प्रत्येक परीक्षण प्रोटोकॉल (ब्रिनेल, रॉकवेल, विकर्स) में परीक्षण के तहत वस्तु के लिए विशिष्ट प्रक्रियाएं होती हैं।

प्रत्येक परीक्षण प्रोटोकॉल (ब्रिनेल, रॉकवेल, विकर्स) में परीक्षण के तहत वस्तु के लिए विशिष्ट प्रक्रियाएं होती हैं।रॉकवेल टी-टेस्ट पाइप को लंबाई में काटकर और बाहरी व्यास के बजाय अंदर के व्यास से पाइप की दीवार की जांच करके पतली दीवार वाले पाइपों का परीक्षण करने के लिए उपयोगी है।
पाइप ऑर्डर करना कुछ-कुछ कार डीलरशिप पर जाकर कार या ट्रक ऑर्डर करने जैसा है।अब बहुत सारे विकल्प उपलब्ध हैं जो खरीदारों को कार को विभिन्न तरीकों से अनुकूलित करने की अनुमति देते हैं - आंतरिक और बाहरी रंग, ट्रिम पैकेज, बाहरी स्टाइलिंग विकल्प, पावरट्रेन विकल्प और एक ऑडियो सिस्टम जो लगभग घरेलू मनोरंजन प्रणाली जितना ही अच्छा है।इन सभी विकल्पों के साथ, आप शायद एक मानक नो-फ्रिल्स कार से संतुष्ट नहीं होंगे।
यह स्टील पाइप पर लागू होता है।इसमें हजारों विकल्प या विशिष्टताएँ हैं।आयामों के अलावा, विनिर्देश में रासायनिक गुणों और कई यांत्रिक गुणों जैसे न्यूनतम उपज शक्ति (एमवाईएस), अंतिम तन्य शक्ति (यूटीएस), और विफलता के लिए न्यूनतम बढ़ाव का उल्लेख है।हालाँकि, उद्योग में कई-इंजीनियर, क्रय एजेंट और निर्माता-उद्योग के शॉर्टहैंड का उपयोग करते हैं और "सरल" वेल्डेड पाइपों की मांग करते हैं और केवल एक विशेषता सूचीबद्ध करते हैं: कठोरता।
एक विशेषता के अनुसार कार ऑर्डर करने का प्रयास करें ("मुझे ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन वाली कार चाहिए"), और विक्रेता के साथ आप ज्यादा दूर नहीं जाएंगे।उसे बहुत सारे विकल्पों वाला एक फॉर्म भरना होगा।यह स्टील पाइप के मामले में है: किसी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त पाइप प्राप्त करने के लिए, एक पाइप निर्माता को कठोरता की तुलना में बहुत अधिक जानकारी की आवश्यकता होती है।
कठोरता अन्य यांत्रिक गुणों का स्वीकृत विकल्प कैसे बन गई?इसकी शुरुआत संभवतः पाइप निर्माताओं से हुई।क्योंकि कठोरता परीक्षण त्वरित, आसान है और इसके लिए अपेक्षाकृत सस्ते उपकरण की आवश्यकता होती है, पाइप विक्रेता अक्सर दो प्रकार के पाइप की तुलना करने के लिए कठोरता परीक्षण का उपयोग करते हैं।कठोरता परीक्षण करने के लिए उन्हें केवल पाइप का एक चिकना टुकड़ा और एक परीक्षण रिग की आवश्यकता होती है।
पाइप की कठोरता यूटीएस से निकटता से संबंधित है और अंगूठे का नियम (प्रतिशत या प्रतिशत सीमा) एमवाईएस का आकलन करने के लिए उपयोगी है, इसलिए यह देखना आसान है कि कठोरता परीक्षण अन्य गुणों के लिए एक उपयुक्त प्रॉक्सी कैसे हो सकता है।
इसके अलावा, अन्य परीक्षण अपेक्षाकृत कठिन हैं।जबकि कठोरता परीक्षण में एक मशीन पर केवल एक मिनट का समय लगता है, एमवाईएस, यूटीएस और बढ़ाव परीक्षणों के लिए नमूना तैयार करने और बड़े प्रयोगशाला उपकरणों में महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता होती है।इसकी तुलना में, एक पाइप मिल ऑपरेटर सेकंड में कठोरता परीक्षण पूरा करता है, जबकि एक विशेषज्ञ धातुविज्ञानी कुछ घंटों में तन्यता परीक्षण करता है।कठोरता परीक्षण करना कठिन नहीं है।
इसका मतलब यह नहीं है कि इंजीनियरिंग पाइप निर्माता कठोरता परीक्षण का उपयोग नहीं करते हैं।यह कहना सुरक्षित है कि अधिकांश लोग ऐसा करते हैं, लेकिन चूंकि वे सभी परीक्षण उपकरणों में उपकरण की पुनरावृत्ति और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता का मूल्यांकन करते हैं, इसलिए वे परीक्षण की सीमाओं से अच्छी तरह वाकिफ हैं।उनमें से अधिकांश इसका उपयोग विनिर्माण प्रक्रिया के हिस्से के रूप में ट्यूब की कठोरता का मूल्यांकन करने के लिए करते हैं, लेकिन ट्यूब के गुणों को मापने के लिए इसका उपयोग नहीं करते हैं।यह सिर्फ एक उत्तीर्ण/असफल परीक्षा है।
मुझे एमवाईएस, यूटीएस और न्यूनतम बढ़ाव जानने की आवश्यकता क्यों है?वे ट्यूब असेंबली के प्रदर्शन का संकेत देते हैं।
एमवाईएस वह न्यूनतम बल है जो सामग्री के स्थायी विरूपण का कारण बनता है।यदि आप तार के एक सीधे टुकड़े (हैंगर की तरह) को थोड़ा मोड़ने और दबाव छोड़ने की कोशिश करते हैं, तो दो चीजों में से एक होगा: यह अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा (सीधा) या मुड़ा रहेगा।यदि यह अभी भी सीधा है, तो आप अभी तक एमवाईएस से उबर नहीं पाए हैं।यदि यह अभी भी मुड़ा हुआ है, तो आप चूक गए।
अब तार के दोनों सिरों को प्लायर से पकड़ लें।यदि आप किसी तार को आधा तोड़ सकते हैं, तो आपने इसे यूटीएस से आगे कर दिया है।आप इसे जोर से खींचते हैं और आपके अलौकिक प्रयासों को दिखाने के लिए आपके पास तार के दो टुकड़े होते हैं।यदि तार की मूल लंबाई 5 इंच थी, और विफलता के बाद दोनों लंबाई 6 इंच तक जुड़ जाती है, तो तार 1 इंच या 20% तक खिंच जाएगा।वास्तविक तन्यता परीक्षण ब्रेक प्वाइंट के 2 इंच के भीतर मापा जाता है, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता - लाइन तनाव अवधारणा यूटीएस को दर्शाती है।
अनाज को दृश्यमान बनाने के लिए स्टील माइक्रोग्राफ नमूनों को कमजोर अम्लीय घोल (आमतौर पर नाइट्रिक एसिड और अल्कोहल) से काटा, पॉलिश और उकेरा जाना चाहिए।100x आवर्धन का उपयोग आमतौर पर स्टील के दानों का निरीक्षण करने और उनका आकार निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
कठोरता इस बात का परीक्षण है कि कोई सामग्री प्रभाव पर कैसे प्रतिक्रिया करती है।कल्पना कीजिए कि एक छोटी लंबाई की ट्यूब को दाँतेदार जबड़ों वाले एक विस में रखा जाता है और विस को बंद करने के लिए उसे हिलाया जाता है।पाइप को संरेखित करने के अलावा, विसे जबड़े पाइप की सतह पर एक छाप छोड़ते हैं।
कठोरता परीक्षण इसी प्रकार काम करता है, लेकिन यह उतना कठोर नहीं है।परीक्षण में नियंत्रित प्रभाव आकार और नियंत्रित दबाव होता है।ये बल सतह को विकृत कर देते हैं, जिससे खरोज या इंडेंटेशन बन जाते हैं।डेंट का आकार या गहराई धातु की कठोरता निर्धारित करती है।
स्टील का मूल्यांकन करते समय आमतौर पर ब्रिनेल, विकर्स और रॉकवेल कठोरता परीक्षणों का उपयोग किया जाता है।प्रत्येक का अपना पैमाना होता है, और उनमें से कुछ के पास कई परीक्षण विधियाँ होती हैं जैसे रॉकवेल ए, बी, सी, आदि। स्टील पाइप के लिए, एएसटीएम ए513 विनिर्देश रॉकवेल बी परीक्षण (संक्षिप्त रूप में एचआरबी या आरबी) को संदर्भित करता है।रॉकवेल टेस्ट बी हल्के प्रीलोड और 100 किलोग्राम के मूल भार के बीच 1⁄16 इंच व्यास वाली स्टील की गेंद के स्टील में प्रवेश बल में अंतर को मापता है।मानक माइल्ड स्टील के लिए एक विशिष्ट परिणाम एचआरबी 60 है।
सामग्री वैज्ञानिक जानते हैं कि कठोरता का यूटीएस के साथ एक रैखिक संबंध है।इसलिए, दी गई कठोरता यूटीएस की भविष्यवाणी करती है।इसी तरह, पाइप निर्माता जानता है कि एमवाईएस और यूटीएस संबंधित हैं।वेल्डेड पाइपों के लिए, MYS आमतौर पर 70% से 85% UTS है।सटीक मात्रा ट्यूब निर्माण प्रक्रिया पर निर्भर करती है।एचआरबी 60 की कठोरता यूटीएस 60,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच (पीएसआई) और लगभग 80% एमवाईएस से मेल खाती है, जो 48,000 पीएसआई है।
सामान्य उत्पादन के लिए सबसे आम पाइप विशिष्टता अधिकतम कठोरता है।आकार के अलावा, इंजीनियर एक अच्छी ऑपरेटिंग रेंज के भीतर प्रतिरोध वेल्डेड (ईआरडब्ल्यू) पाइपों को निर्दिष्ट करने में भी रुचि रखते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एचआरबी 60 की संभावित अधिकतम कठोरता के साथ आंशिक चित्र बन सकते हैं। अकेले इस निर्णय के परिणामस्वरूप कई यांत्रिक अंत गुण होते हैं, कठोरता सहित।
सबसे पहले, एचआरबी 60 की कठोरता हमें बहुत कुछ नहीं बताती है।एचआरबी 60 रीडिंग एक आयामहीन संख्या है।एचआरबी 59 पर मूल्यांकित सामग्री एचआरबी 60 पर परीक्षण की गई सामग्री की तुलना में नरम हैं, और एचआरबी 61 एचआरबी 60 की तुलना में कठिन है, लेकिन कितना?इसे आयतन (डेसीबल में मापा गया), टॉर्क (पाउंड-फीट में मापा गया), गति (दूरी बनाम समय में मापा गया), या यूटीएस (पाउंड प्रति वर्ग इंच में मापा गया) की तरह परिमाणित नहीं किया जा सकता है।एचआरबी 60 को पढ़ने से हमें कुछ खास पता नहीं चलता।यह एक भौतिक संपत्ति है, भौतिक संपत्ति नहीं।दूसरे, कठोरता का निर्धारण अपने आप में दोहराव या प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त नहीं है।एक नमूने पर दो साइटों का मूल्यांकन, भले ही परीक्षण साइटें एक-दूसरे के करीब हों, अक्सर बहुत अलग कठोरता रीडिंग का परिणाम होता है।परीक्षणों की प्रकृति इस समस्या को बढ़ा देती है।एक स्थिति माप के बाद, परिणाम की जांच के लिए दूसरा माप नहीं लिया जा सकता है।परीक्षण दोहराव संभव नहीं है.
इसका मतलब यह नहीं है कि कठोरता माप असुविधाजनक है।दरअसल, यह यूटीएस सामग्री के लिए एक अच्छा मार्गदर्शक है, और यह एक त्वरित और आसान परीक्षण है।हालाँकि, ट्यूबों की परिभाषा, खरीद और निर्माण में शामिल किसी भी व्यक्ति को परीक्षण पैरामीटर के रूप में उनकी सीमाओं के बारे में पता होना चाहिए।
क्योंकि "नियमित" पाइप को स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, पाइप निर्माता आमतौर पर इसे उपयुक्त होने पर एएसटीएम ए513:1008 और 1010 में परिभाषित दो सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकार के स्टील और पाइप तक सीमित कर देते हैं।अन्य सभी प्रकार के पाइपों को छोड़कर भी, इन दो प्रकार के पाइपों के यांत्रिक गुणों की संभावनाएँ खुली रहती हैं।वास्तव में, इस प्रकार के पाइपों में सभी प्रकार के पाइपों की तुलना में यांत्रिक गुणों की सबसे विस्तृत श्रृंखला होती है।
उदाहरण के लिए, एक ट्यूब को नरम माना जाता है यदि MYS कम है और बढ़ाव अधिक है, जिसका अर्थ है कि यह कठोर के रूप में वर्णित ट्यूब की तुलना में खिंचाव, विरूपण और स्थायी विरूपण के मामले में बेहतर प्रदर्शन करता है, जिसमें अपेक्षाकृत उच्च MYS और अपेक्षाकृत कम बढ़ाव होता है। ..यह नरम तार और कठोर तार जैसे कपड़े हैंगर और ड्रिल के बीच अंतर के समान है।
बढ़ाव स्वयं एक अन्य कारक है जिसका महत्वपूर्ण पाइप अनुप्रयोगों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।उच्च बढ़ाव वाले पाइप खिंचाव का सामना कर सकते हैं;कम बढ़ाव वाली सामग्रियां अधिक भंगुर होती हैं और इसलिए विनाशकारी थकान विफलता का खतरा अधिक होता है।हालाँकि, बढ़ाव सीधे तौर पर यूटीएस से संबंधित नहीं है, जो कठोरता से सीधे संबंधित एकमात्र यांत्रिक संपत्ति है।
पाइपों के यांत्रिक गुणों में इतना अंतर क्यों होता है?सबसे पहले, रासायनिक संरचना अलग है।स्टील लोहे और कार्बन के साथ-साथ अन्य महत्वपूर्ण मिश्र धातुओं का एक ठोस समाधान है।सरलता के लिए, हम केवल कार्बन के प्रतिशत से निपटेंगे।कार्बन परमाणु लोहे के कुछ परमाणुओं की जगह लेते हैं, जिससे स्टील की क्रिस्टलीय संरचना बनती है।एएसटीएम 1008 0% से 0.10% तक कार्बन सामग्री वाला एक व्यापक प्राथमिक ग्रेड है।शून्य एक विशेष संख्या है जो स्टील में अल्ट्रा-लो कार्बन सामग्री पर अद्वितीय गुण प्रदान करती है।एएसटीएम 1010 कार्बन सामग्री को 0.08% से 0.13% तक परिभाषित करता है।ये अंतर बहुत बड़े नहीं लगते, लेकिन कहीं और बड़ा बदलाव लाने के लिए पर्याप्त हैं।
दूसरे, स्टील पाइप का निर्माण या निर्माण किया जा सकता है और बाद में सात अलग-अलग विनिर्माण प्रक्रियाओं में संसाधित किया जा सकता है।ईआरडब्ल्यू पाइपों के उत्पादन के संबंध में एएसटीएम ए513 सात प्रकारों की सूची देता है:
यदि स्टील की रासायनिक संरचना और पाइप निर्माण के चरण स्टील की कठोरता को प्रभावित नहीं करते हैं, तो क्या?इस प्रश्न का उत्तर का अर्थ है विवरणों का सावधानीपूर्वक अध्ययन।यह प्रश्न दो अन्य प्रश्नों की ओर ले जाता है: क्या विवरण और कितना करीब?
स्टील बनाने वाले अनाजों के बारे में विस्तृत जानकारी पहला उत्तर है।जब स्टील का उत्पादन प्राथमिक मिल में किया जाता है, तो यह एक गुण के साथ एक विशाल द्रव्यमान में ठंडा नहीं होता है।जैसे ही स्टील ठंडा होता है, उसके अणु दोहराए जाने वाले पैटर्न (क्रिस्टल) बनाते हैं, जैसे बर्फ के टुकड़े बनते हैं।क्रिस्टल बनने के बाद, उन्हें समूहों में संयोजित किया जाता है जिन्हें अनाज कहा जाता है।जैसे ही दाने ठंडे होते हैं, वे बढ़ते हैं, जिससे पूरी शीट या प्लेट बन जाती है।जब स्टील का अंतिम अणु अनाज द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है तो अनाज की वृद्धि रुक ​​जाती है।यह सब सूक्ष्म स्तर पर होता है, जिसमें मध्यम आकार का स्टील का दाना लगभग 64 माइक्रोन या 0.0025 इंच का होता है।हालाँकि प्रत्येक दाना अगले दाने के समान है, फिर भी वे समान नहीं हैं।वे आकार, अभिविन्यास और कार्बन सामग्री में एक दूसरे से थोड़ा भिन्न होते हैं।अनाजों के बीच के इंटरफेस को अनाज सीमाएँ कहा जाता है।जब स्टील विफल हो जाता है, उदाहरण के लिए थकान दरारों के कारण, यह अनाज की सीमाओं पर विफल हो जाता है।
अलग-अलग कणों को देखने के लिए आपको कितने करीब से देखना होगा?मानव आंख की दृश्य तीक्ष्णता को 100 गुना या 100 गुना तक बढ़ाना पर्याप्त है।हालाँकि, केवल कच्चे इस्पात को 100वीं शक्ति तक देखने से कुछ नहीं होता।नमूने को पॉलिश करके और सतह पर एसिड, आमतौर पर नाइट्रिक एसिड और अल्कोहल से नक़्क़ाशी करके नमूने तैयार किए जाते हैं, जिसे नाइट्रिक एसिड नक़्क़ाशी कहा जाता है।
यह अनाज और उनकी आंतरिक जाली है जो प्रभाव शक्ति, एमवाईएस, यूटीएस और बढ़ाव को निर्धारित करती है जिसे स्टील विफलता से पहले झेल सकता है।
इस्पात निर्माण के चरण जैसे गर्म और ठंडी स्ट्रिप रोलिंग तनाव को अनाज संरचना में स्थानांतरित करते हैं;यदि वे लगातार आकार बदलते हैं, तो इसका मतलब है कि तनाव ने अनाज को विकृत कर दिया है।प्रसंस्करण के अन्य चरण जैसे स्टील को कुंडलियों में लपेटना, खोलना और ट्यूब मिल से गुजारना (ट्यूब और आकार बनाने के लिए) स्टील के दानों को विकृत कर देते हैं।मेन्ड्रेल पर पाइप की ठंडी ड्राइंग भी सामग्री पर जोर देती है, जैसे कि अंत बनाने और झुकने जैसे विनिर्माण चरण।अनाज की संरचना में परिवर्तन को अव्यवस्था कहा जाता है।
उपरोक्त चरण स्टील की लचीलापन, तन्य (फाड़ने वाले) तनाव को झेलने की क्षमता को ख़त्म कर देते हैं।स्टील भंगुर हो जाता है, जिसका अर्थ है कि यदि आप स्टील के साथ काम करना जारी रखेंगे तो इसके टूटने की अधिक संभावना है।बढ़ाव प्लास्टिसिटी का एक घटक है (संपीड़न दूसरा है)।यहां यह समझना महत्वपूर्ण है कि विफलता अक्सर तनाव में होती है, संपीड़न में नहीं।स्टील अपने अपेक्षाकृत उच्च बढ़ाव के कारण तन्य तनाव के प्रति काफी प्रतिरोधी है।हालाँकि, संपीड़ित तनाव के तहत स्टील आसानी से विकृत हो जाता है - यह लचीला है - जो एक फायदा है।
इसकी तुलना कंक्रीट से करें, जिसकी संपीड़न शक्ति बहुत अधिक है लेकिन लचीलापन कम है।ये गुण स्टील के विपरीत हैं।यही कारण है कि सड़कों, इमारतों और फुटपाथों के लिए उपयोग किए जाने वाले कंक्रीट को अक्सर मजबूत किया जाता है।परिणाम एक ऐसा उत्पाद है जिसमें दोनों सामग्रियों की ताकत है: स्टील तनाव में मजबूत है और कंक्रीट संपीड़न में मजबूत है।
सख्त होने के दौरान, स्टील की लचीलापन कम हो जाती है, और इसकी कठोरता बढ़ जाती है।दूसरे शब्दों में, यह कठोर हो जाता है।स्थिति के आधार पर, यह एक फायदा हो सकता है, लेकिन यह एक नुकसान भी हो सकता है, क्योंकि कठोरता भंगुरता के बराबर होती है।यानी, स्टील जितना सख्त होगा, वह उतना ही कम लोचदार होगा और इसलिए उसके विफल होने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।
दूसरे शब्दों में, प्रक्रिया के प्रत्येक चरण में कुछ पाइप लचीलेपन की आवश्यकता होती है।जैसे-जैसे भाग संसाधित होता है, यह भारी हो जाता है, और यदि यह बहुत भारी है, तो सिद्धांत रूप में यह बेकार है।कठोरता भंगुरता है, और भंगुर ट्यूबों के उपयोग के दौरान विफलता का खतरा होता है।
क्या इस मामले में निर्माता के पास विकल्प हैं?संक्षेप में, हाँ.यह विकल्प एनीलिंग है, और हालांकि बिल्कुल जादुई नहीं है, यह उतना ही जादुई है जितना हो सकता है।
सरल शब्दों में, एनीलिंग धातुओं पर भौतिक प्रभाव के सभी प्रभावों को हटा देता है।इस प्रक्रिया में, धातु को तनाव राहत या पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान तक गर्म किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अव्यवस्थाएं दूर हो जाती हैं।इस प्रकार, एनीलिंग प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट तापमान और समय के आधार पर, प्रक्रिया आंशिक रूप से या पूरी तरह से लचीलापन बहाल करती है।
एनीलिंग और नियंत्रित शीतलन अनाज के विकास को बढ़ावा देता है।यदि लक्ष्य सामग्री की भंगुरता को कम करना है तो यह फायदेमंद है, लेकिन अनियंत्रित अनाज वृद्धि धातु को बहुत अधिक नरम कर सकती है, जिससे यह अपने इच्छित उपयोग के लिए अनुपयोगी हो सकती है।एनीलिंग प्रक्रिया को रोकना एक और लगभग जादुई चीज़ है।सही समय पर सही सख्त एजेंट के साथ सही तापमान पर शमन करने से प्रक्रिया तुरंत रुक जाती है और स्टील के गुणों को बहाल कर देती है।
क्या हमें कठोरता विनिर्देशों को छोड़ देना चाहिए?नहीं।कठोरता के गुण मूल्यवान हैं, सबसे पहले, स्टील पाइप की विशेषताओं को निर्धारित करने में एक दिशानिर्देश के रूप में।कठोरता एक उपयोगी माप है और कई गुणों में से एक है जिसे ट्यूबलर सामग्री का ऑर्डर करते समय निर्दिष्ट किया जाना चाहिए और रसीद पर जांच की जानी चाहिए (प्रत्येक शिपमेंट के लिए प्रलेखित)।जब कठोरता परीक्षण का उपयोग परीक्षण मानक के रूप में किया जाता है, तो इसमें उचित पैमाने के मान और नियंत्रण सीमाएँ होनी चाहिए।
हालाँकि, यह सामग्री के उत्तीर्ण होने (स्वीकृति या अस्वीकृति) की सच्ची परीक्षा नहीं है।कठोरता के अलावा, निर्माताओं को पाइप अनुप्रयोग के आधार पर एमवाईएस, यूटीएस, या न्यूनतम बढ़ाव जैसे अन्य प्रासंगिक गुणों को निर्धारित करने के लिए समय-समय पर शिपमेंट की जांच करनी चाहिए।
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