนดขนาดท่อ) การดึงท่อเย็นบนแกนหมุนก็ทำให้เกิดแรงกดต่อวัสดุเช่นกัน เช่นเดียวกับขั้นตอนการผลิตอื่นๆ เช่น การขึ้นรูปปลายและการดัด การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเกรนเรียกว่า ดิสโลเคชัน
ขั้นตอนข้างต้นทำให้ความยืดหยุ่นของเหล็กซึ่งก็คือความสามารถในการทนต่อแรงดึง (แรงดึงออก) ลดลง เหล็กจะเปราะ ซึ่งหมายความว่ามันมีโอกาสแตกหักได้ง่ายขึ้นหากคุณยังคงใช้งานมันต่อไป การยืดตัวเป็นองค์ประกอบหนึ่งของความยืดหยุ่น (การบีอัดเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่ง) สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการแตกหักมักเกิดขึ้นภายใต้แรงดึง ไม่ใช่แรงบีอัด เหล็กมีความทนทานต่อแรงดึงสูงมากเนื่องจากมีความสามารถในการยืดตัวค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม เหล็กจะเปลี่ยนรูปได้ง่ายภายใต้แรงบีอัด – มันมีความยืดหยุ่น – ซึ่งเป็นข้อดี
คอนกรีตมีกำลังรับแรงอัดสูงแต่มีความยืดหยุ่นต่ำเมื่อเทียบกับเหล็ก คุณสมบัติเหล่านี้ตรงกันข้ามกับเหล็ก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมคอนกรีตที่ใช้สำหรับถนน อาคาร และทางเท้าจึงมักเสริมด้วยเหล็กเส้น ผลลัพธ์ที่ได้คือผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงของวัสดุสองชนิด: ภายใต้แรงดึง เหล็กจะแข็งแรง และภายใต้แรงอัด คอนกรีตจะแข็งแรง
ในระหว่างการขึ้นรูปเย็น เมื่อความยืดหยุ่นของเหล็กลดลง ความแข็งของเหล็กจะเพิ่มขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เหล็กจะแข็งขึ้น ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ นี่อาจเป็นข้อดี แต่ก็อาจเป็นข้อเสียได้เช่นกัน เนื่องจากความแข็งนั้นสัมพันธ์กับความเปราะ นั่นคือ เมื่อเหล็กแข็งขึ้น ความยืดหยุ่นก็จะลดลง ดังนั้นจึงมีโอกาสแตกหักได้ง่ายขึ้น
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แต่ละขั้นตอนการผลิตจะทำให้ความยืดหยุ่นของท่อลดลง ท่อจะแข็งขึ้นเมื่อใช้งาน และหากแข็งเกินไปก็แทบจะใช้การไม่ได้ ความแข็งคือความเปราะ และท่อที่เปราะมักจะแตกหักเมื่อใช้งาน
ในกรณีนี้ผู้ผลิตมีทางเลือกอื่นหรือไม่? โดยสรุปแล้ว มี ทางเลือกนั้นคือการอบอ่อน ซึ่งแม้จะไม่ใช่เวทมนตร์ แต่ก็ใกล้เคียงกับเวทมนตร์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
กล่าวโดยง่าย การอบอ่อนเป็นการขจัดผลกระทบจากความเครียดทางกายภาพที่มีต่อโลหะ กระบวนการนี้จะให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการคลายความเครียดหรือการตกผลึกใหม่ ซึ่งจะช่วยขจัดความคลาดเคลื่อน ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในกระบวนการอบอ่อน กระบวนการนี้จึงสามารถคืนความยืดหยุ่นให้กับโลหะได้บางส่วนหรือทั้งหมด
การอบอ่อนและการระบายความร้อนอย่างควบคุมช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของเกรน ซึ่งเป็นประโยชน์หากเป้าหมายคือการลดความเปราะของวัสดุ แต่การเจริญเติบโตของเกรนที่ควบคุมไม่ได้อาจทำให้โลหะอ่อนตัวมากเกินไปจนไม่สามารถใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ การหยุดกระบวนการอบอ่อนเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ราวกับเวทมนตร์ การชุบแข็งที่อุณหภูมิที่เหมาะสมด้วยสารชุบแข็งที่เหมาะสมในเวลาที่เหมาะสมจะหยุดกระบวนการอย่างรวดเร็วเพื่อให้เหล็กกลับคืนสู่สภาพเดิม
เราควรยกเลิกข้อกำหนดเรื่องความแข็งหรือไม่? ไม่ ความแข็งเป็นคุณลักษณะที่มีค่าอย่างยิ่งในฐานะจุดอ้างอิงเมื่อกำหนดคุณสมบัติของท่อเหล็ก ความแข็งเป็นมาตรวัดที่มีประโยชน์และเป็นหนึ่งในคุณลักษณะหลายประการที่ควรระบุเมื่อสั่งซื้อวัสดุท่อและตรวจสอบเมื่อได้รับสินค้า (และควรบันทึกไว้กับการจัดส่งแต่ละครั้ง) เมื่อการตรวจสอบความแข็งเป็นมาตรฐานการตรวจสอบ ควรมีค่ามาตราส่วนและช่วงควบคุมที่เหมาะสม
อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่การทดสอบที่แท้จริงสำหรับการคัดเลือก (ยอมรับหรือปฏิเสธ) วัสดุ นอกเหนือจากความแข็งแล้ว ผู้ผลิตควรทดสอบสินค้าที่จัดส่งเป็นครั้งคราวเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น MYS, UTS หรือการยืดตัวขั้นต่ำ ขึ้นอยู่กับการใช้งานของท่อ
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.
นิตยสาร Tube & Pipe Journal เป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับการให้บริการอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบันยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เดียวในอเมริกาเหนือที่มุ่งเน้นอุตสาหกรรมนี้ และกลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The FABRICATOR ได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
วารสาร The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินไปกับการเข้าถึงฉบับดิจิทัลของวารสาร STAMPING Journal อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารในอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
เพลิดเพลินไปกับการเข้าถึงฉบับดิจิทัลเต็มรูปแบบของ The Additive Report เพื่อเรียนรู้ว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) สามารถนำมาใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานและเพิ่มผลกำไรได้อย่างไร
ขณะนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Fabricator en Español ได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว เข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย