Kapittel tre: Godkjente representative prøver utelukker ikke lokal risiko
Ved kaldstuking kan de fleste delene produseres normalt med samme materialparti, maskin og verktøy, mens noen få sprekker sporadisk. Materialsertifikat, kjemisk sammensetning, hardhet og strekkfasthet kan fortsatt oppfylle kravene ved ny kontroll.
Hvis materialet er problemet, hvorfor sprekker ikke hele partiet?
Materialsertifikatet viser representative prøveresultater for partiet, mens en sprekk kan starte i et lokalt svakt område.
I. Noen få sprukne deler betyr ikke nødvendigvis at hele materialpartiet er avvikende
Sprekker ved kaldstuking kan ha ulike årsaker. Lokale avvik fra valsing, transport, omlasting, trekking, mating, kapping eller selve formingen kan forsterkes ved senere stor deformasjon.
Når de fleste deler er normale og bare noen få sprekker, tyder dette ofte på en endring i en lokal material- eller prosessbetingelse.
Endringen kan være begrenset til et avsnitt av kveilen, én side av tråden eller en kort periode i produksjonen. Derfor trenger ikke hele partiet å sprekke.
II. Lokal risiko kan oppstå i hele prosesskjeden
1. Opprinnelige feil fra valsing på stålverket
Under valsing kan valsetråden få folder, utstikkende metallkanter, sprekker, innpressede fremmedlegemer eller andre lokale overflateavvik.
Noen feil er lite synlige i valsetråden og avdekkes først etter beising, trekking eller kaldstuking. Ved stor lokal deformasjon kan de vokse videre i materialflytens retning.
2. Mekanisk skade ved transport og omlasting
Kollisjoner, friksjon eller lokalt trykk ved løfting, stabling og omlasting av valsetråd og halvfabrikata kan gi støt- og skrapeskader, inntrykksmerker eller skadet overflatebelegg.
Skadene gir ikke nødvendigvis umiddelbare problemer, men kan bli steder med lokal spenningskonsentrasjon under kaldstuking.
3. Skade fra trekking og videre bearbeiding
Slitte trekkeverktøy, avvik i verktøyåpningen eller grader på trådførings- og føringsruller kan gi sammenhengende eller avbrutte langsgående riper.
Etter fosfatering og såpebehandling kan slike feil være vanskelige å se. Under stor plastisk deformasjon ved kaldstuking kan ripene åpnes videre og gi lokale sprekker.
4. Avvik ved mating, kapping og kaldstuking
Grader i trådføringen, slitte kappekniver eller kappeverktøy og feil skjærklaring kan skade emnets ender eller overflate.
Uegnet verktøyradius, mangelfull koaksialitet eller uhensiktsmessig fordeling av formingstrinn kan også skape problemer. For stort stukeforhold i ett trinn eller for stor lokal deformasjon kan overskride materialets lokale deformasjonsevne selv om de samlede materialegenskapene oppfyller kravene.
5. Lokale svake områder inne i materialet
Seigring, grove eller samlede inneslutninger og lokal ujevnhet i mikrostrukturen kan gi ulik deformasjonsevne fra sted til sted.
Mens det meste av materialet flyter normalt, kan svake områder danne mikrosprekker under sammensatt belastning. Sprekkene kan vokse i senere stasjoner.
Funn av seigring, inneslutninger eller strukturforskjeller beviser likevel ikke alene at materialet forårsaket sprekkene. Funnene må knyttes til sprekkstartstedet og det observerte sprekkmønsteret.
III. Hvorfor kan vanlige prøver likevel oppfylle kravene?
En trådkveil kan være flere tusen meter lang. Kjemisk analyse, metallografi og mekanisk prøving dekker bare et begrenset antall prøvesteder.
Hvis et lokalt avvik ikke finnes i prøven, kan resultatet være normalt.
Noen feil oppstår dessuten først ved transport, trekking, mating, kapping eller kaldstuking. Da vil en ny kontroll av det opprinnelige materialsertifikatet sjelden avklare årsaken.
Et godkjent prøveresultat bekrefter at prøven oppfyller kravene. Det viser ikke at hvert sted i kveilen og hvert senere prosesstrinn er uten lokal risiko.
IV. Utfordringen er å finne opprinnelsen, ikke bare å liste mulige årsaker
Sporadiske sprekker kan skyldes materiale, verktøy, utstyr eller prosess. En liten opprinnelig feil kan også forsterkes av stor deformasjon sammen med prosessvariasjon.
Ulike årsaker kan gi svært like synlige sprekker. Et materialsertifikat, ett prøveresultat eller ett sprekkfoto er vanligvis ikke nok til å plassere ansvar.
En faglig vurdering må avklare følgende:
Hvor starter sprekken? Samsvarer startstedet med et lokalt materialavvik, verktøykontakt eller klippskade? I hvilken operasjon forsterkes feilen?
Spørsmålene krever en samlet vurdering av sprekkmorfologi, plassering, spoleavsnitt, produksjonsmønster og faktiske forhold. Prøvetaking, kildesporing og kontrollrekkefølge må fastsettes for produkt og sted. Ingeniørens syn: enkelte sprukne deler i et parti er ingen motsetning; valsing, transport, trekking, mating og klipping, verktøy, prosess og indre materialtilstand kan skape lokale risikoer. Partiaksept er en beslutning etter fastlagt prøveplan, kontrollpunkter og kriterier; ikke et «partigjennomsnitt» og ingen garanti for hvert sted. Stabil produksjon krever også kontroll av den mest ugunstige lokale tilstanden.
- Hvilket prosesstrinn feilen først oppstod i;
- Hvorfor bare noen få deler ble berørt;
- Under hvilke betingelser feilen ble forsterket til en sprekk.
Ved sporadiske sprekker bør man først finne hvor feilen oppstod og hvordan den ble forsterket. Når bevisene kan knyttes sammen, får ansvarsvurdering og forbedringstiltak et faglig grunnlag.
Hvis de fleste delene fra samme parti er normale og noen få sprekker, kan du oppgi materialbetegnelse, tråddiameter, formingstrinnet der sprekken oppstår, og sprekkbilder. Creation Group kan sammenholde materialtilstanden med produksjonsprosessen og bidra til å prioritere undersøkelsene.
Neste kapittel
Kapittel fire: «Sfæroidiseringsgraden oppfyller kravene – hvorfor varierer deformasjonsmotstanden ved kaldstuking likevel?»