วิธีการทดสอบและประเมินคุณสมบัติเชิงกลของท่อเหล็กไร้รอยต่อ

วิธีการทั่วไปในการทดสอบคุณสมบัติทางกลของท่อเหล็กไร้รอยต่อโดยหลักแล้วได้แก่ การทดสอบแรงดึงและการทดสอบแรงกระแทก หลักการของวิธีการทดสอบเหล่านี้จะได้รับการอธิบายต่อไปนี้ และวิธีการหาค่าพารามิเตอร์คุณสมบัติทางกลที่สำคัญจากข้อมูลการทดสอบก็จะได้รับการอธิบายเช่นกัน

1. การทดสอบแรงดึง: การทดสอบแรงดึงเป็นวิธีการทดสอบคุณสมบัติทางกลที่ใช้กันทั่วไปเพื่อประเมินความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และความเหนียวของวัสดุ ในระหว่างการทดสอบ ชิ้นงานมาตรฐานจะถูกยืดออกภายใต้แรงดึงที่ค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนกระทั่งขาด พารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญต่อไปนี้สามารถหาได้จากการทดสอบแรงดึง:
1) ความแข็งแรงคราก (Yield Strength): ความเค้นดึงที่วัสดุเริ่มเกิดการเสียรูปพลาสติกและไม่สามารถย้อนกลับได้ โดยปกติจะตรงกับจุดเปลี่ยน 0.2% บนกราฟความเค้น-ความเครียด
2) ความแข็งแรงดึง: ค่าความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถรับได้ในการทดสอบแรงดึง หรือก็คือความแข็งแรงดึงนั้น สอดคล้องกับจุดสูงสุดของกราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด
3) การยืดตัว: การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของชิ้นงานก่อนการแตกหัก ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ใช้ในการประเมินความยืดหยุ่นของวัสดุ
4) การลดลงของพื้นที่หน้าตัด: การลดลงของพื้นที่หน้าตัดของชิ้นงานหลังการแตกหักเป็นตัวบ่งชี้ความเหนียวของวัสดุอีกประการหนึ่ง

2. การทดสอบแรงกระแทก: การทดสอบแรงกระแทกใช้เพื่อประเมินความต้านทานแรงกระแทกของวัสดุเมื่อได้รับแรงกระแทกอย่างกะทันหัน การทดสอบแรงกระแทกที่นิยมใช้ ได้แก่ การทดสอบแรงกระแทกแบบ Charpy V และการทดสอบแรงกระแทกแบบ Izod ในการทดสอบเหล่านี้ ชิ้นงานจะถูกกระแทกที่ความสูงระดับหนึ่ง จากนั้นจะสังเกตการแตกหักของชิ้นงาน พารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญต่อไปนี้สามารถหาได้จากการทดสอบแรงกระแทก:
1) ความทนทานต่อแรงกระแทก: พลังงานที่ชิ้นงานดูดซับนั้นสัมพันธ์กับรูปแบบการแตกหักระหว่างกระบวนการกระแทก โดยปกติจะแสดงด้วยพลังงานกระแทกที่ดูดซับหรือพื้นที่การเสียรูปในระหว่างกระบวนการแตกหัก

หลักการและการวิเคราะห์ข้อมูล:
1) หลักการของการทดสอบแรงดึง: การทดสอบแรงดึงเป็นการวัดความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของวัสดุโดยการใช้แรงดึงตามแนวแกนเพื่อทำให้ชิ้นงานเกิดการเสียรูปจากการดึง จากแรงที่ใช้และการเสียรูปของชิ้นงาน จะได้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด และสามารถหาค่าพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญได้จากจุดลักษณะเฉพาะในกราฟ (เช่น จุดคราก และจุดความแข็งแรงดึง) และรูปร่างของกราฟ
2) หลักการทดสอบแรงกระแทก: การทดสอบแรงกระแทกจะใช้แรงกระแทกกับชิ้นงานและสังเกตลักษณะการแตกหักของชิ้นงานภายใต้แรงกระแทกเพื่อประเมินความเหนียวและความต้านทานแรงกระแทกของวัสดุ โดยทั่วไปแล้ว ความเหนียวต่อแรงกระแทกจะแสดงโดยการวัดพลังงานกระแทกที่ชิ้นงานดูดซับก่อนที่จะแตกหัก

ขั้นตอนในการหาค่าพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเชิงกลที่สำคัญจากข้อมูลการทดสอบมีดังนี้:
1) การบันทึกข้อมูลและการวาดกราฟ: ในการทดสอบแรงดึง ข้อมูลแรงและระยะการเสียรูปของชิ้นงานจะถูกบันทึกเพื่อวาดกราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงดึงและความเครียด ในการทดสอบแรงกระแทก พลังงานกระแทกที่ชิ้นงานดูดซับจะถูกบันทึก
2) การคำนวณพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ: กำหนดค่าความแข็งแรงคราก ความแข็งแรงดึง การยืดตัว และพารามิเตอร์อื่นๆ จากกราฟความเค้น-ความเครียด สำหรับการทดสอบแรงกระแทก ให้บันทึกค่าความเหนียวของชิ้นงานโดยตรง
3) การเปรียบเทียบและการวิเคราะห์: เปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่ได้กับค่ามาตรฐานหรือวัสดุอื่นๆ เพื่อประเมินคุณภาพและความเหมาะสมของวัสดุ

โดยสรุป การทดสอบแรงดึงและการทดสอบแรงกระแทกเป็นวิธีการทั่วไปในการประเมินคุณสมบัติทางกลของท่อเหล็กไร้รอยต่อ การวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบจะช่วยให้ได้ค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญ เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานแรงกระแทก ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรม