স্টেইনলেস স্টিলে ফলন শক্তি বনাম প্রসার্য শক্তি: ডিজাইনের জন্য উভয়ই কেন গুরুত্বপূর্ণ

স্টেইনলেস স্টিলের ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে পার্থক্য কী?

একটি স্ট্যান্ডার্ড টেনসিল পরীক্ষার সময়, একটি স্টেইনলেস স্টিলের নমুনা একটি সরল রেখায় টানা হয় যখন লোড এবং প্রসারণ রেকর্ড করা হয় এবং একটি ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখায় রূপান্তরিত হয়। প্রথমটিতে, সেই বক্ররেখার সরল-রেখার অংশ, স্ট্রেস এবং স্ট্রেন সরাসরি সমানুপাতিক (হুকের সূত্র) এবং নমুনাটি তার আসল আকারে ফিরে আসে যদি লোডটি সরানো হয় - এটি ইলাস্টিক অঞ্চল। একবার বক্ররেখাটি সরলরেখা থেকে সরে গেলে, কিছু বিকৃতি স্থায়ী হয়ে যায় এবং উপাদানটি প্লাস্টিকের অঞ্চলে প্রবেশ করে। সেই ট্রানজিশনের চাপ হল ফলন শক্তি।

যেহেতু লোডিং অতীতের ফলন অব্যাহত থাকে, ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস বাড়তে থাকে কারণ উপাদানের কাজ-কঠিন হয় (কাজের শক্ত হওয়ার হারের উপর EETA এর প্রযুক্তিগত নিবন্ধে কভার করা একই প্রক্রিয়া) যতক্ষণ না এটি প্রসার্য শক্তির শীর্ষে - পৌঁছায়, যাকে চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি (UTS)ও বলা হয়। সেই চূড়ার বাইরে, নমুনাটি স্থানীয়ভাবে ঘাড় বাঁধতে শুরু করে, এটি যে বোঝাকে সমর্থন করতে পারে তা আসলে কমে যায় যদিও ঘাড়ের অঞ্চলে সত্যিকারের চাপ আরোহণ করতে থাকে এবং অংশটি ভেঙে যায়। সংক্ষেপে: ফলন শক্তি হল নিরাপদ, পুনরুদ্ধারযোগ্য ব্যবহারের সীমানা; প্রসার্য শক্তি কাঠামোগত বেঁচে থাকার সীমানা।

কেন স্টেইনলেস স্টিল দৃশ্যমান ফলন পয়েন্টের পরিবর্তে 0.2% অফসেট পদ্ধতি ব্যবহার করে?

কার্বন ইস্পাত সাধারণত উপরের এবং নিম্ন ফলন বিন্দু দেখায় - ইলাস্টিক-প্লাস্টিক ট্রানজিশন - এ লোডের একটি দৃশ্যমান ডিপ দেখায় কারণ ইন্টারস্টিশিয়াল পরমাণুগুলি সংক্ষিপ্তভাবে স্থানচ্যুতিকে পিন করে। Austenitic স্টেইনলেস স্টীল একইভাবে এই আচরণ প্রদর্শন করে না, এবং এর বক্ররেখা স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করে তীক্ষ্ণভাবে নাকানোর পরিবর্তে মসৃণভাবে বাঁকে। নকশা এবং স্পেসিফিকেশনের উদ্দেশ্যে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ, পুনরুত্পাদনযোগ্য সংখ্যা পেতে, ASTM A370 (ASTM A240 দ্বারা উল্লেখ করা হয়েছে) স্টেইনলেস স্টিলের জন্য 0.2% অফসেট পদ্ধতির প্রয়োজন: 0.2% এর একটি স্থায়ী প্লাস্টিকের স্ট্রেন ফলনের ব্যবহারিক সূচনা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যদিও কিছু আগে প্রযুক্তিগতভাবে প্লাস্টিকের পরিমাণ কম হওয়ার আগে।

আপনি কিভাবে একটি মিল পরীক্ষার রিপোর্ট পড়েন তার জন্য এই কনভেনশনটি গুরুত্বপূর্ণ। একটি 304 বা 316 MTR-এ মুদ্রিত "ফলন শক্তি" সর্বদা 0.2% অফসেট মান হয় যদি না অন্য অফসেট স্পষ্টভাবে বলা হয়, এবং এটি সরাসরি গ্রেড, হিট এবং মিল জুড়ে তুলনীয় কারণ তাদের প্রত্যেকে একই 0.2% সংজ্ঞা ব্যবহার করছে৷

কিভাবে ফলন এবং প্রসার্য শক্তি স্টেইনলেস স্টীল পরিবার জুড়ে তুলনা করে?

অ্যানিলেড অবস্থায় প্লেট/শীটের জন্য ASTM A240 প্রতি ন্যূনতম মান, এবং তাপের জন্য প্রকাশিত মিল প্রযুক্তিগত ডেটা-চিকিত্সা করা হয়েছে 410৷ প্রকৃত বৈশিষ্ট্য তাপ, পণ্যের ফর্ম এবং বেধের দ্বারা পরিবর্তিত হয়; নকশা বা সংগ্রহে ব্যবহারের আগে নির্দিষ্ট মিল টেস্ট রিপোর্ট (MTR) এর বিরুদ্ধে যাচাই করুন।

কেন ফলন-থেকে-টেনসিল অনুপাত একা নম্বরের চেয়ে একটি ভাল ডিজাইন নির্দেশক?

দুটি উপাদানের একই প্রসার্য শক্তি থাকতে পারে এবং তাদের উৎপাদন শক্তি ভিন্ন হলে পরিষেবাতে সম্পূর্ণ ভিন্নভাবে আচরণ করতে পারে। একটি কম Y/T অনুপাত মানে একটি বৃহৎ প্লাস্টিকের অঞ্চল: উপাদানটি দৃশ্যত প্রসারিত করে, স্থানীয় চাপকে পুনরায় বিতরণ করে এবং এটি শেষ পর্যন্ত ব্যর্থ হওয়ার আগে সতর্কতা দেয়, এটি একটি কারণ অ্যানিলড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ভাল পারফর্ম করে যেখানে ওভারলোড ঘটনা, ভূমিকম্পের কার্যকলাপ বা প্রভাব লোডিং একটি নকশা উদ্বেগ। একটি উচ্চ Y/T অনুপাতের অর্থ হল উপাদানটি পৃষ্ঠের কাছাকাছি তার শক্তির বেশি বহন করে - ওজন বা ক্রস অংশের প্রতি ইউনিটের ভার বহনের ক্ষমতা-বিভাগকে সর্বাধিক করার জন্য দরকারী-, কিন্তু অংশটি যদি কখনও তার ফলন বিন্দুর বাইরে ঠেলে দেওয়া হয় তবে নমনীয় রিজার্ভে কম নির্মিত-।

ঠিক এই কারণেই ডুপ্লেক্স 2205 কে ওজন-সংবেদনশীল বা উচ্চ-চাপের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছে (অফশোর প্ল্যাটফর্ম, ডিস্যালিনেশন পাইপিং) যেখানে এর উচ্চ ফলন শক্তি একই ডিজাইনের চাপের জন্য পাতলা প্রাচীরের অংশগুলিকে অনুমতি দেয়, যেখানে স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক গ্রেডগুলি ডিফল্ট পছন্দের থেকে থাকে যেখানে আমরা সাধারণ মানের নিরাপত্তা এবং বিস্তৃতির জন্য সাধারণ মানদণ্ডের চেয়ে বেশি পছন্দ করি। অধ্যায় বেধ ন্যূনতম.

কিভাবে ASME এবং ASTM এর মত ডিজাইন কোডগুলি প্রকৃতপক্ষে ফলন বনাম প্রসার্য শক্তি ব্যবহার করে?

ASME সেকশন VIII (চাপ জাহাজ) এবং ASME B31.3 (প্রসেস পাইপিং) উভয়ই একই অন্তর্নিহিত যুক্তি থেকে তাদের গ্রহণযোগ্য স্ট্রেস টেবিল তৈরি করে: প্রসার্য শক্তি ফেটে যাওয়ার বিরুদ্ধে একটি সুরক্ষা ফ্যাক্টরকে নিয়ন্ত্রণ করে, এবং ফলন শক্তি অগ্রহণযোগ্য স্থায়ী বিকৃতির বিরুদ্ধে একটি সুরক্ষা ফ্যাক্টরকে নিয়ন্ত্রণ করে। বেশিরভাগ কার্বন এবং কম-অ্যালয় স্টিলের জন্য, অনুমোদিত স্ট্রেস দুই-ফলন শক্তির কাছাকাছি সীমাবদ্ধ। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল এবং অনুরূপ নিকেল সংকর ধাতুগুলিকে ভিন্নভাবে বিবেচনা করা হয় কারণ তাদের স্ট্রেস -স্ট্রেন আচরণ খুবই নমনীয়: বিভাগ II-তে স্ট্রেস মান প্রতিষ্ঠার বিষয়ে ASME-এর বাধ্যতামূলক পরিশিষ্ট বিশেষভাবে একটি বিকল্প, উচ্চতর অনুমোদিত স্ট্রেস - পর্যন্ত 90% পর্যন্ত ফলন শক্তির অনুমতি দেয় তাপমাত্রায় এই উপাদানগুলিকে আলোকিত করার জন্য দীর্ঘতর উপাদান হিসাবে দীর্ঘতর হিসাবে -। ডিজাইন লোড নিজেই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি সমস্যা নয়।

অনুশীলনে, এর অর্থ হল একটি 304 বা 316 চাপ উপাদান প্রায়শই একটি সমতুল্য কার্বন ইস্পাত উপাদানের তুলনায় তার ফলন শক্তির একটি উচ্চ ভগ্নাংশের জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে, যা আংশিকভাবে ডুপ্লেক্স বা তাপ-চিকিত্সা করা মার্টেনসিটিক গ্রেডের তুলনায় স্টেইনলেস স্টিলের নিম্ন পরম ফলন শক্তিকে অফসেটিং করে। এর মানে হল একটি ASME কোড টেবিলে মুদ্রিত অনুমোদিত স্ট্রেস মান কখনই কেবল "ফলন শক্তি" বা "টেনসিল শক্তি" নয় - এটি একটি কোড-উভয়েরই সংজ্ঞায়িত সংমিশ্রণ, একটি নিরাপত্তা ফ্যাক্টরের মাধ্যমে ফিল্টার করা হয় যা উপাদান পরিবারের দ্বারা পৃথক হয়৷

কোল্ড ওয়ার্কিং কি ফলন এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে সম্পর্ক পরিবর্তন করে?

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের কাজের শক্ত হওয়ার হার সম্পর্কে বিশদ নিবন্ধ হিসাবে, 301 এবং 304-এর মতো গ্রেডগুলির একটি উচ্চ স্ট্রেন-হার্ডেনিং এক্সপোনেন্ট (n-মান), যার অর্থ প্লাস্টিকের স্ট্রেনের সাথে প্রবাহের চাপ খাড়াভাবে উঠে যায়। যেহেতু ফলনের শক্তি সেই বক্ররেখায় খুব তাড়াতাড়ি পরিমাপ করা হয় এবং প্রসার্য শক্তি শীর্ষে পরিমাপ করা হয়, বক্ররেখার প্রথম দিকের, খাড়া অংশটি ইতিমধ্যেই উচ্চ প্রসার্য শক্তি বাড়ায় তার চেয়ে আনুপাতিকভাবে ফলন শক্তি বাড়ায়-। একটি ঠান্ডা-ঘূর্ণিত পূর্ণ-হার্ড 301, উদাহরণস্বরূপ, তার প্রসার্য শক্তির কাছাকাছি একটি ফলন শক্তিতে পৌঁছাতে পারে, যার অর্থ "বিকৃত হতে শুরু" এবং "ব্যর্থ" এর মধ্যে খুব সামান্য অতিরিক্ত লোড উপলব্ধ - একই TRIP এবং স্থানচ্যুতির একটি প্রত্যক্ষ, বাস্তব পরিণতি যা স্টিললেস মেকানিজমকে তৈরি করে{11}} কাজ-প্রথমে কঠিন।

এটি একটি মূল কারণ টেম্পারড স্টেইনলেস স্ট্রিপ (1/4 হার্ড, 1/2 হার্ড, ফুল হার্ড প্রতি ASTM A666) একা গ্রেডের পরিবর্তে মেজাজ দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়েছে: যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, এবং বিশেষভাবে ফলন-থেকে-প্রসার্য সম্পর্ক, একটি একক গ্রেডের মধ্যে পরিচর্যার আগে কতটা ঠান্ডা কাজ করা হয়েছে তার উপর নির্ভর করে।

প্রদত্ত আবেদনের জন্য কোন সম্পত্তির উপাদান নির্বাচন করা উচিত?

চাপ জাহাজ, পাইপিং, এবং কাঠামোগত উপাদান

টেকসই বা চক্রাকার পরিষেবা লোড - পাইপ, ফ্ল্যাঞ্জ, জাহাজের শেল, স্ট্রাকচারাল ব্র্যাকেট - এর অধীনে থাকা উপাদানগুলির জন্য ফলন শক্তি প্রাথমিক নকশা চালক কারণ স্থায়ী বিকৃতি, যদিও ছোট, একটি কার্যকরী ব্যর্থতার প্রতিনিধিত্ব করে এমনকি অংশটি ফেটে না গেলেও। প্রযোজ্য ডিজাইন কোড (ASME সেকশন VIII, ASME B31.3, বা সমতুল্য) তারপর তার নিজস্ব সুরক্ষা ফ্যাক্টর যুক্তি প্রয়োগ করে, প্রসার্য শক্তিকে ফাটলের বিরুদ্ধে একটি গৌণ চেক হিসাবে উল্লেখ করে।

প্রভাব, ওভারলোড, এবং শক্তি-শোষণকারী অ্যাপ্লিকেশন

যে উপাদানগুলি মাঝে মাঝে ওভারলোড, প্রভাব বা ভূমিকম্পের ঘটনাগুলি দেখতে পারে - ক্যাচ মেকানিজম, রেললাইন, নির্দিষ্ট স্বয়ংচালিত এবং পরিবহন উপাদানগুলির জন্য - পুরো চাপের অধীনে থাকা অঞ্চল- ফ্র্যাকচার পর্যন্ত স্ট্রেন বক্ররেখা (শক্তি এবং প্রসারণের সংমিশ্রণ) এর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটির একক উপাদান শক্তির সাথে Y/T মার্জ শক্তির সাথে বেশি ফলন হয়, কারণ বিরতি এখানেই একটি নিম্ন-Y/T-অনুপাত অ্যানিলড অস্টেনিটিক গ্রেড প্রায়শই একটি উচ্চ-ফলনকে ছাড়িয়ে যায় কিন্তু কম{7}}নমনীয়তার বিকল্পকে ছাড়িয়ে যায়, যদিও এর ফলন শক্তির সংখ্যা ডেটাশিটে ছোট দেখায়।

ফাস্টেনার এবং বোল্টযুক্ত সংযোগ

বোল্টিং উভয় বৈশিষ্ট্যকে ভিন্নভাবে প্রয়োগ করে: প্রমাণ লোড (ফলন শক্তির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত) একটি ফাস্টেনার স্থায়ী প্রসারিত ছাড়া কতটা প্রিলোড নিরাপদে ধরে রাখতে পারে তা নিয়ন্ত্রণ করে, যখন প্রসার্য শক্তি, বোল্টিং উপাদানের জন্য ASME কোডের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে একটি উচ্চতর নিরাপত্তা ফ্যাক্টরের অধীনে পরীক্ষিত, ফাস্টেনার ব্যর্থতার বিরুদ্ধে চূড়ান্ত ক্ষমতা নিয়ন্ত্রণ করে। ফলন ভিত্তিক প্রিলোড ক্ষমতা পরীক্ষা না করে, শুধুমাত্র প্রসার্য শক্তি দ্বারা ফাস্টেনার গ্রেড এবং উপাদান নির্বাচন করা একটি সাধারণ স্পেসিফিকেশন ত্রুটি।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

প্রশ্ন: স্টেইনলেস স্টিলের উচ্চ ফলন শক্তি কি সর্বদা ভাল?

উত্তর: স্বয়ংক্রিয়ভাবে নয়। একটি উচ্চ ফলন শক্তি একই লোডের জন্য একটি পাতলা বিভাগ বা হালকা উপাদানের অনুমতি দেয়, তবে এটি সাধারণত একটি উচ্চ Y/T অনুপাত এবং ফ্র্যাকচারের আগে কম নমনীয় মার্জিনের সাথে আসে। সঠিক পছন্দটি নির্ভর করে যে অ্যাপ্লিকেশনটি প্রতি ইউনিট ওজনের সর্বোচ্চ শক্তি (ডুপ্লেক্স বা কোল্ড-ওয়ার্কড গ্রেডের পক্ষে) বা সর্বাধিক নমনীয় রিজার্ভ এবং ওভারলোডের অধীনে ক্ষমা (অ্যানিলড অস্টেনিটিক গ্রেডের পক্ষে) মূল্য দেয় কিনা তার উপর নির্ভর করে।

প্রশ্ন: কেন 304 এবং 316-এর প্রায় অভিন্ন ফলন এবং প্রসার্য শক্তি আছে?

উত্তর: উভয়ই একই মুখের-কেন্দ্রিক কিউবিক মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং অনুরূপ কার্বন এবং নাইট্রোজেন সামগ্রীর রেঞ্জ সহ অস্টেনিটিক গ্রেড, তাই ASTM A240 উভয়ের জন্য একই ন্যূনতম যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সেট করে অ্যানিলেড অবস্থায় - 205 MPa (30 ksi) ন্যূনতম 5757 MPaile এবং ন্যূনতম ফলন। তাদের আসল পার্থক্য হল জারা প্রতিরোধ, 316 সালে মলিবডেনাম দ্বারা চালিত, বেসলাইন শক্তি নয়।

প্রশ্ন: কেন ডুপ্লেক্স 2205 এর ফলন শক্তি 304 এর চেয়ে অনেক বেশি, প্রসার্য শক্তিতে কম পার্থক্য সহ?

উত্তর: ডুপ্লেক্স 2205 এর মোটামুটি 50/50 অস্টেনাইট-ফেরাইট মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং নাইট্রোজেন অ্যালোয়িং যথেষ্ট পরিমাণে প্লাস্টিকের বিকৃতি শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় চাপ বাড়ায়, যা প্রায় সম্পূর্ণভাবে উচ্চ ফলন শক্তি হিসাবে দেখায়। প্রসার্য শক্তি, শুধুমাত্র উল্লেখযোগ্য স্ট্রেন শক্ত এবং ঘাড় বাঁধার পরে পৌঁছায়, একটি ছোট আপেক্ষিক পরিমাণে বৃদ্ধি পায়, যে কারণে 2205 এর Y/T অনুপাত (প্রায় 0.73) 304 এর (প্রায় 0.40) থেকে অনেক বেশি।

প্রশ্ন: ফলন শক্তি বা প্রসার্য শক্তি কি চাপ পাইপের প্রাচীরের বেধ নির্ধারণ করে?

উত্তর: একা - গভর্নিং ডিজাইন কোড (যেমন ASME B31.3) একটি অনুমোদিত স্ট্রেস গণনা করে না যা প্রসার্য শক্তির ভগ্নাংশের কম (একটি 3.5 নিরাপত্তা ফ্যাক্টর দ্বারা বিভক্ত) এবং ফলন শক্তির একটি ভগ্নাংশ (সাধারণত দুই-তৃতীয়াংশ, অথবা একটি 90% এবং 90%-এর নিচে টেনসিল স্ট্রেসের কম। নির্দিষ্ট কোড ফুটনোট)। প্রাচীরের বেধ তারপর সেই অনুমোদনযোগ্য চাপের মাপ করা হয়, সরাসরি কাঁচামালের সম্পত্তিতে নয়।

প্রশ্ন: তাপ চিকিত্সা কি 304 বা 316 স্টেইনলেস স্টিলের ফলন শক্তি বাড়াতে পারে যেভাবে এটি 410 এর জন্য করে?

উত্তর: না. 304 এবং 316 অস্টেনিটিক গ্রেডগুলি শুধুমাত্র ঠান্ডা কাজের দ্বারা শক্তিশালী হয়, তাপ চিকিত্সা দ্বারা নয় - অ্যানিলিং তাদের শক্ত করার পরিবর্তে নরম করে। 410-এর মতো মার্টেনসিটিক গ্রেডগুলি, বিপরীতে, তাদের অ্যানিলড মানের থেকে অনেক উপরে ফলন এবং প্রসার্য শক্তিতে পৌঁছানোর জন্য নিভিয়ে এবং টেম্পারড করা যেতে পারে, এই কারণেই 410 এর Y/T অনুপাত এবং পরম শক্তি মেজাজের উপর নির্ভর করে এত ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে।