Καμία κατηγορία χάλυβα δεν είναι «καλύτερη» για κάθε βιομηχανική εφαρμογή. Η επιλογή χάλυβα για συγκολλημένους σωλήνες, σωλήνες και κατασκευασμένες κατασκευές είναι πάντα μια αντιστάθμιση- μεταξύ της ελάχιστης αντοχής διαρροής, της αντοχής σε εφελκυσμό, της σκληρότητας, της αντοχής στη διάβρωση, της συγκολλησιμότητας, της δυνατότητας επεξεργασίας και του συνολικού κόστους. Ένας βαθμός που αποδίδει καλά σε μια υδραυλική γραμμή μπορεί να αποτύχει νωρίς σε μια θαλάσσια ατμόσφαιρα, ενώ ένας βαθμός ανοξείδωτου υψηλής κράματος είναι μια περιττή δαπάνη σε ένα στεγνό, προστατευμένο δομικό πλαίσιο. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς οι μηχανικοί και οι ομάδες προμηθειών συγκρίνουν τις ποιότητες χάλυβα και επιλέγουν το σωστό υλικό για προϊόντα σωλήνων και σωλήνων.
Τι σημαίνει "καλύτερος χάλυβας" σε ένα βιομηχανικό πλαίσιο
Η επιλογή χάλυβα ξεκινά με το περιβάλλον εξυπηρέτησης και όχι με το ίδιο το υλικό. Τέσσερις ερωτήσεις ορίζουν τη σύντομη λίστα:
Μηχανικό καθήκον- η αντοχή διαρροής και η αντοχή εφελκυσμού που πρέπει να φέρει το εξάρτημα και το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.
Έκθεση στη διάβρωση- ατμόσφαιρα, γλυκό νερό, θαλασσινό νερό, υγρό χημικής διεργασίας ή θαμμένο έδαφος.
Διαδρομή κατασκευής- συγκολλημένα ή χωρίς ραφή, ψυχρή έλξη, κάμψη, σπειρώματα ή μηχανική επεξεργασία και η θερμική επεξεργασία που ακολουθεί.
Πρότυπα και ιχνηλασιμότητα- τις προδιαγραφές που διέπουν την παραγγελία αγοράς και τα απαιτούμενα πιστοποιητικά ελέγχου.
Μόλις διορθωθούν, η βέλτιστη ποιότητα είναι συνήθως το χαμηλότερο-υλικό κόστους που ικανοποιεί και τις τέσσερις απαιτήσεις χωρίς υπερβολικό περιεχόμενο κράματος.
Σύγκριση βαθμού χάλυβα κατά εφαρμογή
| Προτεραιότητα σχεδιασμού | Τυπική οικογένεια βαθμού | Λόγος επιλογής | Ελάχιστη αντοχή διαρροής |
|---|---|---|---|
| Δύναμη και σκληρότητα | Σβησμένος και μετριασμένος χάλυβας χαμηλού-κράματος | Υψηλή αντοχή με διατηρούμενη ολκιμότητα | 550–690 MPa |
| Αντοχή στη διάβρωση | Austenitic inox 304/304L, 316/316L | Παθητικό επιφανειακό στρώμα οξειδίου του χρωμίου | 170–310 MPa |
| μηχανική ικανότητα | Χαμηλό-άνθρακες 1018 και δωρεάν-κοπή 11xx | Χαμηλή σκληρότητα, καθαρός σχηματισμός τσιπ | Περίπου 370 MPa |
| Συγκολλησιμότητα και κόστος | δομικός χάλυβας Q195, Q235B, S235JR | Ευρεία διαθεσιμότητα, εύκολη συγκόλληση | 195–235 MPa |
| Υπηρεσία χαμηλής- θερμοκρασίας | ASTM A333 Grade 6, ASTM A350 LF2 | Ανθεκτικότητα κρούσης κάτω από -29 βαθμούς | 240–260 MPa |
Επεξήγηση κοινών δομικών βαθμίδων χάλυβα και σωλήνων
Q195είναι ένας κινεζικός δομικός χάλυβας χαμηλής-άνθρακα με ελάχιστη περιεκτικότητα σε κράμα και ελάχιστη αντοχή διαρροής 195 MPa. Χρησιμοποιείται ευρέως για σύρματα, ελαφρά{3}}δομικά τμήματα και σωλήνες γενικής χρήσης-, όπου η μορφοποίηση έχει μεγαλύτερη σημασία από την ικανότητα φόρτωσης.
Q235Bείναι ο πιο κοινός γενικός δομικός βαθμός στην Κίνα. Η ελάχιστη αντοχή διαρροής του είναι 235 MPa, περίπου 34 KSI και το εύρος αντοχής του σε εφελκυσμό είναι περίπου 370–500 MPa (54–72,5 KSI). Το Q235B συγκολλάται εύκολα και παρέχεται ως πλάκα, τμήμα και συγκολλημένος σωλήνας.
Q355B, η ονομασία που αντικατέστησε το Q345B, έχει ελάχιστη αντοχή διαρροής 355 MPa με καλή αντοχή σε κρούση σε χαμηλή-θερμοκρασία. Ταιριάζει σε δομικούς σωλήνες, βραχίονες γερανού και βαριά κατασκευασμένα κουφώματα όπου η υψηλότερη αντοχή επιτρέπει έναν λεπτότερο, ελαφρύτερο τοίχο.
L245είναι ένας βαθμός σωλήνων γραμμής API 5L με ελάχιστη ισχύ διαρροής 245 MPa, ισοδύναμη σε ισχύ με το API 5L Grade B. Χρησιμοποιείται για αγωγούς μεταφοράς πετρελαίου, φυσικού αερίου και νερού.
ASTM A106 Βαθμός Βκαλύπτει σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα χωρίς συγκόλληση για συντήρηση σε υψηλές{{0} θερμοκρασίες, με ελάχιστη αντοχή διαρροής 240 MPa και ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 415 MPa. Το συγκολλημένο αντίστοιχο του είναιASTM A53 Βαθμός Β, καιASTM A333 Βαθμός 6είναι η έκδοση χαμηλής-θερμοκρασίας κατάλληλη για σέρβις έως -45 βαθμούς .
Οι ποιότητες ανοξείδωτου ακολουθούν την ίδια λογική: το 304/304L παρέχει γενική αντοχή στη διάβρωση, ενώ το 316/316L προσθέτει μολυβδαίνιο για χλωριούχο και θαλάσσια έκθεση.
Χάλυβες υψηλής-αντοχής και ειδικότητας
Όπου απαιτείται αντοχή σε εφελκυσμό πάνω από περίπου 1000 MPa, χρησιμοποιούνται σβησμένοι και σκληρυμένοι χάλυβες χαμηλού{1}}κράματος και χάλυβες μαρκινγκ 18Ni όπως ο βαθμός 300. Στην παλαιωμένη κατάσταση, οι βαθμοί μαρτενάρισμα μπορεί να υπερβούν τα 2000 MPa, περίπου 290 KSI, σε αντοχή εφελκυσμού, γι' αυτό και εμφανίζονται στον αεροδιαστημικό και αμυντικό εξοπλισμό παρά στους τυπικούς συγκολλημένους σωλήνες.
SAE/AISI 1038είναι ένας χάλυβας μέτριας-άνθρακας με 0,35–0,43% άνθρακα. Μετά το σβήσιμο και το σκλήρυνση αναπτύσσει καλή αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή στη φθορά, καθιστώντας το κατάλληλο για άξονες, μπουλόνια και εξαρτήματα μηχανών αντί για συγκολλημένο σωλήνα.
Το Maraging και άλλοι εξαιρετικά{0}}υψηλοί-βαθμοί αντοχής παρέχονται κυρίως σε μορφή ράβδου και φύλλου. Δεν αποτελούν πρακτική επιλογή για συγκολλημένους σωλήνες, επειδή η ζώνη συγκόλλησης μετάλλου και θερμότητας-που επηρεάζεται απαιτούν ξεχωριστή πιστοποίηση και συχνά μετα{4}}θερμική επεξεργασία συγκόλλησης.
Πώς να επιλέξετε: Μια πρακτική ροή εργασίας επιλογής
Ορίστε την πίεση σχεδιασμού, το εύρος θερμοκρασίας και το όριο διάβρωσης.
Υπολογίστε το απαιτούμενο πάχος τοιχώματος για την υποψήφια αντοχή διαρροής και, στη συνέχεια, ελέγξτε τον κυβερνητικό κωδικό, όπως ASME B31.3, EN 13480 ή GB/T 20801.
Επιβεβαιώστε τη συγκολλησιμότητα, την πιστοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησης και τη δοκιμή κρούσης στην ελάχιστη θερμοκρασία σχεδιασμού μετάλλου.
Επαληθεύστε την εμπορική διαθεσιμότητα στην απαιτούμενη εξωτερική διάμετρο, πάχος τοιχώματος και στάνταρ.
Παραγγείλετε με το καθορισμένο πιστοποιητικό επιθεώρησης και-μάρτυρα τρίτου μέρους όπου το απαιτεί το έργο.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Ποιος βαθμός είναι καλύτερος στον χάλυβα;
Δεν υπάρχει παγκόσμιος καλύτερος βαθμός. Η σωστή απάντηση εξαρτάται από την κυρίαρχη απαίτηση: σβησμένος και σκληρυμένος χάλυβας χαμηλής-κράματος για αντοχή, ανοξείδωτος 316L για αντοχή στη διάβρωση, χαμηλός-άνθρακας 1018 για μηχανική κατεργασία και Q235B ή Q355B για οικονομικές συγκολλημένες κατασκευές.
Ε: Τι είναι ο χάλυβας Q195;
Το Q195 είναι ένας κινεζικός δομικός χάλυβας χαμηλής-άνθρακα με ελάχιστη περιεκτικότητα σε κράμα και ελάχιστη αντοχή διαρροής 195 MPa. Χρησιμοποιείται συνήθως για σύρματα, συγκολλημένους σωλήνες και ελαφρά δομικά εξαρτήματα{4}}όπου η μορφοποίηση και το κόστος είναι τα κύρια ζητήματα.
Ε: Τι είναι το KSI του χάλυβα Q235;
Ο χάλυβας Q235 έχει ελάχιστη αντοχή διαρροής 235 MPa, η οποία μετατρέπεται σε περίπου 34 KSI, χρησιμοποιώντας 1 MPa ίσο με περίπου 0,145 KSI. Το εύρος της αντοχής του σε εφελκυσμό 370–500 MPa αντιστοιχεί περίπου σε 54–72,5 KSI.
Ε: Ποιος είναι ο ισχυρότερος χάλυβας;
Οι ποιότητες εξαιρετικά{0}}υψηλής- αντοχής, όπως ο χάλυβας μαρκινγκ 18Ni Grade 300, μπορούν να υπερβούν τα 2000 MPa αντοχή σε εφελκυσμό μετά τη γήρανση, που είναι περίπου 290 KSI. Αυτοί οι βαθμοί χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική και στρατιωτικά εξαρτήματα παρά σε γενικούς συγκολλημένους σωλήνες.
Ε: Τι είναι ο χάλυβας ποιότητας 1038;
Το SAE/AISI 1038 είναι ένας χάλυβας μεσαίας-άνθρακας που περιέχει 0,35–0,43% άνθρακα. Προσφέρει καλή αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή στη φθορά μετά το σβήσιμο και τη σκλήρυνση και χρησιμοποιείται συνήθως για άξονες, μπουλόνια και εξαρτήματα μηχανών.
Ε: Είναι το 316L πάντα καλύτερο από το 304L για σωλήνα;
Όχι πάντα το. 316L προσθέτει μολυβδαίνιο και αντιστέκεται καλύτερα στα χλωρίδια, επομένως προτιμάται για θαλάσσιες και χημικές υπηρεσίες, ενώ το 304L είναι κατάλληλο και πιο οικονομικό για γενικές εφαρμογές σε εσωτερικούς και μη-χλωριούχους.
