Что такое испытание на растяжение? Методы, результаты и применение оборудования.

При покупке цепей, пружин или других металлических изделий многие покупатели запрашивают у поставщиков результаты испытаний на растяжение. Испытания на растяжение позволяют измерить свойства материала и показать, как готовое изделие ведет себя под действием растягивающей силы. Однако испытания материалов и испытания готового изделия проводятся разными методами, и их результаты означают разные вещи. В этой статье объясняется, что такое испытание на растяжение, как оно проводится и как следует понимать его применение для цепей, пружин, крюков, соединительных звеньев и других металлических изделий.

Что такое испытание на растяжение?

Испытание на растяжение — это способ проверить, как материал или изделие ведут себя при растяжении. Испытание позволяет определить прочность материала и его максимальную степень растяжения. Оно также показывает, меняет ли готовое изделие форму под действием заданной силы и какая сила приводит к его разрушению.

При испытании стали или проволоки испытание на растяжение в основном измеряет такие свойства материала, как предел текучести, предел прочности и относительное удлинение. Когда готовое изделие, например, сварная цепь, бесшовная цепь, Испытывается пружина растяжения, S-образный крюк, быстросъемное звено или проволочная деталь (деталь, согнутая из проволоки), результат отражает совокупное воздействие материала, размеров, сварки, формовки и термообработки.

Результаты этих двух типов испытаний не могут заменить друг друга. Сырье, соответствующее требованиям к прочности на разрыв, не гарантирует, что готовая цепь или фурнитура выдержат необходимую нагрузку. Аналогично, готовый продукт, прошедший испытание на растяжение, не дает полной картины о самом материале. Поэтому при производстве и контроле качества мы проверяем материал и готовое изделие отдельно. Мы не используем один отчет о материале в качестве замены всех остальных проверок.

Как проводится испытание на растяжение?

Первый шаг — подтвердить, что именно будет тестироваться. Металлические материалы обычно тестируются в соответствии со стандартами, такими как... ASTM E8/E8M или ISO 6892-1 (Общие стандарты для испытания образцов металла). Для цепей, пружин, соединительных элементов и других изделий из металла метод испытания должен соответствовать форме изделия и его предполагаемому назначению.

После подтверждения того, что именно тестируется, образец помещается в универсальную испытательную машину (УИМ), которая представляет собой устройство, растягивающее образец и измеряющее усилие. Крепления (детали, удерживающие образец) должны соответствовать изделию. Для цепей обычно требуются штифты или специально изготовленные крепления. Крюки и соединительные звенья следует растягивать в направлении, в котором они обычно используются. Для пружины растяжения крепления должны удерживать оба концевых крюка. Если образец установлен неправильно, результат может не отражать реальные характеристики изделия.

После подготовки образца машина увеличивает усилие натяжения с требуемой скоростью. Некоторые испытания прекращаются, когда изделие достигает заданной нагрузки. Другие продолжаются до тех пор, пока образец не сломается или больше не сможет выполнять свою функцию. При анализе результатов не следует ориентироваться только на максимальное усилие. Необходимо также проверить наличие необратимой деформации (изменение формы, сохраняющееся после снятия усилия) и определить места, где изделие изменило форму или сломалось. Например, сварная цепь, которая рвется в месте сварного шва, может иметь другую проблему, чем цепь, которая рвется в другом месте звена.

Какие результаты может дать испытание на растяжение?

Прежде чем изучать протокол испытаний, сначала убедитесь, описывает ли он свойства материала или результаты испытаний готового изделия.

При испытании материала необходимо учитывать одновременно предел текучести, предел прочности, относительное удлинение и модуль упругости. Не следует оценивать материал только по наибольшему значению.

При оценке готового изделия акцент смещается. Необходимо учитывать заданную испытательную нагрузку, максимальную силу, удлинение или деформацию, а также то, как и где произошло разрушение изделия. Одного лишь усилия разрушения недостаточно, чтобы определить, соответствует ли изделие всем требованиям.

Предел прочности на растяжение в основном описывает эксплуатационные характеристики материала.

Предел прочности на растяжение описывает напряжение, а не общую силу растяжения, показанную испытательной машиной. Он рассчитывается с использованием приложенной силы и исходной площади поперечного сечения образца (площади образца, если его разрезать). Результат обычно выражается в МПа (мегапаскалях) или Н/мм² (ньютонах на квадратный миллиметр). Предел прочности на растяжение важен при оценке материала. Однако для готового изделия на его характеристики также влияют размеры, форма, сварка, термообработка и направление растяжения. Поэтому невозможно определить предел рабочей нагрузки (ПДН), который является максимально допустимой нагрузкой при нормальной эксплуатации, только на основе предела прочности материала на растяжение.

Разрывная сила описывает конкретный образец или готовый продукт.

Разрушающая сила — это фактическая сила, действующая на образец материала или готовое изделие при разрушении. Обычно она выражается в Н (ньютонах) или кН (килоньютонах). Даже если два изделия изготовлены из одного и того же материала, их разрушающие силы могут различаться, если их толщина, размер или форма отличаются.

Для сварных стальных цепей разрывная сила зависит не только от материала. Диаметр звена, форма звена, качество сварного шва и термообработка — все это может влиять на результат. Разрывная сила — не единственный параметр, имеющий значение для любого изделия. Например, S-образный крюк или соединительное звено могут деформироваться или перестать удерживать соединение раньше, чем фактически разорвутся.

Испытательная нагрузка не то же самое, что предельная рабочая нагрузка.

Испытательная нагрузка — это испытательная сила, устанавливаемая применимым стандартом на продукцию. Ее также можно назвать заданной испытательной нагрузкой. Во время испытания изделие должно выдерживать эту силу без каких-либо изменений формы, повреждений или разрушений, которые не допускаются стандартом. Испытательная нагрузка используется для контроля качества. Она не является пределом рабочей нагрузки изделия.

Предельная рабочая нагрузка служит другой цели. Это максимальная нагрузка, которую изделие рассчитано выдерживать в нормальных условиях эксплуатации, поэтому она не совпадает с указанной испытательной нагрузкой или минимальным разрывным усилием. Без применимого стандарта на изделие и данных производителя о номинальных характеристиках не следует рассчитывать предельную рабочую нагрузку на основе результатов одного испытания на разрыв. Никогда не следует вводить изделие в эксплуатацию, основываясь только на таком расчете.

В чём разница в приоритетах испытаний на растяжение у различных аппаратных изделий?

Независимо от того, покупаете ли вы цепи, пружины, крюки или соединительные звенья, вы можете попросить производителя провести соответствующее испытание под нагрузкой для проверки готового изделия. Однако эти изделия имеют разную конструкцию и назначение, поэтому приоритеты испытаний и способ интерпретации результатов также будут различаться.

Цепи

При закупке цепей протокол испытаний сырья не может заменить результаты испытаний готовой цепи. Готовая цепь также должна быть испытана в качестве цельного изделия. Необходимо проверить заданную испытательную нагрузку, минимальное разрывное усилие, а также любое растяжение или изменение формы звеньев. Испытание цельной цепи показывает, как материал, размеры звеньев, качество сварных швов и термообработка взаимодействуют друг с другом. Однако оно не может заменить отдельные проверки материала, размеров и сварных швов.

После того, как вы определите, какие результаты необходимо проверить, вам также потребуется использовать соответствующий тестовый стандарт. Стандарты различаются в зависимости от... цепной сорт, размер и предполагаемое использование.

• Некоторый сварные цепи из углеродистой стали может быть проверено со ссылкой на ASTM A413/A413M (стандарт для некоторых сварных цепей из углеродистой стали). Другие цепи должны соответствовать соответствующим стандартам ASTM International. Национальная ассоциация производителей цепей (NACM), Международная организация по стандартизации (ISO) или другая подходящая организация.
• Если вы покупаете цепь без сварных швов для легких нагрузок, например... двойная петля цепи, цепь домкрата, или цепочка для кушака, Не следует напрямую применять требования к транспортным или подъемным цепям. Другие изделия легкой грузоподъемности, включая одинарная петля цепи и подвесная цепь, Кроме того, к ним предъявляются требования по испытаниям, соответствующие их форме и предполагаемому назначению.

Сварные и бесшовные цепи имеют разную конструкцию и назначение, поэтому не следует оценивать их одинаково.

Пружины

Для пружина растяжения или пружина натяжения, Основными параметрами обычно являются сила при заданной длине, начальное натяжение (сила, уже присутствующая до начала размыкания витков) и то, возвращается ли пружина к своей первоначальной форме после снятия нагрузки. Эти результаты часто дают больше информации о том, может ли пружина обеспечить требуемую силу в рабочем положении, чем ее максимальная разрывная сила.

Однако, вы не можете использовать прочность проволоки на растяжение вместо результатов, полученных при изготовлении пружины. Диаметр витка, количество активных витков (витков, которые двигаются при нагрузке на пружину), термообработка и концевые крючки — все это влияет на конечный результат. Также следует помнить, что пружина сжатия В процессе нормальной эксплуатации происходит скорее толкание, чем растяжение. Поэтому требуется испытание на сжатие, а не на растяжение.

По этим причинам пружину следует испытывать в соответствии с чертежом изделия, согласованными техническими требованиями или применимым отраслевым стандартом.

Крюки, соединительные звенья и формованные металлические детали.

Для готовой продукции, такой как S-образные крючки, При проверке быстросъемных звеньев, соединительных элементов, карабинов и проволочных заготовок необходимо учитывать как усилие натяжения, так и любые изменения формы. Изделие может не сломаться во время испытания, но оно может уже погнуться, раскрыться или перестать работать должным образом.

Для того чтобы эти проверки были значимыми, изделие также необходимо тянуть в обычном направлении его использования. Если направление натяжения или точка контакта неправильны, результат может указывать на проблему с тестовой установкой, а не с самим изделием. Для нестандартных крючков, соединительных элементов и проволочных конструкций сначала необходимо понять, как изделие будет устанавливаться и тянуться в реальных условиях эксплуатации. Затем можно решить, следует ли сосредоточить тест на максимальной силе, изменении формы или потере соединения.

По этой причине окончательный метод испытаний крюков, соединительных звеньев и формованных металлических деталей должен соответствовать соответствующему стандарту на продукцию или техническим требованиям, согласованным с заказчиком.

Какую информацию о результатах испытаний на растяжение следует уточнить при покупке?

При закупке материалов, цепей, пружин или других крепежных изделий обычно не требуются все настройки машины для испытаний на растяжение. На результат могут влиять скорость испытания, приспособления, максимальная сила, которую может приложить машина, и направление растяжения. Однако для обычной проверки при закупке обычно достаточно подтвердить, что метод испытания подходит для данного изделия, и проанализировать основные результаты, полученные машиной, такие как испытательная нагрузка, максимальная сила, растяжение или изменение формы.

С учетом этого, сначала следует убедиться, что описанный в отчете товар соответствует приобретаемому вами изделию. Затем необходимо проверить, соответствует ли результат согласованным требованиям.

Дальнейшие конкретные результаты проверки зависят от продукта:

• При закупке сырья в отчете следует обратить внимание на предел прочности на растяжение, предел текучести и относительное удлинение.
• При покупке цепей, крюков или соединительных звеньев следует обращать внимание на указанные параметры испытания: испытательную нагрузку, разрывную силу и деформацию.
• При составлении протокола испытаний пружины растяжения следует обратить особое внимание на усилие, прилагаемое на заданной длине, и на восстановление пружины после разгрузки.

Если ваш заказ включает несколько размеров или сортов, положительный результат по одной спецификации не доказывает, что весь ассортимент продукции соответствует требованиям. В этом случае вам следует попросить поставщика четко указать, какой спецификации соответствует каждый результат испытаний.

Помимо сопоставления каждого результата с правильными техническими характеристиками, может потребоваться подтверждение дополнительных деталей, если стандарт продукции, контракт или целевой рынок содержат специфические требования к испытаниям. В этом случае следует согласовать с поставщиком количество образцов, проведение испытаний независимой лабораторией или любые дополнительные условия испытаний. Для продукции, предназначенной для США, Европы, Австралии или другого конкретного рынка, следует заранее уточнить, требуется ли для проекта, заказчика или отрасли определенный стандарт испытаний. Это поможет предотвратить использование поставщиком метода испытаний, не соответствующего требованиям окончательной приемки.

Каковы ограничения испытаний на растяжение?

Испытание на растяжение помогает понять прочность изделия, степень его растяжения и изменение формы. Однако у этого метода есть и ряд ограничений:

• Данный тест может разрушить образец. Испытание на разрыв заключается в растяжении образца до тех пор, пока он не разрушится, поэтому производители обычно тестируют только отдельные образцы, а не каждый готовый продукт.
• Результаты одного теста не могут отражать качество всей продукции в партии. Это может помочь вам оценить, соответствует ли партия требуемому уровню, но обычные различия в материалах и производстве могут привести к тому, что отдельные продукты будут давать несколько иные результаты.
• Результаты тестирования не могут в полной мере отражать производительность в реальных условиях эксплуатации. Обычно при традиционном испытании на растяжение прикладывается постоянная сила в одном направлении. В реальных условиях эксплуатации изделие может также подвергаться ударам, многократным нагрузкам, боковым воздействиям, скручиванию, износу или коррозии.

По этим причинам прохождение испытания на растяжение не означает, что изделие будет вести себя одинаково при любых условиях эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы об испытаниях на растяжение

Каковы стандарты приемки для испытаний оборудования на растяжение?

Не существует единого проходного значения для всех испытаний на растяжение металлических изделий. Сначала необходимо определить, проводится ли испытание для материала или для готового изделия, такого как цепь, пружина или крюк. Металлические материалы обычно испытываются в соответствии с такими методами, как ASTM E8/E8M или ISO 6892-1 (общепринятые стандарты для испытания образцов металла). Готовые изделия должны соответствовать соответствующему стандарту, чертежу или требованиям заказа. При испытании пружины на растяжение усилие на длине, указанной на чертеже, часто имеет большее значение, чем общий стандарт для материала. Результат считается приемлемым только в том случае, если он соответствует требованиям для конкретного изделия.

Может ли протокол испытаний материала на растяжение заменить протокол испытаний готового изделия?

Обычно это невозможно. Отчет о материалах содержит информацию только о самой стали или проволоке. После того, как из этого материала изготовлена цепь, пружина или крюк, сварка, формовка, термообработка и размеры изделия влияют на то, какую силу может выдержать готовое изделие. Если вам необходимо подтвердить, какое усилие на растяжение может выдержать готовое изделие, вам необходимы результаты испытания готового изделия на растяжение или, в соответствующих случаях, испытания изделия на растяжение (испытание на растяжение готового изделия).

Почему результаты испытаний на растяжение одного и того же изделия могут отличаться?

Даже если изделия имеют одинаковые названия и размеры, различия в партиях материалов, сварке, формовке и термообработке могут вызывать некоторые отклонения. Скорость испытаний, приспособления, направление установки и состояние образца также могут влиять на результат. При сравнении нескольких отчетов следует сначала убедиться в том, что технические характеристики изделия, стандарт испытаний и метод испытаний совпадают. После этого можно сравнивать полученные значения.

Как определить, является ли протокол испытаний на растяжение, предоставленный поставщиком, достоверным?

В первую очередь следует проверить название продукта, технические характеристики и номер партии, указанные в отчете, чтобы убедиться, что они соответствуют приобретаемому вами продукту. Затем необходимо проверить полноту даты испытаний, метода испытаний и результатов. Если технические характеристики не соответствуют вашему заказу или какое-либо значение кажется необычным, следует попросить поставщика объяснить это. При необходимости дополнительной проверки можно организовать независимое тестирование (проверку в сторонней лаборатории).

Как определяются количество образцов и частота проведения испытаний?

Для каждого продукта не существует фиксированного соотношения отбора проб. Количество и частота зависят от стандарта продукта, требований заказа, размера партии и предполагаемого использования. Если заказ включает несколько размеров, сортов или производственных партий, одна проверенная проба, как правило, не будет представлять все из них. Если конкретного правила нет, вы можете согласовать с поставщиком до размещения заказа, будут ли пробы отбираться по спецификации или по производственной партии.

Сохраняет ли результат свою достоверность, если образец ломается вблизи рукоятки?

Не всегда. Зажим — это часть машины, которая удерживает образец. Если образец ломается внутри или рядом с ним, возможно, он был зажат слишком туго, выскользнул или был неровным. В этой ситуации не следует полагаться только на максимальную силу, зафиксированную машиной. Необходимо проверить место поломки образца в соответствии со стандартом испытаний и при необходимости провести испытания другого образца.

Что определяет стоимость и сроки проведения испытаний на растяжение?

Условия поставок различаются у разных поставщиков. У завода по производству цепей компании Tuohai Hardware есть собственное производство. оборудование для испытаний на растяжение. Для цепей, производимых и поставляемых нами, мы можем провести испытание на растяжение без дополнительной платы, если в заказе указано испытание на растяжение. Мы также можем предоставить основные результаты, полученные с помощью оборудования.

Данная схема применяется к стандартным испытаниям цепей, проводимым на нашем собственном заводе. Если вам необходимы испытания сторонней организацией, специальный отчет или дополнительные требования к тестированию, стоимость и сроки выполнения будут зависеть от конкретного запроса. Мы не производим якорные цепи повышенной прочности или цепи увеличенного диаметра, поэтому наш опыт в области испытаний не может быть использован для оценки стоимости испытаний или сроков выполнения для таких изделий.

Как определить, подходит ли машина для испытания цепи на растяжение для данного изделия?

В первую очередь следует убедиться, что машина для испытания цепи на растяжение способна выдержать требуемую испытательную нагрузку или ожидаемое усилие разрыва. Затем необходимо проверить наличие штифтов или зажимов (удерживающих инструментов), подходящих по размеру к цепи. Во время испытания цепи на прочность результат будет ненадежным, если машина не сможет приложить достаточную силу или зажимы деформируют звенья в дополнительном направлении. При обычной покупке обычно нет необходимости проверять все настройки машины.

Можно ли рассчитать предельную рабочую нагрузку цепи по ее разрывной силе?

Не следует производить вычисления Предельная рабочая нагрузка (WLL) Расчеты производятся непосредственно по результатам единичного испытания цепи на разрыв. Допустимая рабочая нагрузка цепи (WLL) зависит от применимого стандарта продукции, класса цепи, предполагаемого использования и указанной производителем грузоподъемности. Ее нельзя определить, просто разделив разрывное усилие на коэффициент безопасности (число, используемое для обеспечения запаса прочности). Если поставщик не предоставляет четко указанную допустимую рабочую нагрузку, не следует производить собственные расчеты и вводить цепь в эксплуатацию, основываясь на этом показателе.

Заключение

Испытание на растяжение показывает, как материал или готовое изделие ведет себя под действием растягивающей силы. Из нашего практического опыта следует, что четкое указание того, что именно вы тестируете и почему, важнее, чем простое стремление к большему разрывному усилию. Результат будет полезен только в том случае, если метод испытания соответствует продукту и его предполагаемому применению.

Если у вас остались вопросы о испытаниях на растяжение, требуемых нагрузках или результатах испытаний, вы можете... Свяжитесь с компанией Tuohai Hardware. Мы можем помочь вам разобраться в требованиях к испытаниям и результатах испытаний цепей, пружин и других металлических изделий в соответствии с их техническими характеристиками и предполагаемым назначением. Для продукции, производимой и поставляемой нами, мы также можем предоставить соответствующие протоколы или отчеты об испытаниях в зависимости от заказа и ваших требований.

Технические характеристики продукции по данной теме см. в разделе Цепи для прицепа. Как прикрепить цепи для прицепа?.