Phân tích chi tiết về vật liệu và tính chất của ống hợp kim chính xác

Một yêu cầu về ống hợp kim chính xác đã mô tả một danh tiếng chứ không phải là một yêu cầu. Chính xác là một từ mà mọi nhà máy đều sử dụng và không có tiêu chuẩn nào định nghĩa. Tiêu chuẩn định nghĩa là dung sai, và dung sai là một con số có dấu và đơn vị gắn với một kích thước.

Sự khác biệt không phải là lý thuyết, bởi vì hai con số quan trọng trên ống được viết bằng các loại tiền tệ khác nhau. Trong ASTM A269, tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ austenit liền mạch và hàn cho dịch vụ chung, đường kính ngoài của ống có kích thước từ 12,7 mm đến 38,1 mm được giữ ở mức cộng hoặc trừ 0,005 inch (0,13 mm), và thành của cùng một ống được giữ ở mức cộng hoặc trừ 10%. Một là con số tuyệt đối và con số kia là phần trăm, và con số thứ hai thay đổi theo thành bạn đặt hàng.

Trên một ống có thành 2,0 mm, 10% là cộng hoặc trừ 0,20 mm, gấp 1,5 lần dung sai đường kính ngoài. Trên một ống có thành 0,8 mm, cùng 10% là cộng hoặc trừ 0,08 mm, chặt hơn dung sai đường kính. Cùng một dòng của cùng một tiêu chuẩn tạo ra hai lời hứa khác nhau, và bản vẽ phải được đọc dựa trên thành thực tế được chỉ định.

Trang này trình bày những gì một tiêu chuẩn ống thực sự cố định, ba kích thước ống nào có thể được cố định cùng một lúc, sự khác biệt giữa thành trung bình và thành tối thiểu có giá bao nhiêu, và tại sao độ hoàn thiện bề mặt là một giao dịch riêng biệt với độ chính xác kích thước.

ASTM A269 là một tài liệu tham khảo hữu ích vì nó là tiêu chuẩn được trích dẫn thường xuyên nhất cho ống dụng cụ và ống dịch vụ chung, và bảng kích thước của nó đủ ngắn để tái tạo toàn bộ. Các giá trị dưới đây là dung sai cho đường kính ngoài và thành, và tiêu chuẩn áp dụng cho độ dày thành danh nghĩa từ 0,5 mm trở lên.

Hai đặc điểm của bảng đó quyết định hầu hết những gì tiếp theo. Dung sai đường kính tăng theo các bước tuyệt đối khi ống lớn hơn, điều này là bình thường vì quá trình kéo và xử lý cuộn lớn hơn đều làm tăng sự biến đổi. Dung sai thành vẫn ở mức 10% trên bốn trong số năm dải kích thước, có nghĩa là nó tỷ lệ với thành chứ không phải với đường kính.

Ngoài ra còn có một giới hạn trong tiêu chuẩn mà các trang danh mục hiếm khi đề cập: nó áp dụng từ thành danh nghĩa 0,5 mm trở lên. Dưới con số đó, sản phẩm thuộc một lớp khác, thường là ống mao dẫn hoặc ống tiêm, và nó được đặt hàng theo một tài liệu khác với các quy tắc kiểm tra khác. Người mua yêu cầu thành 0,3 mm theo A269 đã yêu cầu thứ mà tiêu chuẩn không bao gồm.

Một ống tròn được mô tả bằng ba kích thước, và chỉ hai trong số đó là độc lập. Thành bằng một nửa hiệu số giữa đường kính ngoài và đường kính trong, vì vậy bất kỳ hai trong ba kích thước nào cũng xác định kích thước thứ ba.

Một bản vẽ có dung sai trên cả ba kích thước do đó đã đặt dung sai trên một đại lượng đã được xác định, và ba dung sai thường sẽ mâu thuẫn với nhau. Một ống ở mức dung sai đường kính ngoài cao nhất và dung sai thành cao nhất có đường kính trong vượt quá giới hạn của nó, và người kiểm tra phải quyết định ba con số nào mà bộ phận thực sự được mua dựa trên đó. Các nhà máy giải quyết vấn đề này theo cùng một cách mọi lúc: bản vẽ được trích dẫn với một ghi chú hỏi hai kích thước nào chi phối, và đơn hàng không được xử lý cho đến khi ghi chú được trả lời.

Việc lựa chọn hai kích thước cũng quyết định quy trình. Kéo qua một trục điều khiển thành và đường kính trong, vì trục đặt lỗ khoan và khuôn đặt đường kính ngoài. Kéo rút, kéo ống mà không có hỗ trợ bên trong, làm giảm đường kính ngoài và làm cho thành dày lên, vì vậy nó giữ kích thước ngoài và để thành theo sau. Mài không tâm sửa đường kính ngoài và bề mặt, và không thể sửa thành đã sai. Một bản vẽ cố định đường kính trong và thành đã chọn một lộ trình tốn kém hơn một bản vẽ cố định đường kính ngoài và thành, và sự khác biệt về giá là sự khác biệt về quy trình.

Dung sai thành trong bảng áp dụng cho một trong hai định nghĩa, và tiêu chuẩn yêu cầu đơn đặt hàng phải nêu rõ định nghĩa nào. Đơn hàng thành trung bình chấp nhận thành đo dưới mức danh nghĩa ở một số điểm, miễn là giá trị trung bình trên chiều dài và chu vi nằm trong dung sai. Đơn hàng thành tối thiểu yêu cầu không có giá trị đo nào thấp hơn con số danh nghĩa.

Phép tính đơn giản và hậu quả thương mại thì không. Lấy thành danh nghĩa 2,0 mm với dung sai cộng hoặc trừ 10%.

Do đó, một đơn hàng thành tối thiểu cho thành 2,0 mm sẽ mua một ống có thành trung bình 2,22 mm và có thể nặng hơn 11% so với con số danh nghĩa, trước bất kỳ sự cho phép nào đối với sự lệch tâm. Trên ống thành mỏng, khối lượng gần như tỷ lệ thuận với thành, vì vậy giá cả di chuyển theo nó. Một đơn đặt hàng ghi 2 mm thành và dừng lại đã để nhà máy lựa chọn, và nhà máy sẽ báo giá theo cách diễn giải sử dụng ít kim loại hơn.

Sự khác biệt cũng làm thay đổi xếp hạng áp suất. Tính toán nổ sử dụng thành tối thiểu, vì vậy một thiết kế giả định 2,0 mm và nhận được ống thành trung bình với thành tối thiểu 1,8 mm có ranh giới áp suất mỏng hơn so với tính toán giả định, ngay cả khi ống nằm trong tiêu chuẩn.

Độ lệch tâm là sự biến đổi của thành xung quanh một mặt cắt ngang, và không có cột nào trong bảng kích thước nêu trực tiếp điều đó. Cái mà bảng gọi là dung sai thành được áp dụng cho thành được đo, và một ống có thể đáp ứng dung sai thành trên giá trị trung bình của nó trong khi mang một lỗ khoan bị lệch tâm rõ ràng. Hậu quả là thành dày ở một bên và mỏng ở bên kia, với giá trị trung bình nằm trong phạm vi.

Nguồn gốc của sự biến đổi đó nằm ở phía trước khuôn cuối cùng. Độ lệch tâm đi vào vỏ hoặc phôi, nơi sự chênh lệch nhiệt độ trên mặt cắt làm cho kim loại chảy không đều, và mỗi lần kéo tiếp theo làm giảm nó mà không loại bỏ nó. Một nhà máy báo giá độ đồng tâm là báo giá kết quả kiểm soát quy trình của riêng họ chứ không phải là đặc tính của hợp kim, đó là lý do tại sao hai nhà cung cấp có thể cùng giao hàng theo A269 và sản xuất ống hoạt động khác nhau trong bộ trao đổi nhiệt.

Thành mỏng làm vấn đề tồi tệ hơn, và tiêu chuẩn thừa nhận điều đó. A269 cho phép ống mỏng hơn, có thành bằng 3% đường kính ngoài hoặc ít hơn, vượt quá phạm vi hình bầu dục thông thường gấp đôi, miễn là giá trị trung bình của các giá trị đọc tối đa và tối thiểu vẫn tuân thủ. Trên ống 25,4 mm, đường 3% nằm ở thành 0,76 mm, vì vậy ống thành 0,7 mm thuộc lớp được nới lỏng và ống thành 1,0 mm thì không. Một bản vẽ chỉ định thành mỏng và hình dạng tròn mà không lưu ý đến giới hạn đó đã chỉ định hai yêu cầu mà tiêu chuẩn không dung hòa.

Đối với bộ trao đổi nhiệt, đây không phải là vấn đề thẩm mỹ. Nhiệt lượng phụ thuộc vào thành, xếp hạng áp suất phụ thuộc vào thành tối thiểu, và mối nối ống với ống tấm phụ thuộc vào thành ở vị trí cuộn. Một ống đáp ứng dung sai thành trung bình và mang phần mỏng của nó ở đường hàn đã vượt qua tiêu chuẩn và vẫn có thể bị hỏng mối nối.

Không có gì trong dung sai kích thước hạn chế bề mặt. A269 yêu cầu ống sạch và không có vảy, và nó không cố định giá trị độ nhám, vì vậy hai ống có thể giữ cùng mức cộng hoặc trừ 0,13 mm trên đường kính ngoài và khác nhau theo bậc độ lớn về độ nhám.

Khi bề mặt quan trọng, yêu cầu đến thông qua một tài liệu khác hoặc thông qua một dòng trên bản vẽ. Dịch vụ vệ sinh được đặt hàng theo ASTM A270, bổ sung yêu cầu về độ sạch và bề mặt mà A269 không có. Dịch vụ dược phẩm và bán dẫn bổ sung lớp hoàn thiện đánh bóng điện, và lớp hoàn thiện được ghi dưới dạng giá trị trung bình độ nhám bằng micromet, với chiều dài đo và thiết bị được đặt tên. Một bản vẽ nói lỗ khoan mịn đã nói điều gì đó không thể kiểm tra.

Lý do sự khác biệt là thương mại là độ nhám được tạo ra bởi một hoạt động riêng biệt. Kéo xác định kích thước, và đánh bóng hoặc đánh bóng điện xác định lớp hoàn thiện, và hoạt động thứ hai có giá riêng, thời gian giao hàng riêng và tỷ lệ phế liệu riêng. Một báo giá gộp chúng mà không nêu rõ giá trị độ nhám đã báo giá một lớp hoàn thiện mà người mua không thể thực thi.

Ống chính xác không phải là một họ vật liệu. Đó là một lớp sản phẩm nằm trên nhiều họ vật liệu, và mỗi họ được điều chỉnh bởi tiêu chuẩn ống riêng của nó. Tiêu chuẩn sau đó quyết định bài kiểm tra nào sẽ được báo cáo trên chứng chỉ, vì vậy việc lựa chọn hợp kim ảnh hưởng đến toàn bộ giấy tờ.

Hai mục trong bảng đó cần một ghi chú. Titan Cấp 2 là cấp thương mại tinh khiết được sử dụng cho ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt, và Cấp 5 là hợp kim cường độ cao có dạng ống được đặt hàng theo đặc tả ống hàng không vũ trụ, vì vậy hai cấp này không thể thay thế cho nhau trong đơn hàng ngưng tụ. Ống thép cacbon và hợp kim thấp chính xác nằm ngoài bảng, vì nó được điều chỉnh bởi EN 10305-1 và biểu thị dung sai của nó dưới dạng cấp chứ không phải dưới dạng một bảng kích thước duy nhất. Việc trộn lẫn lớp này vào một yêu cầu hợp kim niken làm thay đổi lộ trình kiểm tra, chứng chỉ và cơ sở giá.

Phạm vi của mỗi tài liệu có giới hạn kích thước đáng đọc trước khi yêu cầu báo giá. Ví dụ, ASTM B163 bao gồm ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt bằng niken và hợp kim niken liền mạch có đường kính ngoài 3 inch (76,2 mm) trở xuống, với độ dày thành tối thiểu 0,148 inch (3,76 mm) trở xuống. Một yêu cầu nằm ngoài phạm vi đó thuộc về đặc tả ống chứ không phải đặc tả ống, và các yêu cầu kiểm tra thay đổi theo đó.

Lịch trình kiểm tra là nơi hai đơn hàng tương tự nhau lại khác biệt.

Một ống 316 được đặt hàng theo A269 và cùng một ống được đặt hàng theo A213 là hợp kim giống nhau và không phải là cùng một giao dịch mua. Cái thứ hai mang kết quả độ bền kéo và lộ trình chấp nhận khác, và nếu ứng dụng là bộ trao đổi nhiệt thì cái thứ hai là tài liệu mà nhà thiết kế cần. Gửi chứng chỉ A269 cho người xem đã yêu cầu A213 không giải quyết được câu hỏi, vì bài kiểm tra bị thiếu không thể suy ra từ hóa học.

Bốn lỗi chiếm phần lớn thư từ về đơn hàng ống chính xác, và cả bốn đều có thể nhìn thấy trước khi đặt hàng.

Đầu tiên là bản vẽ chỉ định đường kính ngoài, đường kính trong và thành, mỗi loại có dung sai. Hình học làm cho một trong ba kích thước trở nên thừa, và ba giới hạn sẽ mâu thuẫn với nhau ở các góc của dải của chúng. Cách khắc phục là dung sai hai kích thước và chỉ định kích thước thứ ba làm tham chiếu.

Thứ hai là một con số thành không có cơ sở đính kèm. Thành trung bình và thành tối thiểu khác nhau khoảng 11% kim loại trên thành 2 mm, và nhà máy sẽ báo giá theo cách diễn giải nhẹ hơn khi đơn hàng không nói rõ.

Thứ ba là yêu cầu về hình dạng tròn hoặc độ đồng tâm trên thành mỏng, nơi tiêu chuẩn đã nới lỏng cho phép hình bầu dục vì mặt cắt không thể giữ được nó qua xử lý nhiệt. Yêu cầu không phải là không thể, và nó đòi hỏi một lộ trình quy trình khác và một mức giá khác.

Thứ tư là yêu cầu về bề mặt được diễn đạt bằng lời. Mịn, sạch và đánh bóng là không thể đo lường, và không có cái nào trong số đó vượt qua kiểm tra đầu vào. Giá trị độ nhám với chiều dài đo lường thì có thể.

DLX cung cấp ống hợp kim niken và thép không gỉ từ Trường Châu, Giang Tô, dạng liền mạch và hàn, cùng với các họ hợp kim tương tự ở dạng thanh, dây và dải nơi bộ phận chuyển sang hình dạng khác. Ống được sản xuất theo tiêu chuẩn được đặt tên trên đơn đặt hàng, với cơ sở thành được nêu rõ, và chứng chỉ EN 10204 3.1 có sẵn theo yêu cầu với số lô có thể truy xuất nguồn gốc đến kết quả kiểm tra.

Hai câu hỏi đóng hầu hết các báo giá ống. Câu hỏi đầu tiên là hai kích thước nào chi phối, vì câu trả lời đó đặt bản vẽ và quy trình. Câu hỏi thứ hai là liệu con số thành là trung bình hay tối thiểu, vì câu trả lời đó đặt khối lượng và giá cả.

Nó có nghĩa là bất kỳ dung sai nào mà bản vẽ chỉ định, và không gì hơn. ASTM A269 giữ đường kính ngoài của ống 12,7 đến 38,1 mm ở mức cộng hoặc trừ 0,005 inch (0,13 mm) và thành ở mức cộng hoặc trừ 10%. Đó là hai loại lời hứa khác nhau, và một bản vẽ sử dụng từ này mà không có số liệu thì chưa chỉ định cả hai.

Bởi vì thành bằng một nửa hiệu số giữa hai đường kính, vì vậy con số thứ ba được xác định bởi hai con số kia. Ba dung sai trên ba kích thước phụ thuộc sẽ mâu thuẫn với nhau ở các điểm cực của dải của chúng, và nhà máy sẽ hỏi hai kích thước nào chi phối trước khi báo giá. Dung sai hai kích thước và đánh dấu kích thước thứ ba làm tham chiếu.

Đơn hàng thành trung bình chấp nhận các giá trị đo dưới mức danh nghĩa nếu giá trị trung bình nằm trong dung sai. Đơn hàng thành tối thiểu yêu cầu không có giá trị đo nào thấp hơn mức danh nghĩa. Trên thành 2,0 mm với dung sai 10%, đơn hàng thành tối thiểu cần giá trị trung bình là 2,22 mm, tương đương với khoảng 11% kim loại nhiều hơn con số danh nghĩa.

Bởi vì mặt cắt mỏng bị biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt. ASTM A269 cho phép ống có thành bằng 3% đường kính ngoài hoặc ít hơn vượt quá phạm vi hình bầu dục thông thường gấp đôi, miễn là giá trị trung bình của các giá trị đọc tối đa và tối thiểu vẫn tuân thủ. Trên ống 25,4 mm, giới hạn đó nằm ở thành 0,76 mm.

Nó có thể được cung cấp theo A269, và bộ trao đổi nhiệt thường được đặt hàng theo A213 cho thép không gỉ hoặc theo B163 cho hợp kim niken, bởi vì các tiêu chuẩn đó mang các yêu cầu về độ bền kéo và không phá hủy mà thiết kế phụ thuộc vào. Hợp kim có thể giống hệt nhau và chứng chỉ sẽ không giống nhau.

Không. Dung sai kích thước hạn chế kích thước và không nói gì về độ nhám. A269 yêu cầu ống sạch không có vảy và không cố định giá trị độ nhám. Dịch vụ vệ sinh được đặt hàng theo A270, và lớp hoàn thiện dược phẩm được ghi dưới dạng giá trị trung bình độ nhám bằng micromet với chiều dài đo được đặt tên.

Ống chính xác được xác định bằng các con số thuộc các hệ thống khác nhau. Đường kính ngoài được giữ bằng một con số tuyệt đối tăng theo kích thước, thành được giữ bằng một tỷ lệ phần trăm tăng theo thành, cho phép hình bầu dục được nới lỏng cho mặt cắt mỏng, và bề mặt được giữ bằng một tài liệu riêng biệt hoặc bằng giá trị độ nhám trên bản vẽ. Một đơn đặt hàng nắm bắt cả bốn yếu tố đã chỉ định một ống. Một cái nói chính xác đã chỉ định một mối quan hệ nhà cung cấp.

Hình học thêm một ràng buộc mà không bảng dung sai nào có thể loại bỏ. Thành bằng một nửa hiệu số giữa hai đường kính, vì vậy hai kích thước là tự do và kích thước thứ ba theo sau. Quyết định hai kích thước nào là tự do, và liệu thành là trung bình hay tối thiểu, sẽ quyết định bản vẽ, quy trình, khối lượng và giá cả theo thứ tự đó.

ASTM A269/A269M, đặc tả tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ austenit liền mạch và hàn cho dịch vụ chung, cho bảng dung sai đường kính ngoài và thành, quy tắc hình bầu dục cho thành mỏng và giới hạn thành danh nghĩa 0,5 mm.

ASTM A213/A213M, đặc tả tiêu chuẩn cho ống nồi hơi, bộ quá nhiệt và bộ trao đổi nhiệt bằng thép hợp kim ferit và austenit liền mạch, cho các yêu cầu về độ bền kéo tách biệt nó khỏi A269.

ASTM A270, đặc tả tiêu chuẩn cho ống vệ sinh, cho các yêu cầu về độ sạch và bề mặt nằm ngoài bảng kích thước.

ASTM B163, đặc tả tiêu chuẩn cho ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt bằng niken và hợp kim niken liền mạch, cho giới hạn phạm vi 3 inch đường kính ngoài và 0,148 inch độ dày thành tối thiểu.

ASTM B165, đặc tả tiêu chuẩn cho ống và ống hợp kim niken-đồng liền mạch, bao gồm ống liền mạch được gia công nguội Monel 400.

ASTM B167, đặc tả tiêu chuẩn cho ống và ống hợp kim niken-crom-sắt liền mạch, bao gồm dòng 600, 601 và 690.

ASTM B622 và B626, đặc tả tiêu chuẩn cho ống và ống hợp kim niken và niken-coban liền mạch và hàn, bao gồm các cấp chống ăn mòn có chứa molypden.

EN 10305-1, ống thép kéo nguội liền mạch chính xác, như một hệ thống dung sai riêng biệt điều chỉnh lớp ống thép cacbon và hợp kim thấp.

Các giá trị dung sai được trích dẫn ở đây là các giá trị đã xuất bản cho các tiêu chuẩn được đặt tên, và chúng không phải là chứng chỉ cho một lô hàng đã giao. Một ống được chấp nhận dựa trên phiên bản của tiêu chuẩn được đặt tên trên đơn đặt hàng, và các phiên bản sau này sửa đổi bảng. Khi một con số được tính toán, như trong so sánh thành trung bình và thành tối thiểu, đó là một minh họa số học về các định nghĩa chứ không phải là một giá trị lấy từ tiêu chuẩn. Độ lệch tâm là kết quả của một lộ trình quy trình cụ thể và không được cố định bởi bất kỳ bảng kích thước nào được trích dẫn ở đây. Độ nhám bề mặt được đo theo một phương pháp được đặt tên và một chiều dài được đặt tên, và một con số độ nhám không có hai chi tiết này thì không thể kiểm tra. Đặc tả sản phẩm được sửa đổi, và phiên bản được đặt tên trên đơn hàng sẽ chi phối. Không có gì ở đây là sự thay thế cho việc phát hành kỹ thuật hoặc cho thử nghiệm đủ điều kiện đã thỏa thuận giữa người mua và nhà cung cấp.