Понимание металлургии стальных труб и труб

Различные протоколы испытаний (Бринелл, Роквелл, Виккерс) содержат процедуры, специфичные для испытуемого объекта. Тест Роквелла Т адаптирован для проверки трубок с легкими стенками путем разрезания трубки вдоль и проверки стенки по внутреннему диаметру, а не по наружному диаметру.

Заказ трубок немного похож на поход в автосалон и заказ легкового или грузового автомобиля. Множество опций, доступных в наши дни, позволяют покупателю персонализировать автомобиль самыми разными способами: цвета интерьера и экстерьера, пакеты внутренней отделки, варианты внешнего оформления, выбор трансмиссии и звуковые системы, которые почти конкурируют с домашними развлекательными системами. Учитывая все эти варианты, вы, вероятно, не согласитесь на стандартный автомобиль без излишеств.

Стальные трубы такие. Он доступен в тысячах вариантов или спецификаций. Помимо размеров, в спецификациях указаны химический состав и некоторые механические свойства, такие как минимальный предел текучести (MYS), предел прочности при растяжении (UTS) и минимальное удлинение до разрушения. Однако многие в отрасли — инженеры, агенты по закупкам и производители — используют общепринятое в отрасли сокращение и просят «простую» сварную трубу и указывают только одну характеристику: твердость.

Попробуйте заказать машину по одной характеристике («Мне нужна с АКПП»), и с продавцом далеко не уйдешь. Ему нужно заполнить форму заказа, и в ней есть много опций. Стальные трубы устроены именно так: чтобы подобрать трубку, подходящую для конкретного применения, производителю труб нужно гораздо больше информации, чем просто твердость.

Как твердость стала общепринятой заменой других механических свойств? Возможно, все началось с производителей трубок. Поскольку испытание на твердость является быстрым, простым и требует относительно недорогого оборудования, продавцы трубок часто использовали испытание на твердость для сравнения двух трубок. Для проведения испытания на твердость им нужен был всего лишь гладкий участок трубы и испытательный стенд.

Твердость трубки хорошо коррелирует с UTS, и исходя из этого эмпирическое правило, процент или диапазон процентов, помогает оценить MYS, поэтому легко увидеть, как тест на твердость прижился в качестве подходящего показателя для других характеристик.

Кроме того, другие тесты относительно сложны. В то время как испытание на твердость на одной машине занимает всего минуту или около того, испытания MYS, UTS и испытание на удлинение требуют подготовки проб и значительных инвестиций в крупномасштабное лабораторное оборудование. Для сравнения, подумайте о секундах при испытании на твердость, проводимом оператором трубопрокатного завода, и о часах при испытании на растяжение, проводимом специализированным техником-металлургом. Проверить твердость не так уж и сложно.

Это не означает, что производители инженерных трубок не используют испытания на твердость. Можно с уверенностью сказать, что большинство так и делают, но поскольку они проводят оценку повторяемости и воспроизводимости манометров на всем своем испытательном оборудовании, они хорошо осведомлены об ограничениях испытаний. В большинстве случаев твердость трубки оценивают как часть производственного процесса, но не используют ее для количественной оценки характеристик трубки. Это просто тест «годен/не годен».

Зачем нужно знать МИС, УТС и минимальное удлинение? Они указывают, как трубка будет вести себя в сборке.

MYS относится к наименьшей силе, вызывающей необратимую деформацию материала. Если вы попытаетесь немного согнуть прямую проволоку, например, вешалку, и ослабить давление, произойдет одно из двух: она вернется в исходное состояние (прямое) или останется согнутой. Если он все еще прямой, вы не превысили MYS. Если он остается согнутым, вы превысили его.

Теперь возьмите оба конца проволоки плоскогубцами. Если вы можете разорвать провод на две части, вы превысили его УТС. Вы сильно натягиваете его, и у вас есть два отрезка проволоки, демонстрирующие ваши сверхчеловеческие усилия. Если первоначальная длина провода составляла 5 дюймов, а сумма двух длин после отказа составила 6 дюймов, то провод удлинился на 1 дюйм, или 20 процентов. Реальное испытание на удлинение предполагает измерение в пределах 2 дюймов от точки разрушения, но это не имеет значения — концепция натяжения проволоки иллюстрирует UTS.