Analisis mendalam tentang material dan sifat Tabung Paduan Presisi

Permintaan yang menanyakan tentang tabung paduan presisi telah menggambarkan reputasi dan bukan persyaratan. Presisi adalah kata yang digunakan setiap pabrik dan tidak ada standar yang mendefinisikannya. Yang didefinisikan oleh standar adalah toleransi, dan toleransi adalah angka dengan tanda dan satuan yang melekat pada dimensi.

Perbedaannya bukan akademis, karena dua angka yang penting pada tabung ditulis dalam mata uang yang berbeda. Dalam ASTM A269, standar untuk tabung baja tahan karat austenitik mulus dan dilas untuk layanan umum, diameter luar tabung antara 12,7 mm dan 38,1 mm dijaga pada plus atau minus 0,005 inci (0,13 mm), dan dinding tabung yang sama dijaga pada plus atau minus 10%. Satu adalah angka absolut dan yang lainnya adalah persentase, dan yang kedua berubah dengan dinding yang Anda pesan.

Pada tabung dengan dinding 2,0 mm, 10% adalah plus atau minus 0,20 mm, yang 1,5 kali toleransi diameter luar. Pada tabung dengan dinding 0,8 mm, 10% yang sama adalah plus atau minus 0,08 mm, yang lebih ketat daripada toleransi diameter. Baris yang sama dari standar yang sama menghasilkan dua janji yang berbeda, dan gambar harus dibaca terhadap dinding yang sebenarnya ditentukan.

Halaman ini menjelaskan apa yang sebenarnya ditetapkan oleh standar tabung, mana dari tiga dimensi tabung yang dapat ditetapkan sekaligus, apa perbedaan antara dinding rata-rata dan dinding minimum, dan mengapa hasil akhir permukaan adalah pembelian terpisah dari akurasi dimensi.

ASTM A269 adalah referensi yang berguna karena merupakan standar yang paling sering dikutip untuk tabung instrumentasi dan layanan umum, dan tabel dimensinya cukup pendek untuk direproduksi sepenuhnya. Nilai-nilai di bawah ini adalah toleransi untuk diameter luar dan dinding, dan standar berlaku untuk ketebalan dinding nominal 0,5 mm ke atas.

Dua fitur dari tabel tersebut menentukan sebagian besar dari apa yang akan mengikuti. Toleransi diameter meningkat dalam istilah absolut seiring dengan membesarnya tabung, yang normal karena proses penarikan dan penanganan gulungan yang lebih besar keduanya menambah variasi. Toleransi dinding tetap 10% di empat dari lima pita ukuran, yang berarti ia berskala dengan dinding dan bukan dengan diameter.

Ada juga batas dalam standar yang jarang disebutkan di halaman katalog: berlaku dari dinding nominal 0,5 mm ke atas. Di bawah angka tersebut, produk tersebut termasuk dalam kelas yang berbeda, biasanya tabung kapiler atau hipodermik, dan dipesan berdasarkan dokumen yang berbeda dengan aturan inspeksi yang berbeda. Pembeli yang meminta dinding 0,3 mm berdasarkan A269 telah meminta sesuatu yang tidak dicakup oleh standar.

Tabung bulat dijelaskan oleh tiga dimensi, dan hanya dua di antaranya yang independen. Dinding adalah setengah dari perbedaan antara diameter luar dan diameter dalam, sehingga dua dari tiga dimensi akan menentukan yang ketiga.

Oleh karena itu, gambar yang memberikan toleransi pada ketiga dimensi tersebut telah memberikan toleransi pada kuantitas yang sudah ditentukan, dan ketiga toleransi tersebut biasanya akan saling bertentangan. Tabung pada batas atas toleransi diameter luar dan batas atas toleransi dinding memiliki diameter dalam di atas batasnya sendiri, dan inspektur harus memutuskan tiga angka mana yang sebenarnya dibeli. Pabrik menyelesaikannya dengan cara yang sama setiap saat: gambar dikutip dengan catatan yang menanyakan dua dimensi mana yang mengatur, dan pesanan tidak akan diproses sampai catatan tersebut dijawab.

Pilihan dua dimensi juga menentukan prosesnya. Penarikan dengan mandrel mengontrol dinding dan diameter dalam, karena mandrel mengatur lubang dan cetakan mengatur bagian luar. Penarikan tanpa penyangga internal mengurangi diameter luar dan membiarkan dinding membesar, sehingga menahan dimensi luar dan membiarkan dinding mengikuti. Penggilingan tanpa pusat memperbaiki diameter luar dan permukaan, dan tidak dapat memperbaiki dinding yang sudah salah. Gambar yang menetapkan diameter dalam dan dinding telah memilih rute yang lebih mahal daripada gambar yang menetapkan diameter luar dan dinding, dan perbedaan harga adalah perbedaan proses.

Toleransi dinding dalam tabel berlaku untuk salah satu dari dua definisi, dan standar mengharuskan pesanan pembelian untuk menyatakan yang mana. Pesanan dinding rata-rata menerima dinding yang ukurannya di bawah nominal di beberapa titik, asalkan rata-rata di sepanjang panjang dan keliling tetap dalam toleransi. Pesanan dinding minimum mengharuskan tidak ada pembacaan yang jatuh di bawah angka nominal sama sekali.

Aritmatikanya sederhana dan konsekuensi komersialnya tidak. Ambil dinding nominal 2,0 mm dengan toleransi plus atau minus 10%.

Pesanan dinding minimum untuk dinding 2,0 mm oleh karena itu membeli tabung yang rata-rata 2,22 mm dan bisa seberat 11% lebih banyak logam daripada angka nominal yang disarankan, sebelum ada kelonggaran untuk eksentrisitas. Pada tabung berdinding tipis, massa hampir sebanding dengan dinding, sehingga harga bergerak bersamanya. Pesanan pembelian yang menulis dinding 2 mm dan berhenti telah menyerahkan pilihan kepada pabrik, dan pabrik akan mengutip interpretasi yang menggunakan lebih sedikit logam.

Perbedaan ini juga mengubah peringkat tekanan. Perhitungan pecah menggunakan dinding minimum, sehingga desain yang mengasumsikan 2,0 mm dan menerima tabung dinding rata-rata pada 1,8 mm minimum memiliki batas tekanan yang lebih tipis daripada yang diasumsikan oleh perhitungan, meskipun tabung berada dalam standar.

Eksentrisitas adalah variasi dinding di sekitar satu penampang, dan tidak ada kolom dalam tabel dimensi yang menyatakannya secara langsung. Apa yang disebut tabel sebagai toleransi dinding diterapkan pada dinding yang diukur, dan tabung dapat memenuhi toleransi dinding pada rata-ratanya sambil membawa lubang yang terlihat tidak di tengah. Konsekuensinya adalah dinding yang tebal di satu sisi dan tipis di sisi lain, dengan rata-rata di dalam pita.

Sumber variasi tersebut berada di hulu dari cetakan akhir. Eksentrisitas masuk pada selubung atau billet, di mana perbedaan suhu di seluruh penampang membuat logam mengalir tidak merata, dan setiap penarikan berikutnya menguranginya tanpa menghilangkannya. Pabrik yang mengutip angka konsentrisitas mengutip hasil kontrol prosesnya sendiri dan bukan properti paduan, itulah sebabnya dua pemasok dapat sama-sama mengirim ke A269 dan menghasilkan tabung yang berperilaku berbeda dalam penukar panas.

Dinding tipis memperburuk masalah, dan standar mengakuinya. A269 mengizinkan tabung yang lebih tipis, yang dindingnya 3% dari diameter luar atau kurang, untuk melebihi rentang ovalitas normal dengan faktor dua, asalkan rata-rata pembacaan maksimum dan minimum masih sesuai. Pada tabung 25,4 mm, garis 3% jatuh pada dinding 0,76 mm, sehingga tabung berdinding 0,7 mm berada dalam kelas yang dilonggarkan dan tabung berdinding 1,0 mm tidak. Gambar yang menentukan dinding tipis dan angka kebulatan tanpa memperhatikan batas tersebut telah menentukan dua persyaratan yang tidak dapat didamaikan oleh standar.

Untuk penukar panas, ini bukan masalah kosmetik. Kinerja termal tergantung pada dinding, peringkat tekanan tergantung pada dinding minimum, dan sambungan tabung-ke-pelat tabung tergantung pada dinding pada posisi gulungan. Tabung yang memenuhi toleransi dinding rata-rata dan membawa bagian tipisnya di lasan telah lulus standar dan masih dapat gagal dalam sambungan.

Tidak ada dalam toleransi dimensi yang membatasi permukaan. A269 meminta tabung yang bersih dan bebas kerak, dan tidak menetapkan nilai kekasaran, sehingga dua tabung dapat mempertahankan plus atau minus 0,13 mm yang sama pada diameter luar dan berbeda satu urutan besarnya dalam kekasaran.

Di mana permukaan penting, persyaratan datang melalui dokumen yang berbeda atau melalui baris pada gambar. Layanan sanitasi dipesan sesuai ASTM A270, yang menambahkan persyaratan kebersihan dan permukaan yang tidak dibawa oleh A269. Layanan farmasi dan semikonduktor menambahkan hasil akhir yang dipoles secara elektrik, dan hasil akhir ditulis sebagai rata-rata kekasaran dalam mikrometer, dengan panjang pengukuran dan instrumen yang disebutkan. Gambar yang mengatakan lubang halus belum mengatakan apa pun yang dapat diperiksa.

Alasan perbedaan ini adalah komersial karena kekasaran dihasilkan oleh operasi terpisah. Penarikan menetapkan dimensi, dan pemolesan atau pemolesan elektrik menetapkan hasil akhir, dan operasi kedua memiliki harga sendiri, waktu tunggu sendiri, dan tingkat skrap sendiri. Kutipan yang menggabungkannya tanpa menyebutkan nilai kekasaran telah mengutip hasil akhir yang tidak dapat ditegakkan oleh pembeli.

Tabung presisi bukanlah keluarga material. Ini adalah kelas produk yang berada di atas beberapa keluarga material, dan setiap keluarga diatur oleh standar tabung sendiri. Standar kemudian memutuskan tes mana yang akan dilaporkan oleh sertifikat, sehingga pilihan paduan menjangkau seluruh dokumen.

Dua entri dalam tabel tersebut memerlukan catatan. Titanium Grade 2 adalah grade murni komersial yang digunakan untuk tabung kondensor dan penukar panas, dan Grade 5 adalah paduan berkekuatan tinggi yang bentuk tabungnya dipesan berdasarkan spesifikasi tabung kedirgantaraan, sehingga kedua grade tersebut tidak dapat dipertukarkan pada pesanan kondensor. Tabung baja karbon dan paduan rendah presisi berada di luar tabel, karena diatur oleh EN 10305-1 dan menyatakan toleransinya sebagai grade dan bukan sebagai tabel dimensi tunggal. Mencampurkan kelas ini ke dalam permintaan paduan nikel mengubah rute inspeksi, sertifikat, dan dasar harga.

Cakupan setiap dokumen memiliki batas ukuran yang layak dibaca sebelum permintaan kutipan. ASTM B163, misalnya, mencakup tabung kondensor dan penukar panas nikel dan paduan nikel mulus berdiameter luar 3 inci (76,2 mm) dan di bawahnya, dengan ketebalan dinding minimum 0,148 inci (3,76 mm) dan di bawahnya. Persyaratan di luar amplop tersebut termasuk dalam spesifikasi pipa dan bukan spesifikasi tabung, dan persyaratan pengujian berubah bersamanya.

Jadwal pengujian adalah di mana dua pesanan yang tampaknya serupa berbeda.

Tabung 316 yang dipesan ke A269 dan tabung yang sama yang dipesan ke A213 adalah paduan yang sama dan bukan pembelian yang sama. Yang kedua membawa hasil tarik dan rute penerimaan yang berbeda, dan jika aplikasinya adalah penukar panas, yang kedua adalah dokumen yang dibutuhkan desainer. Mengirim sertifikat A269 kepada peninjau yang meminta A213 tidak menyelesaikan pertanyaan, karena tes yang hilang tidak dapat disimpulkan dari kimia.

Empat kegagalan menyumbang sebagian besar korespondensi pada pesanan tabung presisi, dan keempatnya terlihat sebelum pesanan ditempatkan.

Yang pertama adalah gambar yang menentukan diameter luar, diameter dalam, dan dinding, masing-masing dengan toleransi. Geometri membuat salah satu dari tiga dimensi menjadi redundan, dan ketiga batas akan tidak sesuai pada sudut pita mereka. Perbaikannya adalah memberikan toleransi pada dua dimensi dan menyatakan yang ketiga sebagai referensi.

Yang kedua adalah angka dinding tanpa dasar yang melekat. Dinding rata-rata dan dinding minimum berbeda sekitar 11% dalam logam pada dinding 2 mm, dan pabrik akan mengutip interpretasi yang lebih ringan ketika pesanan tidak menyatakan.

Yang ketiga adalah persyaratan kebulatan atau konsentrisitas pada dinding tipis, di mana standar telah melonggarkan kelonggaran ovalitas karena penampang tidak dapat menahannya melalui perlakuan panas. Persyaratan tersebut tidak mustahil, dan membutuhkan rute proses yang berbeda dan harga yang berbeda.

Yang keempat adalah persyaratan permukaan yang dinyatakan sebagai kata. Halus, bersih, dan dipoles tidak dapat diukur, dan tidak ada yang bertahan dalam inspeksi masuk. Nilai kekasaran dengan panjang pengukuran dapat diukur.

DLX memasok paduan nikel dan tabung baja tahan karat dari Changzhou, Jiangsu, dalam bentuk mulus dan dilas, bersama dengan keluarga paduan yang sama dalam bentuk batang, kawat, dan strip di mana bagian tersebut bergerak ke bentuk yang berbeda. Tabung diproduksi berdasarkan standar yang disebutkan pada pesanan pembelian, dengan dasar dinding yang dinyatakan, dan sertifikat EN 10204 3.1 tersedia berdasarkan permintaan dengan nomor panas yang dapat dilacak ke hasil pengujian.

Dua pertanyaan menutup sebagian besar kutipan tabung. Yang pertama adalah dua dimensi mana yang mengatur, karena jawaban itu menetapkan gambar dan proses. Yang kedua adalah apakah angka dinding adalah rata-rata atau minimum, karena jawaban itu menetapkan massa dan harga.

Itu berarti apa pun toleransi yang dinyatakan oleh gambar, dan tidak lebih. ASTM A269 menjaga diameter luar tabung 12,7 hingga 38,1 mm pada plus atau minus 0,005 inci (0,13 mm) dan dinding pada plus atau minus 10%. Itu adalah dua jenis janji yang berbeda, dan gambar yang menggunakan kata tanpa angka belum menentukan keduanya.

Karena dinding adalah setengah dari perbedaan antara kedua diameter, sehingga angka ketiga ditentukan oleh dua lainnya. Tiga toleransi pada tiga dimensi yang bergantung akan saling bertentangan pada batas ekstrem pita mereka, dan pabrik akan menanyakan dua dimensi mana yang mengatur sebelum mengutip. Berikan toleransi pada dua dimensi dan tandai yang ketiga sebagai referensi.

Pesanan dinding rata-rata menerima pembacaan di bawah nominal jika rata-rata tetap dalam toleransi. Pesanan dinding minimum mengharuskan tidak ada pembacaan yang jatuh di bawah nominal. Pada dinding 2,0 mm dengan toleransi 10%, pesanan dinding minimum membutuhkan rata-rata 2,22 mm, yang sekitar 11% lebih banyak logam daripada angka nominal yang disarankan.

Karena penampang tipis terdistorsi selama perlakuan panas. ASTM A269 mengizinkan tabung yang dindingnya 3% dari diameter luar atau kurang untuk melebihi rentang ovalitas normal dengan faktor dua, asalkan rata-rata pembacaan maksimum dan minimum masih sesuai. Pada tabung 25,4 mm, batas tersebut berada pada dinding 0,76 mm.

Dapat dipasok sesuai A269, dan penukar panas biasanya dipesan sesuai A213 untuk baja tahan karat atau B163 untuk paduan nikel, karena standar tersebut membawa persyaratan tarik dan non-destruktif yang menjadi dasar desain. Paduannya bisa identik dan sertifikatnya tidak akan.

Tidak. Toleransi dimensi membatasi ukuran dan tidak mengatakan apa pun tentang kekasaran. A269 meminta tabung yang bersih bebas kerak dan tidak menetapkan nilai kekasaran. Layanan sanitasi dipesan sesuai A270, dan hasil akhir farmasi ditulis sebagai rata-rata kekasaran dalam mikrometer dengan panjang pengukuran yang disebutkan.

Tabung presisi didefinisikan oleh angka-angka yang termasuk dalam sistem yang berbeda. Diameter luar dijaga oleh angka absolut yang tumbuh seiring ukuran, dinding dijaga oleh persentase yang tumbuh seiring dinding, kelonggaran ovalitas dilonggarkan untuk penampang tipis, dan permukaan dijaga oleh dokumen terpisah atau oleh nilai kekasaran pada gambar. Pesanan pembelian yang mencakup keempatnya telah menentukan tabung. Yang mengatakan presisi telah menentukan hubungan pemasok.

Geometri menambahkan batasan yang tidak dapat dihilangkan oleh tabel toleransi apa pun. Dinding adalah setengah dari perbedaan antara kedua diameter, sehingga dua dimensi bebas dan yang ketiga mengikuti. Memutuskan dua dimensi mana yang bebas, dan apakah dindingnya rata-rata atau minimum, akan menentukan gambar, proses, massa, dan harga secara berurutan.

ASTM A269/A269M, spesifikasi standar untuk tabung baja tahan karat austenitik mulus dan dilas untuk layanan umum, untuk tabel toleransi diameter luar dan dinding, aturan ovalitas untuk dinding tipis, dan batas dinding nominal 0,5 mm.

ASTM A213/A213M, spesifikasi standar untuk tabung boiler, superheater, dan penukar panas baja paduan feritik dan austenitik mulus, untuk persyaratan tarik yang membedakannya dari A269.

ASTM A270, spesifikasi standar untuk tabung sanitasi, untuk persyaratan kebersihan dan permukaan yang berada di luar tabel dimensi.

ASTM B163, spesifikasi standar untuk tabung kondensor dan penukar panas paduan nikel dan nikel mulus, untuk batas cakupan 3 inci diameter luar dan 0,148 inci dinding minimum.

ASTM B165, spesifikasi standar untuk pipa dan tabung paduan nikel-tembaga mulus, mencakup tabung mulus paduan Monel 400 yang dikerjakan dingin.

ASTM B167, spesifikasi standar untuk pipa dan tabung mulus paduan nikel-kromium-besi, mencakup keluarga 600, 601, dan 690.

ASTM B622 dan B626, spesifikasi standar untuk pipa dan tabung paduan nikel dan nikel-kobalt mulus dan dilas, mencakup grade korosi yang mengandung molibdenum.

EN 10305-1, tabung baja presisi mulus yang ditarik dingin, sebagai sistem toleransi terpisah yang mengatur kelas tabung baja karbon dan paduan rendah.

Nilai toleransi yang dikutip di sini adalah nilai yang dipublikasikan untuk standar yang disebutkan, dan bukan sertifikat untuk lot yang dikirimkan. Tabung diterima berdasarkan edisi standar yang disebutkan pada pesanan pembelian, dan edisi selanjutnya merevisi tabel. Di mana angka dihitung, seperti dalam perbandingan dinding rata-rata dan dinding minimum, itu adalah ilustrasi aritmatika dari definisi dan bukan nilai yang diambil dari standar. Eksentrisitas adalah hasil dari rute proses tertentu dan tidak ditetapkan oleh tabel dimensi apa pun yang dikutip di sini. Kekasaran permukaan diukur dengan metode yang disebutkan dan panjang yang disebutkan, dan angka kekasaran tanpa kedua detail ini tidak dapat diperiksa. Spesifikasi produk direvisi, dan edisi yang disebutkan pada pesanan berlaku. Tidak ada di sini yang merupakan pengganti rilis teknik atau pengujian kualifikasi yang disepakati antara pembeli dan pemasok.