Kila itifaki ya jaribio (Brinell, Rockwell, Vickers) ina taratibu mahususi kwa kitu kinachojaribiwa.

Kila itifaki ya jaribio (Brinell, Rockwell, Vickers) ina taratibu mahususi kwa kitu kinachojaribiwa.Jaribio la Rockwell ni muhimu kwa kupima mabomba yenye kuta nyembamba kwa kukata bomba kwa urefu na kuangalia ukuta wa bomba kwa kipenyo cha ndani badala ya kipenyo cha nje.
Kuagiza mabomba ni sawa na kwenda kwa muuzaji wa magari na kuagiza gari au lori.Sasa kuna chaguzi nyingi zinazopatikana zinazowaruhusu wanunuzi kubinafsisha gari kwa njia mbalimbali - rangi za ndani na nje, vifurushi vya kupunguza, chaguo za mitindo ya nje, chaguo za treni ya nguvu na mfumo wa sauti ambao ni karibu sawa na mfumo wa burudani wa nyumbani.Pamoja na chaguzi hizi zote, labda hutaridhika na gari la kawaida lisilo na frills.
Hii inatumika kwa mabomba ya chuma.Ina maelfu ya chaguzi au vipimo.Kando na vipimo, vipimo vinataja sifa za kemikali na sifa kadhaa za kiufundi kama vile nguvu ya chini ya mavuno (MYS), nguvu ya mwisho ya mkazo (UTS), na urefu wa chini hadi kutofaulu.Hata hivyo, wengi katika sekta hiyo—wahandisi, mawakala wa ununuzi, na watengenezaji—hutumia mkato wa sekta hiyo na kuita mabomba “rahisi” yaliyochomezwa na kuorodhesha sifa moja tu: ugumu.
Jaribu kuagiza gari kulingana na tabia moja ("Nahitaji gari na maambukizi ya kiotomatiki"), na kwa muuzaji huwezi kwenda mbali.Anapaswa kujaza fomu yenye chaguzi nyingi.Hivi ndivyo ilivyo kwa mabomba ya chuma: ili kupata bomba inayofaa kwa programu, mtengenezaji wa bomba anahitaji habari zaidi kuliko ugumu.
Ugumu ulikujaje kuwa mbadala unaokubalika wa sifa zingine za mitambo?Pengine ilianza na wazalishaji wa bomba.Kwa sababu upimaji wa ugumu ni wa haraka, rahisi, na unahitaji vifaa vya bei nafuu, wauzaji wa mabomba mara nyingi hutumia upimaji wa ugumu kulinganisha aina mbili za bomba.Wanachohitaji kufanya mtihani wa ugumu ni kipande laini cha bomba na rig ya mtihani.
Ugumu wa bomba unahusiana kwa karibu na UTS na kanuni ya kidole gumba (asilimia au anuwai ya asilimia) ni muhimu kwa kukadiria MYS, kwa hivyo ni rahisi kuona jinsi upimaji wa ugumu unavyoweza kuwa seva mbadala inayofaa kwa sifa zingine.
Kwa kuongeza, vipimo vingine ni vigumu.Ingawa upimaji wa ugumu huchukua takriban dakika moja kwenye mashine moja, MYS, UTS na vipimo vya kurefusha vinahitaji maandalizi ya sampuli na uwekezaji mkubwa katika vifaa vikubwa vya maabara.Kwa kulinganisha, mendeshaji wa kinu cha bomba hukamilisha mtihani wa ugumu kwa sekunde, wakati mtaalamu wa metallurgist hufanya mtihani wa kuvuta kwa saa chache.Kufanya mtihani wa ugumu sio ngumu.
Hii haina maana kwamba wazalishaji wa bomba la uhandisi hawatumii vipimo vya ugumu.Ni salama kusema kwamba wengi hufanya hivi, lakini kwa kuwa wanatathmini kurudiwa kwa chombo na uzalishaji tena kwenye vifaa vyote vya majaribio, wanafahamu vyema mapungufu ya jaribio.Wengi wao hutumia kutathmini ugumu wa bomba kama sehemu ya mchakato wa utengenezaji, lakini usiitumie kuhesabu mali ya bomba.Ni mtihani wa kufaulu/kufeli tu.
Kwa nini ninahitaji kujua MYS, UTS na urefu wa chini zaidi?Zinaonyesha utendaji wa mkusanyiko wa bomba.
MYS ni nguvu ya chini ambayo husababisha deformation ya kudumu ya nyenzo.Ikiwa unajaribu kupiga kidogo kipande cha waya moja kwa moja (kama hanger) na kutolewa shinikizo, moja ya mambo mawili yatatokea: itarudi kwenye hali yake ya awali (moja kwa moja) au kukaa bent.Ikiwa bado ni sawa, basi bado hujapata YANGU.Ikiwa bado imepinda, umekosa.
Sasa shika ncha zote mbili za waya na koleo.Ikiwa unaweza kuvunja waya katikati, umepita UTS.Unaivuta kwa nguvu na una vipande viwili vya waya ili kuonyesha juhudi zako za ubinadamu.Ikiwa urefu wa awali wa waya ulikuwa inchi 5, na urefu mbili baada ya kushindwa kuongeza hadi inchi 6, waya itanyoosha inchi 1, au 20%.Vipimo halisi vya mvutano hupimwa ndani ya inchi 2 za mahali pa mapumziko, lakini haijalishi ni nini - dhana ya mvutano wa mstari inaonyesha UTS.
Sampuli za maikrografu ya chuma lazima zikatwe, zing'arishwe, na ziweke mmumunyo wa asidi dhaifu (kawaida asidi ya nitriki na pombe) ili kufanya nafaka zionekane.Ukuzaji wa 100x hutumiwa kwa kawaida kukagua nafaka za chuma na kuamua saizi yake.
Ugumu ni mtihani wa jinsi nyenzo huguswa na athari.Fikiria kwamba urefu mfupi wa neli huwekwa kwenye vise na taya zilizopigwa na kutikiswa ili kufunga vise.Mbali na kuunganisha bomba, taya za vise huacha alama kwenye uso wa bomba.
Hivi ndivyo mtihani wa ugumu unavyofanya kazi, lakini sio mbaya sana.Jaribio lina ukubwa wa athari unaodhibitiwa na shinikizo linalodhibitiwa.Nguvu hizi huharibu uso, na kutengeneza indentations au indentations.Ukubwa au kina cha dent huamua ugumu wa chuma.
Wakati wa kutathmini chuma, vipimo vya Brinell, Vickers na Rockwell hutumiwa kwa kawaida.Kila moja ina kipimo chake, na baadhi yao ina mbinu nyingi za majaribio kama vile Rockwell A, B, C, n.k. Kwa mabomba ya chuma, vipimo vya ASTM A513 hurejelea jaribio la Rockwell B (lililofupishwa kama HRB au RB).Jaribio B la Rockwell hupima tofauti ya nguvu ya kupenya ya mpira wa chuma wa kipenyo cha inchi 1⁄16 kuwa chuma kati ya upakiaji mwepesi na mzigo wa kimsingi wa kilo 100.Matokeo ya kawaida ya chuma cha kawaida ni HRB 60.
Wanasayansi wa nyenzo wanajua kuwa ugumu una uhusiano wa mstari na UTS.Kwa hiyo, ugumu uliopewa unatabiri UTS.Vile vile, mtengenezaji wa bomba anajua kwamba MYS na UTS zinahusiana.Kwa mabomba ya svetsade, MYS kawaida ni 70% hadi 85% UTS.Kiasi halisi kinategemea mchakato wa utengenezaji wa bomba.Ugumu wa HRB 60 unalingana na UTS pauni 60,000 kwa inchi ya mraba (PSI) na karibu 80% MYS, ambayo ni 48,000 PSI.
Ufafanuzi wa kawaida wa bomba kwa uzalishaji wa jumla ni ugumu wa juu.Mbali na ukubwa, wahandisi pia wana nia ya kubainisha mabomba ya svetsade ya upinzani (RW) ndani ya safu nzuri ya uendeshaji, ambayo inaweza kusababisha michoro ya sehemu na ugumu wa juu unaowezekana wa HRB 60. Uamuzi huu pekee unasababisha idadi ya mali ya mwisho ya mitambo, ikiwa ni pamoja na ugumu wenyewe.
Kwanza, ugumu wa HRB 60 hautuelezi mengi.Usomaji wa HRB 60 ni nambari isiyo na kipimo.Nyenzo zilizokadiriwa katika HRB 59 ni laini kuliko zile zilizojaribiwa katika HRB 60, na HRB 61 ni ngumu kuliko HRB 60, lakini kwa kiasi gani?Haiwezi kuhesabiwa kama kiasi (kinachopimwa kwa desibeli), torque (kinachopimwa kwa futi-pauni), kasi (kinachopimwa kwa umbali dhidi ya wakati), au UTS (kinachopimwa kwa pauni kwa kila inchi ya mraba).Kusoma HRB 60 hakutuambii chochote mahususi.Ni mali ya nyenzo, si mali ya kimwili.Pili, uamuzi wa ugumu peke yake haufai ili kuhakikisha kurudiwa au kuzaliana.Tathmini ya tovuti mbili kwenye sampuli, hata kama tovuti za majaribio ziko karibu, mara nyingi husababisha usomaji tofauti wa ugumu.Hali ya vipimo huzidisha tatizo hili.Baada ya kipimo cha nafasi moja, kipimo cha pili hakiwezi kuchukuliwa ili kuangalia matokeo.Kurudia mtihani haiwezekani.
Hii haimaanishi kuwa kipimo cha ugumu sio rahisi.Kwa kweli, huu ni mwongozo mzuri wa mambo ya UTS, na ni jaribio la haraka na rahisi.Walakini, mtu yeyote anayehusika katika ufafanuzi, ununuzi na utengenezaji wa mirija anapaswa kufahamu mapungufu yao kama kigezo cha majaribio.
Kwa sababu bomba la "kawaida" halijafafanuliwa wazi, watengenezaji wa bomba kwa kawaida hulipunguza hadi aina mbili za chuma na bomba zinazotumiwa sana kama inavyofafanuliwa katika ASTM A513:1008 na 1010 inapofaa.Hata baada ya kuwatenga aina nyingine zote za mabomba, uwezekano wa mali ya mitambo ya aina hizi mbili za mabomba hubakia wazi.Kwa kweli, aina hizi za mabomba zina upana zaidi wa mali ya mitambo ya aina zote za bomba.
Kwa mfano, mrija huchukuliwa kuwa laini ikiwa MYS ni ya chini na urefu wake ni wa juu, ambayo ina maana kwamba hufanya kazi vizuri zaidi katika suala la kunyoosha, mgeuko, na mgeuko wa kudumu kuliko mrija unaofafanuliwa kuwa mgumu, ambao una MYS ya juu kiasi na urefu wa chini kiasi. ..Hii ni sawa na tofauti kati ya waya laini na waya ngumu kama vile vibanio vya nguo na kuchimba visima.
Kurefusha yenyewe ni sababu nyingine ambayo ina athari kubwa kwa matumizi muhimu ya bomba.Mabomba ya urefu wa juu yanaweza kuhimili kunyoosha;nyenzo za kurefusha chini ni brittle zaidi na hivyo kukabiliwa zaidi na janga kushindwa kwa uchovu.Hata hivyo, urefu hauhusiani moja kwa moja na UTS, ambayo ni mali pekee ya mitambo inayohusiana moja kwa moja na ugumu.
Kwa nini mabomba yanatofautiana sana katika mali zao za mitambo?Kwanza, muundo wa kemikali ni tofauti.Chuma ni suluhisho imara ya chuma na kaboni, pamoja na aloi nyingine muhimu.Kwa unyenyekevu, tutashughulika tu na asilimia ya kaboni.Atomi za kaboni hubadilisha baadhi ya atomi za chuma, na kuunda muundo wa fuwele wa chuma.ASTM 1008 ni daraja la msingi la kina na maudhui ya kaboni kutoka 0% hadi 0.10%.Sifuri ni nambari maalum ambayo hutoa sifa za kipekee katika maudhui ya kaboni ya chini sana katika chuma.ASTM 1010 inafafanua maudhui ya kaboni kutoka 0.08% hadi 0.13%.Tofauti hizi hazionekani kuwa kubwa, lakini zinatosha kuleta mabadiliko makubwa mahali pengine.
Pili, mabomba ya chuma yanaweza kutengenezwa au kutengenezwa na hatimaye kusindika katika michakato saba tofauti ya utengenezaji.ASTM A513 kuhusu utengenezaji wa mabomba ya ERW inaorodhesha aina saba:
Ikiwa kemikali ya chuma na hatua za utengenezaji wa bomba haziathiri ugumu wa chuma, basi ni nini?Jibu la swali hili linamaanisha kusoma kwa uangalifu maelezo.Swali hili linaongoza kwa maswali mengine mawili: ni maelezo gani na karibu kiasi gani?
Maelezo ya kina kuhusu nafaka zinazounda chuma ni jibu la kwanza.Wakati chuma kinapotengenezwa kwenye kinu cha msingi, haipoi ndani ya wingi mkubwa na mali moja.Chuma kinapopoa, molekuli zake huunda mifumo inayojirudia (fuwele), sawa na jinsi chembe za theluji zinavyoundwa.Baada ya kuundwa kwa fuwele, huunganishwa katika vikundi vinavyoitwa nafaka.Nafaka zinapopoa, hukua, na kutengeneza karatasi nzima au sahani.Ukuaji wa nafaka hukoma wakati molekuli ya mwisho ya chuma inapofyonzwa na nafaka.Haya yote hutokea kwa kiwango cha hadubini, na chembe ya chuma ya ukubwa wa wastani ikiwa na upana wa mikroni 64 au inchi 0.0025.Wakati kila nafaka ni sawa na inayofuata, sio sawa.Wanatofautiana kidogo kutoka kwa kila mmoja kwa ukubwa, mwelekeo, na maudhui ya kaboni.Maingiliano kati ya nafaka huitwa mipaka ya nafaka.Wakati chuma kinashindwa, kwa mfano kutokana na nyufa za uchovu, huwa na kushindwa kwa mipaka ya nafaka.
Je, unapaswa kuangalia kwa karibu kiasi gani ili kuona chembe tofauti?Ukuzaji wa mara 100 au mara 100 ya uwezo wa kuona wa jicho la mwanadamu ni wa kutosha.Walakini, kuangalia tu chuma mbichi kwa nguvu ya 100 haifanyi mengi.Sampuli hutayarishwa kwa kung'arisha sampuli na kuweka uso kwa asidi, kwa kawaida asidi ya nitriki na pombe, ambayo huitwa etching ya asidi ya nitriki.
Ni nafaka na kimiani cha ndani ambacho huamua nguvu ya athari, MYS, UTS, na urefu ambao chuma kinaweza kuhimili kabla ya kushindwa.
Hatua za utengenezaji wa chuma kama vile mkazo wa uhamishaji wa ukanda wa moto na baridi kwenye muundo wa nafaka;ikiwa wanabadilisha sura kila wakati, hii inamaanisha kuwa mafadhaiko yameharibu nafaka.Hatua nyingine za uchakataji kama vile kukunja chuma kuwa koili, kufunua na kupita kwenye kinu cha mirija (kuunda mirija na ukubwa) huharibu nafaka za chuma.Mchoro baridi wa bomba kwenye mandrel pia unasisitiza nyenzo, kama vile hatua za utengenezaji kama vile kutengeneza mwisho na kuinama.Mabadiliko katika muundo wa nafaka huitwa dislocations.
Hatua zilizo hapo juu hupunguza ductility ya chuma, uwezo wake wa kuhimili mkazo wa mvutano (kupasuka).Steel inakuwa brittle, ambayo ina maana kwamba kuna uwezekano mkubwa wa kuvunja ikiwa unaendelea kufanya kazi na chuma.Elongation ni sehemu moja ya plastiki (compressibility ni nyingine).Ni muhimu kuelewa hapa kwamba kushindwa mara nyingi hutokea katika mvutano, na si kwa kushinikiza.Chuma ni sugu kwa mikazo ya mkazo kwa sababu ya urefu wake wa juu.Hata hivyo, chuma huharibika kwa urahisi chini ya dhiki ya kubana—inaweza kutengenezwa—ambayo ni faida.
Linganisha hii na simiti, ambayo ina nguvu ya juu sana ya kukandamiza lakini ductility ya chini.Mali hizi ni kinyume na chuma.Ndiyo maana saruji inayotumiwa kwa barabara, majengo na njia za barabara mara nyingi huimarishwa.Matokeo yake ni bidhaa ambayo ina nguvu za nyenzo zote mbili: chuma ni nguvu katika mvutano na saruji ni nguvu katika compression.
Wakati wa ugumu, ductility ya chuma hupungua, na ugumu wake huongezeka.Kwa maneno mengine, ni ngumu.Kulingana na hali hiyo, hii inaweza kuwa faida, lakini pia inaweza kuwa hasara, kwani ugumu ni sawa na brittleness.Hiyo ni, chuma kigumu zaidi, ni chini ya elastic na kwa hiyo kuna uwezekano mkubwa wa kushindwa.
Kwa maneno mengine, kila hatua ya mchakato inahitaji ductility ya bomba.Sehemu inaposindika, inakuwa nzito, na ikiwa ni nzito sana, basi kimsingi haina maana.Ugumu ni brittleness, na mirija brittle ni kukabiliwa na kushindwa wakati wa matumizi.
Je, mtengenezaji ana chaguo katika kesi hii?Kwa kifupi, ndiyo.Chaguo hili ni la kuzima, na ingawa sio la kichawi kabisa, ni la kichawi iwezekanavyo.
Kwa maneno rahisi, annealing huondoa madhara yote ya athari za kimwili kwenye metali.Katika mchakato huo, chuma huwaka kwa utulivu wa dhiki au joto la recrystallization, ambayo inasababisha kuondolewa kwa dislocations.Kwa hivyo, mchakato huo kwa sehemu au kabisa hurejesha ductility, kulingana na hali ya joto maalum na wakati unaotumika katika mchakato wa annealing.
Ukaushaji na ubaridi unaodhibitiwa huchangia ukuaji wa nafaka.Hii ni ya manufaa ikiwa lengo ni kupunguza brittleness ya nyenzo, lakini ukuaji wa nafaka usiodhibitiwa unaweza kulainisha chuma sana, na kuifanya isiweze kutumika kwa matumizi yake yaliyokusudiwa.Kusimamisha mchakato wa annealing ni jambo lingine karibu la kichawi.Kuzima kwa joto linalofaa na wakala wa ugumu wa kulia kwa wakati unaofaa huacha haraka mchakato na kurejesha mali ya chuma.
Je, tunapaswa kuachana na vipimo vya ugumu?Hapana.Sifa za ugumu ni muhimu, kwanza kabisa, kama mwongozo wa kuamua sifa za bomba la chuma.Ugumu ni kipimo muhimu na mojawapo ya mali kadhaa ambayo yanapaswa kutajwa wakati wa kuagiza nyenzo za tubular na kuangaliwa baada ya kupokea (iliyoandikwa kwa kila usafirishaji).Wakati kipimo cha ugumu kinapotumika kama kiwango cha mtihani, lazima kiwe na viwango vinavyofaa vya mizani na vikomo vya udhibiti.
Hata hivyo, hii sio mtihani wa kweli wa kupitisha (kukubali au kukataliwa) kwa nyenzo.Mbali na ugumu, watengenezaji wanapaswa kuangalia usafirishaji mara kwa mara ili kubaini sifa zingine zinazofaa kama vile MYS, UTS, au urefu wa chini zaidi, kulingana na matumizi ya bomba.
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.
Jarida la Tube & Pipe lilizinduliwa mnamo 1990 kama jarida la kwanza linalotolewa kwa tasnia ya bomba la chuma.Leo, inasalia kuwa uchapishaji pekee wa tasnia huko Amerika Kaskazini na imekuwa chanzo kinachoaminika zaidi cha habari kwa wataalamu wa neli.
Ufikiaji kamili wa kidijitali kwa The FABRICATOR sasa unapatikana, ukitoa ufikiaji rahisi wa rasilimali muhimu za tasnia.
Ufikiaji kamili wa kidijitali kwa Jarida la Tube & Pipe sasa unapatikana, ukitoa ufikiaji rahisi kwa rasilimali muhimu za tasnia.
Furahia ufikiaji kamili wa kidijitali kwa STAMPING Journal, jarida la soko la kukanyaga chuma na maendeleo ya hivi punde ya teknolojia, mbinu bora na habari za tasnia.
Ufikiaji kamili wa toleo la dijitali la The Fabricator en Español sasa unapatikana, na kutoa ufikiaji rahisi wa rasilimali muhimu za tasnia.
Katika sehemu ya pili ya onyesho letu la sehemu mbili na Adam Heffner, mmiliki wa duka la Nashville na mwanzilishi…