鋼管およびパイプの冶金学を理解する

さまざまな試験プロトコル (ブリネル、ロックウェル、ビッカース) には、試験対象の項目に固有の手順があります。 ロックウェル T テストは、チューブを長さ方向に切断し、外径ではなく内径から壁をテストすることにより、ライトウォール チューブをチェックするように適合されています。

チューブの注文は、自動車ディーラーに行って車やトラックを注文するのと似ています。 最近では多くのオプションが利用できるため、購入者は内外装の色、内装トリム パッケージ、外装スタイルのオプション、ドライブトレインの選択、ホーム エンターテイメント システムに匹敵するサウンド システムなど、あらゆる方法で車両をカスタマイズできます。 これらすべての選択肢を考慮すると、おそらく標準的な、飾り気のない車では満足できないでしょう。

鋼管ってそういうものです。 何千もの選択肢や仕様が用意されています。 寸法はさておき、仕様では化学的性質や、最小降伏強さ (MYS)、極限引張強さ (UTS)、破断前の最小伸びなどのいくつかの機械的特性が求められます。 しかし、業界のエンジニア、購買代理店、製造業者の多くは、業界で認められている略記法を使用し、「プレーン」溶接チューブを要求し、特性を 1 つだけ指定しています。それは硬度です。

単一の特性 (「オートマチック トランスミッション付きの車が必要」) に基づいて車を注文してみてください。そうすれば、セールスマンとあまり話が進まないでしょう。 彼は注文フォームに記入する必要があり、そこには多くのオプションがあります。 スチールチューブも同様です。用途に適したチューブを入手するには、チューブメーカーは硬度だけでなく、より多くの情報を必要とします。

硬度はどのようにして他の機械的特性の代替として受け入れられるようになったのでしょうか? それは真空管メーカーから始まったのかもしれません。 硬度試験は迅速かつ簡単で、比較的安価な機器が必要なため、チューブの販売員は 2 つのチューブを比較するために硬度テストをよく使用していました。 硬さ試験を行うには、チューブの滑らかな部分と試験スタンドが必要でした。

チューブの硬度は UTS とよく相関しており、そこから経験則、パーセンテージまたはパーセンテージの範囲が MYS の推定に役立つため、硬度テストが他の特性の適切な代用としてどのように定着したかが簡単にわかります。

また、他のテストは比較的複雑です。 硬さ試験は 1 台の機械でわずか 1 分程度で完了しますが、MYS、UTS、伸び試験ではサンプルの準備と大規模な実験室設備への多額の投資が必要です。 比較として、チューブミルのオペレーターによる硬さ試験には数秒、専任の冶金技術者による引張試験には数時間かかると考えてください。 硬度チェックを行うことは難しくありません。

これは、加工チューブのメーカーが硬度試験を使用していないと言っているわけではありません。 ほとんどの企業がそうしていると言っても過言ではありませんが、彼らはすべてのテスト機器でゲージの再現性と再現性の評価を実行しているため、テストの限界をよく認識しています。 ほとんどの場合、製造プロセスの一部としてチューブの硬度を評価しますが、チューブの特性を定量化するためにそれを使用することはありません。 それは単にゴーかノーゴーかのテストです。

MYS、UTS、最小伸びを知る必要があるのはなぜですか? これらは、アセンブリ内でチューブがどのように機能するかを示します。

MYS は、材料に永久変形を引き起こす最小の力を指します。 コート ハンガーなどの真っ直ぐなワイヤーを少しだけ曲げて圧力を緩めようとすると、元の状態 (真っ直ぐ) に戻るか、曲がったままになるかの 2 つのうちのいずれかが起こります。 まだ真っ直ぐであれば、MYSを超えていません。 曲がったままの場合は、それを超えています。

次に、ワイヤーの両端をペンチでつかみます。 ワイヤーを 2 つの部分に引き裂くことができれば、UTS を超えています。 かなりの張力をかけて、超人的な努力を示すために 2 つの長さのワイヤーを用意しました。 ワイヤの元の長さが 5 インチで、破損後の 2 つの長さを合計すると 6 インチになった場合、ワイヤは 1 インチ、つまり 20% 伸びたことになります。 実際の伸び試験では破損点から 2 インチ以内の測定が行われますが、問題はありません。ワイヤ引っ張りの概念が UTS を示しています。