Neviena tērauda marka nav "labākā" katram rūpnieciskam lietojumam. Tērauda izvēle metinātām caurulēm, caurulēm un izgatavotām konstrukcijām vienmēr ir kompromiss starp minimālo tecēšanas robežu, stiepes izturību, stingrību, izturību pret koroziju, metināmību, apstrādājamību un kopējām izmaksām. Šķirne, kas labi darbojas hidrauliskajā līnijā, var sabojāt jau agri jūras atmosfērā, savukārt ļoti leģēta nerūsējošā tērauda marka ir nevajadzīgi izdevumi sausā, aizsargātā konstrukcijas karkasā. Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrots, kā inženieri un iepirkumu komandas salīdzina tērauda markas un izvēlas pareizo materiālu cauruļu izstrādājumiem.
Ko nozīmē “labākais tērauds” rūpnieciskā kontekstā
Tērauda izvēle sākas ar apkalpošanas vidi, nevis pašu materiālu. Izlases sarakstu nosaka četri jautājumi:
Mehāniskais pienākums- tecēšanas robeža un stiepes izturība, kurai jābūt komponentam, un darba temperatūras diapazons.
Korozijas iedarbība- atmosfēra, saldūdens, jūras ūdens, ķīmiskā procesa šķidrums vai aprakta augsne.
Ražošanas ceļš- metināts vai bezšuvju, auksti stiepts, liekts, vītņots vai mehāniski apstrādāts, un tam sekojošā termiskā apstrāde.
Standarti un izsekojamība- pirkuma pasūtījuma regulējošā specifikācija un nepieciešamie pārbaudes sertifikāti.
Kad tie ir fiksēti, optimālā kategorija parasti ir viszemākās{0}}maksas materiāls, kas atbilst visām četrām prasībām bez pārmērīga sakausējuma satura.
Tērauda kvalitātes salīdzinājums pēc pielietojuma
| Dizaina prioritāte | Tipiska klašu ģimene | Izvēles iemesls | Minimālā tecēšanas robeža |
|---|---|---|---|
| Spēks un stingrība | Rūdīts un rūdīts zema{0}}leģētais tērauds | Augsta izturība ar saglabātu elastību | 550–690 MPa |
| Izturība pret koroziju | Austenīta nerūsējošais 304/304L, 316/316L | Pasīvais hroma oksīda virsmas slānis | 170–310 MPa |
| Apstrādājamība | Zema-oglekļa 1018 un bezmaksas-griešana 11xx | Zema cietība, tīra skaidu veidošanās | Apmēram 370 MPa |
| Metināmība un izmaksas | Q195, Q235B, S235JR konstrukcijas tērauds | Plaša pieejamība, vienkārša metināšana | 195–235 MPa |
| Zemas{0}}temperatūras pakalpojums | ASTM A333 6. pakāpe, ASTM A350 LF2 | Triecienizturība zem -29 grādiem | 240–260 MPa |
Izskaidrotas parastās konstrukciju un cauruļu tērauda markas
Q195ir Ķīnas zema{0}}oglekļa konstrukciju tērauds ar minimālu sakausējuma saturu un minimālo tecēšanas robežu 195 MPa. To plaši izmanto stieplēm, vieglām-konstrukciju sekcijām un vispārējas nozīmes-caurulēm, kur formējamība ir svarīgāka par kravnesību.
Q235Bir visizplatītākā vispārējā strukturālā kategorija Ķīnā. Tā minimālā tecēšanas robeža ir 235 MPa, aptuveni 34 KSI, un tā stiepes izturības diapazons ir aptuveni 370–500 MPa (54–72,5 KSI). Q235B ir viegli metināms un tiek piegādāts kā plāksne, sekcija un metināta caurule.
Q355B, apzīmējums, kas aizstāja Q345B, minimālā tecēšanas robeža ir 355 MPa ar labu zemas -temperatūras triecienizturību. Tas ir piemērots konstrukciju caurulēm, celtņa stieņiem un smagiem izgatavotiem rāmjiem, kur lielāka izturība nodrošina plānāku un vieglāku sienu.
L245ir API 5L līnijas cauruļu klase ar minimālo tecēšanas robežu 245 MPa, kas ir līdzvērtīga API 5L B klasei. To izmanto naftas, gāzes un ūdens pārvades cauruļvadiem.
ASTM A106 B pakāpeattiecas uz bezšuvju oglekļa tērauda caurulēm, kas paredzētas augstas{0}}temperatūras lietošanai, ar minimālo tecēšanas robežu 240 MPa un minimālo stiepes izturību 415 MPa. Tā metinātais līdzinieks irASTM A53 B pakāpe, unASTM A333 6. klaseir zemas{0}}temperatūras versija, kas piemērota apkalpošanai līdz -45 grādiem.
Nerūsējošā tērauda markām ir tāda pati loģika: 304/304L nodrošina vispārēju izturību pret koroziju, savukārt 316/316L pievieno molibdēnu hlorīda un jūras iedarbībai.
Augstas-izturības un īpašie tēraudi
Ja nepieciešama stiepes izturība virs aptuveni 1000 MPa, tiek izmantoti rūdīti un rūdīti zema{1}}leģētie tēraudi un 18Ni martensīta tēraudi, piemēram, 300. klase. Novecojušā stāvoklī martenēšanas pakāpes stiepes izturība var pārsniegt 2000 MPa, aptuveni 290 KSI, tāpēc tās parādās kosmosa un aizsardzības aparatūrā, nevis standarta metinātās caurulēs.
SAE/AISI 1038ir vidēji{0}}oglekļa tērauds ar 0,35–0,43% oglekļa. Pēc rūdīšanas un rūdīšanas tas attīsta labu stiepes izturību un nodilumizturību, padarot to piemērotu vārpstām, skrūvēm un mašīnu daļām, nevis metinātām caurulēm.
Maraging un citas īpaši -augstas-izturības pakāpes tiek piegādātas galvenokārt stieņu un lokšņu veidā. Tās nav praktiska izvēle metinātām caurulēm, jo metinātajam metālam un karstuma{3}}ietekmētajai zonai nepieciešama atsevišķa kvalifikācija un bieži vien pēc-metināšanas termiskā apstrāde.
Kā izvēlēties: praktiska atlases darbplūsma
Definējiet projektēto spiedienu, temperatūras diapazonu un pieļaujamo koroziju.
Aprēķiniet nepieciešamo sienu biezumu kandidāta tecēšanas robežai, pēc tam pārbaudiet regulējošo kodu, piemēram, ASME B31.3, EN 13480 vai GB/T 20801.
Apstiprināt metināmību, metināšanas procedūras kvalifikāciju un trieciena pārbaudi minimālajā projektētajā metāla temperatūrā.
Pārbaudiet komerciālo pieejamību vajadzīgajā ārējā diametrā, sienu biezumā un standartā.
Pasūtiet ar norādīto pārbaudes sertifikātu un-trešās puses liecinieku, ja tas ir nepieciešams projektam.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kura šķira ir labākā tēraudam?
Nav universālas labākās atzīmes. Pareizā atbilde ir atkarīga no dominējošās prasības: rūdīts un rūdīts zema-leģētais tērauds izturībai, nerūsējošais 316L izturībai pret koroziju, zema-oglekļa 1018 apstrādājamība un Q235B vai Q355B ekonomiskām metinātām konstrukcijām.
J: Kas ir Q195 tērauds?
Q195 ir Ķīnas zema-oglekļa konstrukciju tērauds ar minimālu sakausējuma saturu un minimālo tecēšanas robežu 195 MPa. To parasti izmanto stieplēm, metinātām caurulēm un vieglām-konstrukciju sastāvdaļām, kur formējamība un izmaksas ir galvenie apsvērumi.
J: Kāds ir Q235 tērauda KSI?
Q235 tērauda minimālā tecēšanas robeža ir 235 MPa, kas pārvēršas par aptuveni 34 KSI, izmantojot 1 MPa, kas vienāda ar aptuveni 0,145 KSI. Tā stiepes izturības diapazons 370–500 MPa atbilst aptuveni 54–72,5 KSI.
J: Kādas kategorijas tērauds ir stiprākais?
Īpaši -augstas-izturības pakāpes, piemēram, 18Ni martensīta tērauds, 300. klase, pēc novecošanas var pārsniegt 2000 MPa stiepes izturību, kas ir aptuveni 290 KSI. Šīs kategorijas tiek izmantotas kosmosa un militārajos komponentos, nevis vispārējās metinātās caurulēs.
J: Kas ir 1038 klases tērauds?
SAE/AISI 1038 ir vidēja-oglekļa tērauds, kas satur 0,35–0,43% oglekļa. Tas nodrošina labu stiepes izturību un nodilumizturību pēc rūdīšanas un rūdīšanas, un to parasti izmanto vārpstām, skrūvēm un mašīnu daļām.
J: Vai 316L vienmēr ir labāks par 304L caurulei?
Ne vienmēr. 316L pievieno molibdēnu un labāk iztur hlorīdus, tāpēc to dod priekšroka kuģu un ķīmiskiem pakalpojumiem, savukārt 304L ir piemērots un ekonomiskāks vispārējai lietošanai iekštelpās un ne-hlorīdu izmantošanai.
