ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061: Preskušanje jeklenih pramenov
Preskusni standardi ISO 15630-3, ASTM A416 in ASTM A1061 zagotavljajo informacije o tem, kako je treba preskušati jeklene pramene. Proizvajalci jeklenih pramenov so preko standardov za izdelke zavezani k preskušanju svojih izdelkov v statičnih in dinamičnih pogojih v skladu s temi standardi. Ti preskusi so pogosto oddani zunanjim izvajalcem storitev, da bi prihranili stroške opreme. Poleg tega proizvajalce zunanje spremljajo neodvisni inštituti.
Statični natezni preskus je z merjenjem deformacije eden od primarnih preskusov zagotavljanja kakovosti. V ta namen ponuja ZwickRoell stroj za natezno preskušanje standardne konfiguracije za sile do 600 kN. Ker se jeklene niti pod napetostjo odvijajo, ZwickRoell uporablja posebne vložke za oprijem vzorca, da prepreči prezgodnjo odpoved na nezaželenih mestih.
Pri visokocikličnem preskusu utrujanja mora jekleni pramen prestati dva milijona preskusnih ciklov pri največji frekvenci 20 Hz. Poseben izziv v tem primeru predstavlja vpenjanje vzorca, saj lahko razmeroma enostavno pride do zloma zaradi vpetja.
Statični preskus Dinamični preskus Vpenjanje vzorca Merjenje deformacije Preskusne rešitve Brošura za kovine
Statični natezni preskusi jeklenih pramenov po ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061
Pri statičnih nateznih preskusih po ISO 15630-3, ASTM A416 in ASTM A1061 se jeklena nit podaljša, dokler se ne zlomi. Jekleni prameni so sestavljeni iz več žic, ki so zvite skupaj, ki se poskušajo odviti, ko so izpostavljene nateznim obremenitvam. Med nateznim preskusom se merita sila in raztezek vzorca. Ker je prednapeto jeklo visoke trdnosti, se uporabljajo predvsem preskusni stroji za visoke preskusne obremenitve.
Natezni preskusi se lahko izvajajo na jeklenih pramenih s premerom od 3 do 20 mm. Merilna dolžina, odvisna od izdelka ali preskusnega standarda L0, je lahko na primer 500 mm ali 610 mm. Celotni raztezek lahko doseže vrednosti do 20%.
Prav tako se lahko izvajajo odklonski natezni preskusi, npr. po EN ISO 15630-3. Pri teh preskusih je premična prečka preskusnega stroja opremljena skozi odprtino.
Ključne značilnosti od nateznih preskusov na jeklenih pramenih po ISO 15630-3 in ASTM A416
- Točka popuščanja kot odmik popuščanja (Rp0,2), ki je na splošno določena kot točka popuščanja pri 0,2 % plastičnem raztezku
- Raztezek točke popuščanja; natančneje raztezek točke popuščanja ekstenziometra, ker ga je mogoče določiti samo z uporabo ekstenziometra (Ae)
- Natezna trdnost (Rm)
- Enakomeren raztezek (Ag)
- (A), pri čemer so normativne specifikacije v zvezi s tirno dolžino bistvenega pomena
Dinamični preskusi prednapetih jeklenih pramenov
Pri visokocikličnem preskusu utrujanja (npr. po ISO 15630-3, XP A 35-045-2011, FprEN 10138-3:2009) na jeklenih pramenih, mora vzorec prestati dva milijona preskusnih ciklov pri največji frekvenci 20 Hz, ne da bi se zlomil.
Če se vzorec zlomi blizu ali v čeljustih, je preskus neveljaven in ga je treba ponoviti. Ker preskušanje z utrujanjem traja več dni, so neveljavni preskusi zelo dragi. Ker so prameni žice izjemno togi, so zelo občutljivi na zareze, zato je vpenjanje v čeljusti velik izziv. Podjetje ZwickRoell je razvilo posebne čeljusti za jeklene pramene, s katerim je mogoče izvajati visokociklične preskuse utrujanja brez uporabe posebej pritrjenih prijemalnih elementov.
Visokociklični preskusi utrujanja se običajno izvajajo s servohidravličnim preskusnim strojem serije HA.
Vpenjanje vzorca
Zaradi visoke natezne trdnosti posameznih jeklenih pramenskih žic – do 2000 Mpa – in njihove gladke površine je še posebej pomembno zagotoviti, da se vzorec ne poškoduje zaradi vpenjanja (na primer zaradi piramidnega vzorca na vstavkih vložkov). Zato so potrebne hidravlične vzporedne čeljusti z nastavljivim pritiskom vpenjanja. Poleg tega je treba geometrijo čeljusti zasnovati tako, da je možno zanesljivo in homogeno vpenjanje vzorca, tako da vzorec med preskusom ne začne drseti.
Da bi se izognili zlomom vzorca zunaj merilne dolžine L0, je pomembna tudi kakovost izdelka vzorca iz jeklene niti. Med nateznim preskusom se lahko kot zanesljivi rezultati preskusa sprejmejo samo trganja/zlomi vzorca znotraj merilne dolžine. Poškodovana površina vzorca ali močno nehomogena natezna trdnost posameznih žic pogosto vodita do zlomov vzorca zunaj L0, blizu vložkov.
Vpenjanje vzorca v visokocikličnem preskusu utrujanja na jeklenih pramenih v skladu z ISO 15630-3 predstavlja poseben izziv, saj lahko razmeroma enostavno pride do zlomov pri vpetju. Vpenjalna sila povzroči, da se obremenitev prekriva z dinamično preskusno obremenitvijo v območju vpenjanja, kar lahko povzroči prezgodnjo odpoved vzorca. Zato imajo pri klasičnih nateznih vzorcih iz trdnega materiala konci pogosto večje prereze, da se zagotovi zlom vzorca v nevpetem delu med čeljustmi. Z žičnimi prameni to ni tako preprosto. Za pridobitev pravilnih rezultatov preskusa je potrebna obsežna priprava vzorca, kot je tesnjenje.
S čeljustmi, posebej razvitimi za preskušanje jeklenih pramenov, ZwickRoell ponuja možnost preskušanja pramenov brez uporabe posebej pritrjenih prijemalnih elementov. Ta razvoj bistveno zmanjša potrebno rokovanje, čas in stroške za uporabnika.
Čeljusti imajo hidromehanski in čisto mehanski prijem. Slednji obsega stožčasti tulec, v katerega se vsak konec pramena napelje skupaj s protistožcem in vpne. Na ta način se uporabi večina prijemalne sile. Preostali del, ki je še potreben za posamezen preskus, dobimo s klasičnim hidromehanskim vpenjanjem preko vložkov. Kombinacija teh dveh prijemalnih principov omogoča uporabo prijemalne sile na tak način, da so odpravljeni zlomi zaradi vpenjanja in da je jeklene pramene mogoče preskušati brez predhodne obdelave.
Čeljusti so izjemno prilagodljive in se lahko uporabljajo za širok spekter aplikacij. Spremenljivo nastavljivo hidravlično prijemalno silo je mogoče enostavno spreminjati od preskusa do preskusa z ustreznim uravnavanjem tlaka olja.
Merjenje deformacije
Zlom jeklene niti pogosto vodi do upogiba posameznih žic, posledično pa obstaja nevarnost poškodbe ekstenziometra s tipali. ZwickRoell se zato opira na optične ekstenziometre za varne, zanesljive in natančne meritve na zelo raztegljivih in elastičnih materialih.
Z vidnim poljem 680 mm in ločljivostjo 0,6 µm vam ekstenziometer videoXtens 6-680 omogoča izvajanje natančnih meritev deformacij, tudi v primeru velikih dolžin, kot so tiste, ki se pojavljajo pri preskusih na jeklenih pramenih. Funkcije na prvi pogled:
- Merjenje trdnosti popuščanja po ASTM A1061
- Na mestu preloma ekstenziometer ni poškodovan, saj meri brez stika
- Samodejno določanje deformacije pri porušitvi
- Preko povezave s prečko so merilne oznake vedno v središču vidnega polja (FOV), kar omogoča optimalno uporabo merilnega območja
Druge prednosti tega ekstenziometra vključujejo samodejno identifikacijo merilnih oznak na vzorcu in začetne merilne dolžine ter prenos vseh podatkov v preskusno programsko opremo testXpert.
Kaj je prednapeto jeklo?
Prednapeto jeklo je visoko trdno jeklo, ki se uporablja predvsem v prednapeti betonski konstrukciji. Uporaba prednapetega jekla omogoča znatno povečanje lastnosti betonskih komponent za statične in dinamične obremenitve.
Prednapeto jeklo je izdelano iz dolgega jeklenega izdelka, njegova oblika površine pa se razlikuje glede na proizvodni standard. Na primer, posamezna žica je zasnovana po proizvajalčevem standardu DIN EN 10138-1, medtem ko je jekleni pramen lahko zasnovan po DIN EN 10138-3. Posamezna žica ima trdno vrednost do 2000 N / mm² in je zasnovana v okrogli obliki, pri čemer obstajajo tudi trapezoidni preseki, ki jih potem imenujemo kompaktni prameni.
Pod splošnim naslovom prednapetega jekla obstajajo tri oblike, ki so lahko v odvisnosti od standarda:
- Jeklena palica (premer 15 do 36 mm)
- Žica (premer 5 do 16 mm)
- Jekleni prameni, sestavljeni iz 3, 7 ali več zvitih posameznih žic (trižični pramen: 5,2 do 7,5 mm, sedemžični pramen: 7 do 18 mm)
Te različne oblike nalagajo visoke zahteve pri preskušanju materialov, zato se uporabljajo številni preskusni standardi (npr. ISO, ASTM itd.), da se zagotovi izpolnjevanje zahtevanega standarda kakovosti.
Izkoristite vodilno programsko opremo za preskušanje materialov
Preskusna programska oprema ZwickRoell testXpert ponuja:
- Preprosto delovanje: začnite s preskušanjem takoj in bodite testXpert, hkrati pa ohranite največjo varnost.
- Zanesljivo in učinkovito preskušanje: izkoristite zanesljive rezultate preskusov in največjo učinkovitost preskušanja.
- Prilagodljiva integracija: testXpert je optimalna rešitev za vse vaše aplikacije in procese – preprosto povedano, učinkovitejši potek dela.
- Dizajn, odporen na prihodnost: programska oprema za preskušanje za celoten življenjski cikel, pripravljena za vaše prihodnje preskusne naloge!
