Како одабрати праву врсту челика за цеви хидрауличних цилиндара

Одабир правог челика за цијев хидрауличног цилиндра је важан дио дизајна и производње цилиндра.

Цев мора да издржи хидраулички притисак, опетовано оптерећење, померање клипа и радно окружење, истовремено обезбеђујући одговарајућу унутрашњу површину за клип и систем заптивки.

Уобичајени типови челика који се користе или разматрају за цеви хидрауличних цилиндара укључују Е355, СТ52, Ц45 и ​​разне легиране челике. Међутим, ове врсте нису заменљиве само зато што се обично користе у хидрауличним апликацијама.

Тачан избор зависи од дизајна цилиндра, потребних механичких својстава, димензија цеви, процеса производње, услова рада, важећих стандарда и захтева за трошковима.

Овај водич објашњава како да изаберете праву класу челика за цев хидрауличног цилиндра и шта купци треба да размотре пре него што дају поруџбину.

1. Зашто је класа челика важна за цеви хидрауличног цилиндра?

Цев хидрауличног цилиндра је компонента{0}}која садржи притисак.

Када хидраулички притисак делује унутар цилиндра, цев доживљава напрезања у свом зиду. Током рада, такође може доживети:

Поновљени циклуси притиска

Ударна оптерећења

Спољна оптерећења

Вибрације

Промене температуре

Корозивна окружења

Квалитет челика утиче на својства као што су:

Граница течења

Затезна чврстоћа

Дуктилност

Жилавост

Заварљивост

Обрадивост

Перформансе замора

Реакција на топлотни{0} третман

Међутим, класа челика је само један део целокупног дизајна цилиндра.

Пречник цеви, дебљина зида, квалитет производње, концентрација напона, заваривање и радни услови могу бити подједнако важни.

2. Које су најчешће врсте челика?

Неколико врста челика се обично сусреће у апликацијама цеви хидрауличног цилиндра.

Примери укључују:

E355

СТ52

C45

20 / Угљенични челици типа САЕ 1020

42ЦрМо4

Остали легирани челици

Одговарајућа оцена зависи од специфичне примене.

За многе стандардне прецизне хидрауличне цилиндре, Е355 је уобичајена полазна тачка за разматрање.

За апликације које захтевају различите механичке особине, угљенични или легирани челици такође могу бити прикладни.

3. Е355 челик за цеви хидрауличних цилиндара

Е355 се широко користи у апликацијама прецизних челичних цеви.

Обично се повезује са стандардима за прецизне цеви и често се бира за хидрауличне и пнеуматске цилиндре.

Типични разлози за разматрање Е355 укључују његову комбинацију:

Добра снага

Добра дуктилност

Добра обрадивост

Погодна заварљивост за многе примене

Доступност

Погодност за прецизну производњу цеви

Међутим, тачна својства зависе од применљивог стандарда производа и услова испоруке.

Приликом навођења Е355, стога је важно идентификовати комплетан стандард и услове испоруке, а не ослањати се само на назив материјала.

4. Да ли је Е355 исто што и СТ52?

Ово је уобичајено питање.

Кратак одговор је:

Није нужно.

СТ52 је старија/уобичајена ознака која се често користи у индустрији, док је Е355 ознака материјала повезана са специфичним европским стандардима за прецизне цеви.

У комерцијалним разговорима, добављачи и купци понекад користе ова имена наизменично.

Међутим, ознака материјала не треба аутоматски да се третира као тачна-на-једна еквивалентна.

Исправан приступ је поређење:

Хемијски састав

Граница течења

Затезна чврстоћа

Издужење

Услов испоруке

Применљив стандард

Форма производа

Стога, ако купац наведе „СТ52“, добављач треба да потврди тачно који стандард и технички захтеви су намењени.

5. Ц45 челик за цеви хидрауличних цилиндара

Ц45 је средње{1}}угљенични челик који се обично користи за механичке компоненте.

Генерално нуди већи садржај угљеника од ниско-конструкцијских или прецизних челика за цеви и може да пружи корисне карактеристике чврстоће и тврдоће.

Ц45 се може узети у обзир за одређене апликације цилиндара, али његова подобност зависи од:

Потребна механичка својства

Димензије цеви

Захтеви за заваривање

Захтеви за машинску обраду

Термичка обрада

Радни притисак

Дизајн цилиндра

Ц45 стога не треба аутоматски заменити Е355 само зато што се оба користе у механичким апликацијама.

6. Када треба да узмете у обзир легирани челик?

За захтевније примене може се узети у обзир легирани челик.

Једна од уобичајених оцена је:

42ЦрМо4

Легирани челици могу да обезбеде већу чврстоћу и корисне карактеристике топлотне{0}}обраде.

Могу се узети у обзир за апликације које укључују:

Висока оптерећења

Висок притисак

Озбиљно циклично оптерећење

Захтевни механички захтеви

Специјализовани дизајни цилиндара

Међутим, коришћење челика веће чврстоће{0}} не чини аутоматски цилиндар безбеднијим или бољим.

Комплетан дизајн цилиндра још увек мора да се процени.

Материјали{0}}више чврстоће такође могу да уведу разматрања у вези са:

Заваривање

Машинска обрада

Термичка обрада

Цост

Доступност

Процес производње

7. Квалитет челика у односу на дебљину зида

Један од најважнијих концепата у дизајну хидрауличног цилиндра је да класа челика и дебљина зида раде заједно.

На пример, повећање чврстоће челика може омогућити дизајнеру да оптимизује зид цеви у одређеним применама.

Алтернативно, материјал ниже{0}}врсте може и даље бити савршено прикладан ако цилиндар има довољну дебљину зида и дизајн испуњава потребне безбедносне критеријуме.

Дакле, није исправно рећи:

„Челик{0}}веће чврстоће је увек бољи.“

Тачно питање је:

„Да ли ова комбинација материјала, димензија и дизајна обезбеђује потребне перформансе?“

За компоненте које{0}}садрже притисак, коначну дебљину зида треба утврдити одговарајућим инжењерским прорачунима.

8. Узмите у обзир радни притисак

Радни притисак је један од првих параметара примене који треба узети у обзир.

Цилиндар који ради на релативно ниском притиску може имати веома различите захтеве за материјалом од оног који ради на високом притиску.

Требало би да разликујете:

Називни радни притисак

Максимални радни притисак

Скокови притиска

Доказни притисак

Притисак пуцања

Челик треба изабрати као део комплетног дизајна притиска.

За цилиндре високог{0}}притиска, треба користити квалификоване инжењерске прорачуне за процену напона у зиду цеви.

9. Узмите у обзир оптерећење од замора

Хидраулични цилиндри ретко раде под једним константним оптерећењем.

Многи цилиндри доживљавају поновљене циклусе извлачења и увлачења.

Ово ствара циклична напрезања у цеви цилиндра.

За апликације високог{0}}циклуса размотрите:

Број радних циклуса

Распон притиска

Концентрација стреса

Стање површине

Заваривање

Својства материјала

Дефекти у производњи

Перформансе замора могу бити посебно важне за цилиндре који се користе у:

Грађевинске машине

Опрема за рударство

Пољопривредне машине

Опрема за руковање материјалом

Системи индустријске производње

Одговарајући тип челика је важан, али перформансе замора такође у великој мери зависе од комплетног дизајна цилиндра и квалитета производње.

10. Узмите у обзир могућност заваривања

Многе цеви хидрауличних цилиндара захтевају заваривање током монтаже цилиндра.

Типичне заварене компоненте могу укључивати:

Завршне капице

Монтажни носачи

Портс

Прирубнице

Цлевисес

Остали прилози

Због тога при одабиру материјала цеви треба узети у обзир заварљивост.

Челик са одличним карактеристикама чврстоће може захтевати пажљивије процедуре заваривања него челик са нижим{0}}угљичним садржајем.

Важна разматрања укључују:

Садржај угљеника

Еквивалент угљеника

Претходно загревање

Поступак заваривања

Унос топлоте

Обрада након{0}заваривања

Својства{0}}зоне погођене топлотом

За критичне заварене компоненте, заваривање треба да процени квалификовано инжењерско и заваривачко особље.

11. Узмите у обзир могућност обраде

Цеви хидрауличних цилиндара обично захтевају додатну машинску обраду.

У зависности од дизајна цилиндра, операције могу укључивати:

Сечење

Крајње лице

Цхамферинг

Обрада лука

Припрема за заваривање

Обрада навоја

Гроовинг

Стога материјал мора бити компатибилан са производним процесом купца.

Добра обрадивост може побољшати:

Век трајања алата

Време циклуса

Квалитет површине

Трошкови производње

Међутим, обрадивост треба да буде уравнотежена са чврстоћом и другим потребним својствима материјала.

12. Размотрите процес унутрашње завршне обраде

Квалитет челика такође мора бити прикладан за одабрани процес завршне обраде цеви.

Цеви хидрауличних цилиндара се могу испоручити као:

Хладно вучене цеви

Хонед цеви

Остругане и ваљкасте брушене цеви

Материјал, тврдоћа, почетно стање површине и димензије цеви могу утицати на процес завршне обраде.

На пример, добављач треба да потврди да су изабрани материјал и почетно стање цеви погодни за захтевани процес хонања или СРБ.

Ово је један од разлога зашто би о избору материјала требало разговарати заједно са процесом производње цеви.

13. Узмите у обзир квалитет површине

Унутрашња површина цеви цилиндра је у директној интеракцији са клипом и заптивкама.

Квалитет челика може утицати на понашање материјала током унутрашње завршне обраде, али коначни квалитет површине у великој мери зависи од процеса производње.

Важни параметри укључују:

Храпавост површине

Површински профил

Површинска текстура

Роунднесс

Правост

ИД толеранције

За брушене цеви, унакрсна{0}}шама шрафура је такође важна карактеристика.

За цеви глачане и брушене ваљком, брушена унутрашња површина мора да испуњава уговорене захтеве.

Сама класа материјала не гарантује тражени квалитет површине.

14. Узмите у обзир радну температуру

Температура може утицати на својства материјала и перформансе заптивања.

За цилиндре који раде у:

Веома хладна окружења

Високо{0}температурно окружење

Примене на отвореном

Индустријски процеси

материјал и комплетан систем цилиндара треба проценити за очекивани температурни опсег.

За захтевне примене на ниским{0}}температурама, захтеви за жилавошћу могу постати посебно важни.

15. Узмите у обзир корозију и животну средину

Стандардни угљенични челици не пружају неограничену отпорност на корозију.

Хидраулични цилиндри могу да раде у окружењима као што су:

Киша

Влажност

Излагање соли

хемикалије

Прашина

Муд

Градилишта на отвореном

Материјал цеви стога треба узети у обзир заједно са потребном заштитом површине.

Могући приступи могу укључивати:

Сликарство

Цоатинг

Спољашња облога

Материјали{0}}отпорни на корозију

Заштитни системи

У многим применама, заштита спољне површине од корозије је практичнија од избора знатно скупљег челика отпорног на корозију{0}}.

16. Како класа челика утиче на цену?

Избор материјала директно утиче на цену цеви.

Генерално, специјални или легирани челици могу коштати више од уобичајено доступних угљеничних или прецизних цеви.

Међутим, цена материјала не би требало да буде једини фактор.

Скупља оцена може бити оправдана ако:

Испуњава захтевне захтеве снаге

Смањује потребну дебљину зида

Побољшава век трајања

Задовољава специфичну спецификацију купца

Пружа потребна својства топлотне{0}}обраде

Супротно томе, одабир непотребно скупог челика може повећати цену цилиндра без обезбеђивања значајне предности у погледу перформанси.

Циљ је одабрати најјефтинији{0}}материјал који поуздано испуњава инжењерске захтеве.

17. Једноставно поређење уобичајених оцена

Ова табела је само почетна тачка.

Стварни избор увек треба да се заснива на применљивом стандарду материјала и дизајну цилиндра.

18. Не мешајте квалитет материјала са стандардом производа

Ово је важна тачка за међународне купце.

Категорија материјала није исто што и комплетна спецификација производа.

Спецификација куповине ће можда морати да дефинише:

Квалитет материјала + Стандард производа + Услови испоруке + Димензије + Толеранције + Захтеви за инспекцију

На пример, говорећи:

"Е355 цев"

може и даље оставити важна питања без одговора.

Купац ће можда морати да наведе и:

Применљив стандард

ИД

ОД

Дебљина зида

ИД толеранције

Храпавост површине

Правост

Роунднесс

Дужина

Захтеви за инспекцију

Цертифицатион

Професионални РФК треба јасно да дефинише ове захтеве.

19. Како одабрати праву класу челика корак по корак

Практични процес селекције може да прати ове кораке.

Корак 1: Дефинишите притисак у цилиндру

Одредите радни и максимални притисак.

Корак 2: Дефинишите димензије цеви

Успоставити:

ИД

ОД

Дебљина зида

Дужина

Корак 3: Одредите потребне механичке особине

Идентификујте потребне:

Граница течења

Затезна чврстоћа

Издужење

Жилавост

Корак 4: Размотрите умор

Одредите да ли ће цилиндар доживети висок-циклус или озбиљно циклично оптерећење.

Корак 5: Проверите захтеве за заваривање

Одредите да ли ће цев бити заварена и који процес заваривања ће се користити.

Корак 6: Проверите захтеве обраде

Размислите о сечењу, машинској обради портова, припреми за заваривање и другим операцијама.

Корак 7: Изаберите процес унутрашње завршне обраде

Одредите да ли ће коначна цев бити:

Хонед

Огуљен и ваљак брушен

Даље машински обрађено

Корак 8: Размотрите животну средину

Процените температуру, корозију, контаминацију и излагање на отвореном.

Корак 9: Упоредите укупне трошкове

Упоредите цену материјала заједно са трошковима обраде и производње.

Корак 10: Потврдите стандард

Уверите се да су класа челика, стандард производа, услови испоруке и захтеви за инспекцију јасно дефинисани.

20. Која је класа челика најбоља за цев хидрауличног цилиндра?

Не постоји јединствена класа челика која је најбоља за сваки хидраулични цилиндар.

За многе примене стандардних прецизних хидрауличких цилиндара, Е355 може бити практичан избор јер нуди користан баланс механичких својстава, обрадивости и доступности.

Међутим, други материјали могу бити прикладнији у зависности од примене.

Е355 може бити прикладан када:

Потребна је прецизна цилиндарска цев

Потребне су умерене-до-захтевне механичке перформансе

Добра обрадивост је важна

Апликација одговара спецификацији материјала

Ц45 се може узети у обзир када:

Потребан је средњи{0}}угљенични челик

Потребне су специфичне механичке особине

Процес производње је компатибилан са материјалом

42ЦрМо4 или други легирани челици могу се узети у обзир када:

Потребна је већа снага

Оптерећења су посебно захтевна

Дизајн цилиндра захтева побољшана механичка својства

СТ52 се може специфицирати када:

Нацрт купца или спецификација куповине то захтева

Тачно важећи стандард је потврђен

Најбољи материјал је онај који испуњава потпуне инжењерске захтеве без непотребних трошкова или сложености.

21. Пример спецификације цеви хидрауличног цилиндра

У РФК-у за клијенте може бити наведено:

Производ: цев хидрауличног цилиндра

Материјал: Е355

Стандард: Применљив стандард за прецизне цеви

ИД: 100 мм

ОД: 120 мм

Толеранција ИД-а: према цртежу

Дебљина зида: номинална 10 мм

Дужина: 3000 мм

Храпавост унутрашње површине: према цртежу

Правост: према цртежу

Заобљеност: према цртежу

Инспекција: Према договореној спецификацији

Сертификат материјала: ЕН 10204 3.1

Ово је много корисније од једноставног захтевања:

"100 мм Е355 хидраулична цев."

22. Питања која треба да поставите добављачу челичних цеви

Пре наручивања, питајте добављача:

Који тачан стандард материјала испуњава цев?

Који је услов испоруке?

Можете ли дати сертификат о материјалу?

Која су стварна механичка својства?

Да ли је материјал погодан за брушење или СРБ обраду?

Које толеранције ИД-а можете доследно постићи?

Коју храпавост површине можете гарантовати?

Коју равност и округлост можете постићи?

Које методе инспекције су доступне?

Можете ли да обезбедите{0}}следљивост топлотног броја?

Можете ли производити према цртежу купца?

Можете ли дати узорке пре масовне производње?

Ова питања помажу купцима да процене стварну производну способност добављача уместо да се ослањају само на назив материјала.

23. Коначна контролна листа

Пре него што изаберете врсту челика за цев хидрауличног цилиндра, потврдите:

Апликација

Радни притисак

Максимални притисак

Учитај

Радни циклуси

Температура

Животна средина

Дизајн цеви

ИД

ОД

Дебљина зида

Дужина

Толеранције

Материјал

Квалитет челика

Стандард производа

Услов испоруке

Граница течења

Затезна чврстоћа

Издужење

Чврстоћа, ако је потребно

Мануфацтуринг

Хонинг или СРБ

Заваривање

Машинска обрада

Захтеви за површину

Квалитет

Сертификат материјала

Провера димензија

Преглед површине

НДТ, ако је потребно

Следљивост

24. Закључак

Одабир одговарајуће класе челика за цијев хидрауличног цилиндра захтева гледање даље од назива материјала.

Е355, СТ52, Ц45, 42ЦрМо4 и други разреди имају своје карактеристике и потенцијалну примену.

Тачан избор зависи од односа између:

Квалитет челика + димензије цеви + хидраулички притисак + оптерећење од замора + процес производње + захтеви за површину + радно окружење.

За многе апликације са прецизним хидрауличним цилиндрима, Е355 може да обезбеди добар баланс перформанси и обрадивости. Међутим, захтевне примене могу захтевати друге угљеничне или легиране челике.

Најважнији принцип је једноставан:

Не бирајте најјачи челик. Изаберите челик који обезбеђује потребне перформансе за комплетан дизајн цилиндра.

Када тражите понуду, доставите добављачу цртеж цилиндра или комплетну спецификацију цеви кад год је то могуће.

Способан добављач треба да буде у могућности да прегледа материјал, димензије, процес завршне обраде, толеранције, захтеве за инспекцију и услове примене пре него што потврди најприкладније решење цеви.