Kapittel 3: Gjennomsnittlig godkjenning betyr ikke at det ikke finnes risiko lokalt
Under koldformingen oppstår ofte en type abnormalitet som er vanskelig å vurdere:
På samme materialparti, med samme utstyr og samme verktøy, produseres de fleste produktene normalt, mens kun noen få unntakvis sprekker. Ved gjennomgang av materialattesten, kjemisk sammensetning, hardhet og strekkfasthet viser resultatene seg likevel å være i orden.
Mange stiller derfor spørsmålet:
Hvis materialet hadde problemer, hvorfor sprakk da ikke hele partiet?
I. Noen få sprekkdannelser betyr ikke nødvendigvis at hele partiet er defekt
Sprekking ved koldforming skyldes sjelden én enkelt årsak.
Fra stålverkets valseteknikk, transport og omlasting, via trekking og omforming, til tilføring, klipping og koldformingsprosessen – enhver lokal avvik på et hvilket som helst trinn kan forsterkes under etterfølgende kraftige deformasjoner.
Derfor indikerer situasjonen «de fleste produkter er normale, men noen få sprekker» vanligvis at det har oppstått en endring i en bestemt lokal forhold under materiale- eller produksjonsprosessen.
Denne endringen kan bare påvirke en avgrenset del av rullen, en side av materialets overflate eller en kort periode under kontinuerlig produksjon, og vil dermed ikke føre til at hele partiet sprukker samtidig.
II. Lokal risiko kan oppstå i hele prosesskjeden
1. Opprinnelige feil dannet under valseteknikken på stålverket
Ved valseteknikken kan det oppstå foldninger, ørefeil, sprekker, inntrykninger og andre lokale overflateavvik på wiren.
Noen av disse feilene er ikke umiddelbart synlige når wiren leveres på trommel, men dukker gradvis opp etter syring, trekking eller koldformingsprosessen. Spesielt i områder med stor deformasjonsgrad kan eksisterende feil utvides videre langs metallstrømningsretningen.
2. Mekaniske skader under transport og omlasting
Når tromler og halvfabrikata wire håndteres ved løfting, stablet og omlasting, kan kollisjoner, friksjon eller lokalt trykk resultere i bulker, trykkmerkinger eller skader på overflateskjelettet.
Disse skadene fører kanskje ikke umiddelbart til problemer, men når wiren kommer inn i koldformingsprosessen, kan de utgjøre startpunkt for lokal stresskonsentrasjon.
3. Skader medført fra trekke- og omformingsprosessen
Slitasje på trekkeverktøy, unormale tilstander i formåpningene, eller rifler på ledeskiver og retteskiver kan alle forårsake sammenhengende eller intermitterende langsgående riper på wirens overflate.
Etter fosfat- og såpebehandlingen er slike feil av og til vanskelige å oppdage direkte, men under den kraftige plastiske deformasjonen ved koldforming kan ripene utvides ytterligere og til slutt manifestere seg som lokale sprekkdannelser.
4. Avvik oppstått under tilføring, klipping og koldformingsprosessen
Rifler på overføringsområdet i koldformingsmaskinen, slitasje på klippeknivene eller klippeverktøyene, samt unormale knivspalter kan alle skade emnets ender eller overflate.
Hvis verktøyets rundingsradius, samakseighet eller arbeidsstegfordeling er urealistisk, eller hvis deformasjonsgraden ved en enkelt opptrekking er altfor høy, kan selv om materialet generelt holder kravene, lokale områder likevel overstige sin faktiske deformasjonskapasitet.
5. Lokale svake områder i materialet
Segregasjon, store eller samlede inklusjoner, ujevn mikrostruktur lokalt og visse metallurgiske avvik kan alle føre til forskjeller i materialenes deformasjonskapasitet på ulike steder.
De fleste områdene kan flyte normalt, mens de lokale svake områdene kan utvikle mikrorevner først under komplekse belastningsforhold, som deretter gradvis utvides i etterfølgende operasjoner.
Men å oppdage segregasjon, inklusjoner eller strukturforskjeller beviser ikke direkte at materialet er årsaken til sprekkdannelsen. Det må også vurderes om disse avvikene virkelig korresponderer med sprekkens utsprangspunkt og sprekkmønsteret.
III. Hvorfor kan vanlige tester likevel gi godkjent resultat?
En rull med tråd kan være flere tusen meter lang, mens kjemisk analyse, metallurgisk struktur og mekaniske egenskaper kun representerer et begrenset antall prøvetakingssteder.
Hvis lokale avvik ikke havner inn i prøvene, kan testresultatene fremstå helt normale.
I tillegg er noen feil ikke opprinnelige materialfeil fra stålverket, men oppstår under transport, trekking, materielltilførsel, klipping eller kaldformning. Da vil det naturligvis være vanskelig å finne svar ved å bare kontrollere originalmaterialebeviset igjen.
Slik at:
Et godkjent testresultat bekrefter bare at prøvene er i henhold til kravene, men det betyr ikke at hele rullen og alle etterfølgende prosesser er fri for lokale risikoområder.
IV. Det virkelig vanskelige er ikke å liste opp årsaker, men å finne utgangspunktet
Sporadisk sprekkdannelse kan skyldes materialet, verktøy, utstyr eller prosessen; det kan også være mindre lokale defekter som blir forsterket sammen av høy deformasjonsgrad og variasjoner i prosessen.
Sprekker som oppstår av ulike årsaker har til tider svært like ytre tegn. Bare basert på et materialebevis, ett testresultat eller til og med ett bilde av sprekkene, er det ofte ikke nok til å fastslå ansvar direkte.
Det faglige skjønnet må egentlig løse følgende:
Dette krever en helhetlig vurdering basert på sprekkens morfologi, oppkomststed, posisjon i spolen, produksjonsmønstre og lokale driftsforhold. Nøyaktig hvordan man skal ta prøver, skille ut kilder til feil og planlegge verifiseringsrekkefølgen, må utarbeides individuelt ut fra produktets konstruksjon og lokale forhold.
Ingeniørers synspunkt
At bare noen få produkter i samme batch sprukker, er ikke i motstrid.
Stålverkets valseri, transport og omlasting, trekking og omforming, tilførsel og klipping, verktøy og prosess samt materialets indre tilstand – alt dette kan medføre lokale risikoer.
I kapittel tre trenger du bare huske én setning:
Godkjent batch viser gjennomsnittsnivået for partiet, mens stabil masseproduksjon faktisk tester den dårligste lokale tilstanden.
- Hvilket ledd var det første som dannet feilen;
- Hvorfor berørte det bare noen få produkter;
- Og under hvilke forhold ble feilen forsterket til sprekkdannelse.
Når man møter sporadisk sprekkdannelse, er det viktigste ikke å avgjøre først om «materialet er problemet» eller «kundens prosess er problemet», men å finne det spesifikke leddet hvor feilen oppsto og ble forsterket. Kun når bevisene korresponderer, får ansvarsbestemmelse og forbedringstiltak mening.
Hvis du opplever at de fleste produktene i samme batch er i orden, mens noen få plutselig sprukker, kan du oppgi materialtype, tråddiameter, sprekkeplassering og bilder av sprekkene. Creation Group kan sammenligne materialegenskaper med lokale prosesser for å hjelpe deg med å bestemme prioriteringer i feilsøkingen og redusere unødvendig prøving og feiling mellom materialer, verktøy og utstyr.
Tips til neste episode
Kapittel fire: «Spheroideitprosenten er godkjent, hvorfor svinger motstanden mot kaldformning likevel?»