تحليل مفصل لمواد وخصائص الأنابيب المصنوعة من السبائك الدقيقة

استفسار يطلب أنبوب سبائك دقيق وصف سمعة وليس متطلبًا. الدقة كلمة تستخدمها كل مطحنة ولا يحددها أي معيار. ما يحدده المعيار هو التفاوت، والتفاوت هو رقم مع علامة ووحدة مرفقة بالبعد.

الفرق ليس أكاديميًا، لأن الرقمين المهمين في الأنبوب مكتوبان بعملات مختلفة. في ASTM A269، المعيار الخاص بالأنابيب الفولاذية الأوستنيتية غير الملحومة والملحومة للخدمة العامة، يتم الاحتفاظ بالقطر الخارجي للأنبوب بين 12.7 مم و 38.1 مم عند زائد أو ناقص 0.005 بوصة (0.13 مم)، ويتم الاحتفاظ بجدار نفس الأنبوب عند زائد أو ناقص 10٪. أحدهما رقم مطلق والآخر نسبة مئوية، والثاني يتغير مع الجدار الذي تطلبه.

على أنبوب بجدار 2.0 مم، 10٪ هو زائد أو ناقص 0.20 مم، وهو 1.5 مرة من تفاوت القطر الخارجي. على أنبوب بجدار 0.8 مم، نفس الـ 10٪ هو زائد أو ناقص 0.08 مم، وهو أضيق من تفاوت القطر. نفس السطر من نفس المعيار ينتج وعدين مختلفين، ويجب قراءة الرسم مقابل الجدار الذي يحدده فعليًا.

تحدد هذه الصفحة ما يثبته معيار الأنبوب فعليًا، وأي من أبعاد الأنبوب الثلاثة يمكن تثبيتها في وقت واحد، وما هي تكلفة الفرق بين الجدار المتوسط والجدار الأدنى، ولماذا التشطيب السطحي هو شراء منفصل عن الدقة البعدية.

ASTM A269 هو مرجع مفيد لأنه المعيار الأكثر اقتباسًا لأنابيب الأجهزة والخدمة العامة، وجدول الأبعاد الخاص به قصير بما يكفي لإعادة إنتاجه بالكامل. القيم أدناه هي تفاوتات القطر الخارجي والجدار، وينطبق المعيار على سمك الجدار الاسمي 0.5 مم وما فوق.

ميزتان في هذا الجدول يحددان معظم ما يلي. يتزايد تفاوت القطر بخطوات مطلقة مع زيادة حجم الأنبوب، وهو أمر طبيعي لأن عملية السحب والتعامل مع ملف أكبر يضيفان كلاهما تباينًا. يظل تفاوت الجدار عند 10٪ عبر أربع من خمس نطاقات حجم، مما يعني أنه يتناسب مع الجدار وليس مع القطر.

هناك أيضًا حد في المعيار نادرًا ما تذكره صفحات الكتالوج: ينطبق من 0.5 مم جدار اسمي وما فوق. تحت هذا الرقم ينتمي المنتج إلى فئة مختلفة، عادةً أنابيب شعرية أو تحت جلدية، ويتم طلبه وفقًا لوثيقة مختلفة بقواعد فحص مختلفة. المشتري الذي يطلب جدارًا 0.3 مم وفقًا لـ A269 قد طلب شيئًا لا يغطيه المعيار.

يتم وصف الأنبوب الدائري بثلاثة أبعاد، واثنان منها فقط مستقلان. الجدار هو نصف الفرق بين القطر الخارجي والقطر الداخلي، لذا فإن أي اثنين من الثلاثة يحددان الثالث.

الرسم الذي يضع تفاوتًا على الثلاثة قد وضع تفاوتًا على كمية محددة بالفعل، وعادة ما تتعارض التفاوتات الثلاثة مع بعضها البعض. أنبوب في أعلى تفاوت القطر الخارجي وأعلى تفاوت الجدار لديه قطر داخلي فوق حده الخاص، ويجب على المفتش أن يقرر أي من الأرقام الثلاثة تم شراء الجزء بناءً عليها فعليًا. تقوم المطاحن بحل هذا بنفس الطريقة في كل مرة: يتم اقتباس الرسم مع ملاحظة تسأل عن البعدين اللذين يحكمان، ولا يتحرك الطلب حتى يتم الرد على الملاحظة.

يحدد اختيار أي اثنين أيضًا العملية. السحب فوق قالب يتحكم في الجدار والقطر الداخلي، لأن القالب يحدد التجويف والصبغة تحدد الخارج. التخفيض، الذي يسحب الأنبوب بدون دعم داخلي، يقلل القطر الخارجي ويسمح للجدار بالنمو، لذلك يحتفظ بالبعد الخارجي ويترك الجدار ليتبع. الطحن المركزي يصحح القطر الخارجي والسطح، ولا يمكنه تصحيح جدار خاطئ بالفعل. الرسم الذي يحدد القطر الداخلي والجدار قد اختار مسارًا يكلف أكثر من الرسم الذي يحدد القطر الخارجي والجدار، والفرق في السعر هو فرق في العملية.

ينطبق تفاوت الجدار في الجدول على أحد تعريفين، ويتطلب المعيار أن يذكر أمر الشراء أيهما. يقبل طلب الجدار المتوسط جدارًا يقاس أقل من الاسمي في بعض النقاط، بشرط أن يظل المتوسط عبر الطول والمحيط ضمن التفاوت. يتطلب طلب الجدار الأدنى ألا يقل أي قراءة عن الرقم الاسمي على الإطلاق.

الحساب بسيط والعواقب التجارية ليست كذلك. خذ جدارًا اسميًا 2.0 مم مع تفاوت زائد أو ناقص 10٪.

طلب جدار أدنى لجدار 2.0 مم يشتري بالتالي أنبوبًا متوسطه 2.22 مم ويمكن أن يكون أثقل بنسبة تصل إلى 11٪ من المعدن أكثر من الرقم الاسمي، قبل أي سماح للانحراف المركزي. على أنبوب ذي جدار رقيق، الكتلة قريبة من التناسب مع الجدار، لذلك يتحرك السعر معها. أمر الشراء الذي يكتب جدارًا 2 مم ويتوقف قد ترك الخيار للمطحنة، وستقدم المطحنة التفسير الذي يستخدم معدنًا أقل.

التمييز يغير أيضًا تصنيف الضغط. يستخدم حساب الانفجار الحد الأدنى للجدار، لذلك فإن التصميم الذي افترض 2.0 مم وتلقى أنبوبًا بجدار متوسط عند 1.8 مم كحد أدنى لديه حدود ضغط أرق مما افترضه الحساب، على الرغم من أن الأنبوب ضمن المعيار.

الانحراف المركزي هو تباين الجدار حول مقطع عرضي واحد، ولا يوجد عمود في جدول الأبعاد يذكره مباشرة. ما يسميه الجدول تفاوت الجدار ينطبق على الجدار الذي تم قياسه، ويمكن للأنبوب أن يفي بتفاوت الجدار على متوسطه مع حمل تجويف غير متمركز بشكل واضح. النتيجة هي جدار سميك من جانب ورقيق من جانب آخر، مع متوسط ضمن النطاق.

مصدر هذا التباين هو ما قبل الصبغة النهائية. يدخل الانحراف المركزي عند الغلاف أو البليت، حيث يجعل فرق درجة الحرارة عبر المقطع المعدن يتدفق بشكل غير متساوٍ، وكل سحب لاحق يقلله دون القضاء عليه. المطحنة التي تقدم رقمًا للتركيز المركزي تقدم نتيجة التحكم في عمليتها الخاصة وليس خاصية للسبيكة، وهذا هو السبب في أن موردين يمكن أن يشحنوا كلاهما وفقًا لـ A269 وينتجان أنابيب تتصرف بشكل مختلف في مبادل حراري.

الجدران الرقيقة تجعل المشكلة أسوأ، والمعيار يعترف بذلك. يسمح A269 بأنبوب أرق، جدارته 3٪ من القطر الخارجي أو أقل، بتجاوز نطاق البيضوي العادي بعامل اثنين، بشرط أن يلتزم متوسط القراءات القصوى والدنيا. على أنبوب 25.4 مم، يقع خط الـ 3٪ عند جدار 0.76 مم، لذلك أنبوب بجدار 0.7 مم يقع في الفئة المسترخية وأنبوب بجدار 1.0 مم ليس كذلك. الرسم الذي يحدد جدارًا رقيقًا وشكلًا دائريًا دون ملاحظة هذا الحد قد حدد مطلبين لا يتوافق معهما المعيار.

بالنسبة لمبادل حراري، هذه ليست مشكلة جمالية. تعتمد المهمة الحرارية على الجدار، ويعتمد تصنيف الضغط على الحد الأدنى للجدار، ويعتمد المفصل بين الأنبوب والأنابيب على الجدار عند موضع اللف. أنبوب يفي بتفاوت الجدار المتوسط ويحمل قسمه الرقيق عند خط اللحام قد اجتاز المعيار ولا يزال بإمكانه فشل المفصل.

لا شيء في التفاوت البعدي يقيد السطح. يطلب A269 أنبوبًا نظيفًا وخاليًا من القشور، ولا يحدد قيمة خشونة، لذلك يمكن لأنبوبين الاحتفاظ بنفس زائد أو ناقص 0.13 مم على القطر الخارجي والاختلاف بمقدار عشرة أضعاف في الخشونة.

حيث يكون السطح مهمًا، يصل المتطلب عبر وثيقة مختلفة أو عبر سطر في الرسم. يتم طلب الخدمة الصحية وفقًا لـ ASTM A270، والتي تضيف متطلبًا للنظافة والسطح لا يحمله A269. تضيف الخدمة الصيدلانية وشبه الموصلة تشطيبًا مصقولًا كهربائيًا، ويتم كتابة التشطيب كمتوسط خشونة بالميكرومتر، مع تحديد طول القياس والأداة. الرسم الذي يقول تجويف أملس لم يقل شيئًا يمكن فحصه.

سبب كون التمييز تجاريًا هو أن الخشونة تنتج عن عملية منفصلة. السحب يحدد البعد، والتلميع أو الصقل الكهربائي يحدد التشطيب، والعملية الثانية لها سعرها الخاص، ووقت تسليمها الخاص، ومعدل خردتها الخاص. عرض أسعار يجمعها دون تسمية قيمة الخشونة قد قدم تشطيبًا لا يمكن للمشتري إنفاذه.

الأنبوب الدقيق ليس عائلة مواد. إنه فئة منتج تقع فوق عدة عائلات مواد، وكل عائلة تحكمها معيار الأنبوب الخاص بها. ثم يحدد المعيار الاختبارات التي سيتم الإبلاغ عنها في الشهادة، لذلك يصل اختيار السبيكة إلى الورق بالكامل.

يحتاج إدخالان في هذا الجدول إلى ملاحظة. التيتانيوم الدرجة 2 هو الدرجة التجارية النقية المستخدمة في أنابيب المكثفات والمبادلات الحرارية، والدرجة 5 هي السبيكة عالية القوة التي يتم طلب شكل أنبوبها وفقًا لمواصفات أنابيب الطيران، لذلك لا يمكن استبدال الدرجتين في طلب مكثف. أنابيب الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة الدقيقة تقع خارج الجدول، لأنها تخضع لـ EN 10305-1 وتعبر عن تفاوتاتها كدرجات وليس كجدول أبعاد واحد. خلط هذه الفئة في استفسار عن سبائك النيكل يغير مسار الفحص، والشهادة، وأساس السعر.

نطاق كل وثيقة يحمل حدًا للحجم يستحق القراءة قبل طلب عرض أسعار. على سبيل المثال، تغطي ASTM B163 أنابيب المكثفات والمبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل والنيكل غير الملحومة بقطر خارجي يصل إلى 3 بوصات (76.2 مم) وتحت، وبحد أدنى لسمك الجدار يبلغ 0.148 بوصة (3.76 مم) وتحت. المتطلب خارج هذا النطاق ينتمي إلى مواصفات الأنابيب وليس إلى مواصفات الأنابيب، وتتغير متطلبات الاختبار معه.

جدول الاختبار هو المكان الذي يختلف فيه طلبان متشابهان ظاهريًا.

أنبوب 316 مطلوب وفقًا لـ A269 ونفس الأنبوب مطلوب وفقًا لـ A213 هما نفس السبيكة وليسا نفس الشراء. الثاني يحمل نتيجة شد ومسار قبول مختلف، وإذا كان التطبيق مبادلًا حراريًا، فإن الثاني هو الوثيقة التي يحتاجها المصمم. إرسال شهادة A269 إلى مراجع طلب A213 لا يحل السؤال، لأن الاختبار المفقود لا يمكن استنتاجه من الكيمياء.

أربعة فشل مسؤولة عن معظم المراسلات بشأن طلب أنبوب دقيق، وكلها مرئية قبل تقديم الطلب.

الأول هو رسم يحدد القطر الخارجي والقطر الداخلي والجدار، كل منها بتفاوت. الهندسة تجعل أحد الثلاثة زائدًا عن الحاجة، وستختلف الحدود الثلاثة عند زوايا نطاقاتها. الحل هو تحديد بعدين وذكر الثالث كمرجع.

الثاني هو رقم جدار بدون أساس مرفق. يختلف الجدار المتوسط والجدار الأدنى بحوالي 11٪ في المعدن على جدار 2 مم، وستقدم المطحنة التفسير الأخف عندما لا يحدد الطلب ذلك.

الثالث هو متطلب دائري أو تركيز مركزي على جدار رقيق، حيث قام المعيار بالفعل بتخفيف سماح البيضوي لأن المقطع لا يمكنه الاحتفاظ به خلال المعالجة الحرارية. المتطلب ليس مستحيلاً، ويكلف مسار عملية مختلف وسعرًا مختلفًا.

الرابع هو متطلب سطحي معبر عنه بكلمة. الأملس والنظيف والمصقول غير قابلة للقياس، ولا يبقى أي منها في الفحص الوارد. قيمة الخشونة مع طول قياس قابلة للفحص.

توفر DLX أنابيب سبائك النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ من تشانغتشو، جيانغسو، في شكل غير ملحوم وملحوم، جنبًا إلى جنب مع نفس عائلات السبائك في قضبان، أسلاك، وشرائط حيث ينتقل الجزء إلى شكل مختلف. يتم إنتاج الأنابيب وفقًا للمعيار المسمى في أمر الشراء، مع ذكر أساس الجدار، وشهادة EN 10305 3.1 متاحة عند الطلب مع رقم الحرارة القابل للتتبع إلى نتائج الاختبار.

سؤالان يغلقان معظم عروض أسعار الأنابيب. الأول هو أي بعدين يحكمان، لأن هذا الجواب يحدد الرسم والعملية. الثاني هو ما إذا كان رقم الجدار متوسطًا أم أدنى، لأن هذا الجواب يحدد الكتلة والسعر.

تعني أي تفاوت يحدده الرسم، ولا شيء أكثر. يحتفظ ASTM A269 بالقطر الخارجي لأنبوب 12.7 إلى 38.1 مم عند زائد أو ناقص 0.005 بوصة (0.13 مم) والجدار عند زائد أو ناقص 10٪. هذان نوعان مختلفان من الوعود، والرسم الذي يستخدم الكلمة بدون الأرقام لم يحدد أيًا منهما.

لأن الجدار هو نصف الفرق بين القطرين، لذلك يتم تحديد الرقم الثالث بواسطة الاثنين الآخرين. ثلاثة تفاوتات على ثلاثة أبعاد تابعة ستتعارض مع بعضها البعض عند أطراف نطاقاتها، وستسأل المطحنة عن أي اثنين يحكمان قبل تقديم عرض الأسعار. حدد بعدين وقم بتمييز الثالث كمرجع.

يقبل طلب الجدار المتوسط قراءات أقل من الاسمي إذا ظل المتوسط ضمن التفاوت. يتطلب طلب الجدار الأدنى ألا يقل أي قراءة عن الاسمي. على جدار 2.0 مم مع تفاوت 10٪، يحتاج طلب الجدار الأدنى إلى متوسط 2.22 مم، وهو ما يقرب من 11٪ معدن أكثر مما يوحي به الرقم الاسمي.

لأن المقطع الرقيق يتشوه أثناء المعالجة الحرارية. يسمح ASTM A269 لأنبوب جدارته 3٪ من القطر الخارجي أو أقل بتجاوز نطاق البيضوي العادي بعامل اثنين، بشرط أن يلتزم متوسط القراءات القصوى والدنيا. على أنبوب 25.4 مم، يقع هذا الحد عند جدار 0.76 مم.

يمكن توريده وفقًا لـ A269، وعادة ما يتم طلب مبادل حراري وفقًا لـ A213 للفولاذ المقاوم للصدأ أو لـ B163 لسبائك النيكل، لأن هذه المعايير تحمل متطلبات الشد وغير المدمرة التي يعتمد عليها التصميم. يمكن أن تكون السبيكة متطابقة ولن تكون الشهادة كذلك.

لا. التفاوت البعدي يقيد الحجم ولا يقول شيئًا عن الخشونة. يطلب A269 أنبوبًا نظيفًا وخاليًا من القشور ولا يحدد قيمة خشونة. يتم طلب الخدمة الصحية وفقًا لـ A270، ويتم كتابة التشطيب الصيدلاني كمتوسط خشونة بالميكرومتر مع تحديد طول القياس.

يتم تعريف الأنبوب الدقيق بأرقام تنتمي إلى أنظمة مختلفة. يتم الاحتفاظ بالقطر الخارجي برقم مطلق ينمو مع الحجم، ويتم الاحتفاظ بالجدار بنسبة مئوية تنمو مع الجدار، ويتم تخفيف سماح البيضوي للمقطع الرقيق، ويتم الاحتفاظ بالسطح بوثيقة منفصلة أو بقيمة خشونة على الرسم. أمر الشراء الذي يلتقط الأربعة جميعها قد حدد أنبوبًا. واحد يقول الدقة قد حدد علاقة مورد.

تضيف الهندسة قيدًا لا يمكن لأي جدول تفاوت إزالته. الجدار هو نصف الفرق بين القطرين، لذلك هناك بعدان حران ويتبع الثالث. تحديد أي اثنين حران، وما إذا كان الجدار متوسطًا أم أدنى، يحدد الرسم والعملية والكتلة والسعر بهذا الترتيب.

ASTM A269/A269M، المواصفات القياسية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير الملحومة والملحومة للخدمة العامة، لجدول تفاوت القطر الخارجي والجدار، وقاعدة البيضوي للجدران الرقيقة، وحد الجدار الاسمي 0.5 مم.

ASTM A213/A213M، المواصفات القياسية لأنابيب الغلايات والسوبر هيتر والمبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك الفولاذ الأوستنيتي والفريتي غير الملحومة، لمتطلبات الشد التي تفصلها عن A269.

ASTM A270، المواصفات القياسية للأنابيب الصحية، لمتطلبات النظافة والسطح التي تقع خارج جدول الأبعاد.

ASTM B163، المواصفات القياسية لأنابيب المكثفات والمبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل والنيكل غير الملحومة، لنطاق القطر الخارجي 3 بوصات والحد الأدنى لسمك الجدار 0.148 بوصة.

ASTM B165، المواصفات القياسية لأنابيب وأنابيب سبائك النيكل والنحاس غير الملحومة، التي تغطي أنابيب مونيل 400 المصنوعة من سبائك النيكل والنحاس غير الملحومة المشكلة على البارد.

ASTM B167، المواصفات القياسية لأنابيب وأنابيب سبائك النيكل والكروم والحديد غير الملحومة، التي تغطي عائلة 600 و 601 و 690.

ASTM B622 و B626، المواصفات القياسية لأنابيب وأنابيب سبائك النيكل والنيكل والكوبالت غير الملحومة والملحومة، التي تغطي درجات التآكل المحتوية على الموليبدينوم.

EN 10305-1، أنابيب الفولاذ الدقيقة المسحوبة على البارد غير الملحومة، كنظام تفاوت منفصل يحكم فئة أنابيب الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة.

قيم التفاوت المقتبسة هنا هي القيم المنشورة للمعايير المسماة، وهي ليست شهادة لدفعات مسلّمة. يتم قبول الأنبوب وفقًا لإصدار المعيار المسمى في أمر الشراء، وتقوم الإصدارات اللاحقة بتنقيح الجداول. حيث يتم حساب رقم، كما في مقارنة الجدار المتوسط والجدار الأدنى، فهو توضيح حسابي للتعريفات وليس قيمة مأخوذة من معيار. الانحراف المركزي هو نتيجة لمسار عملية محدد ولا يتم تثبيته بواسطة أي جدول أبعاد مقتبس هنا. يتم قياس خشونة السطح بطريقة مسماة وطول مسماة، ولا يمكن فحص رقم خشونة بدون هذين التفصيلين. يتم تنقيح مواصفات المنتج، ويحكم الإصدار المسمى في الطلب. لا شيء هنا هو بديل للإصدار الهندسي أو لاختبار التأهيل المتفق عليه بين المشتري والمورد.