Ükski terase klass ei ole iga tööstusliku rakenduse jaoks "parim". Terase valimine keevitatud torude, torude ja valmistatud konstruktsioonide jaoks on alati kompromiss minimaalse voolavuspiiri, tõmbetugevuse, sitkuse, korrosioonikindluse, keevitatavuse, töödeldavuse ja kogumaksumuse vahel. Hüdraulikaliinis hästi toimiv mark võib merekeskkonnas varakult ebaõnnestuda, samas kui tugevalt legeeritud roostevaba teras on kuiva ja kaitstud konstruktsiooniraami puhul tarbetu kulu. See juhend selgitab, kuidas insenerid ja hankemeeskonnad võrdlevad terase klasse ja valivad torutoodete jaoks õige materjali.
Mida tähendab "parim teras" tööstuslikus kontekstis
Terase valik algab pigem teeninduskeskkonnast kui materjalist endast. Eelnimekirja määratlevad neli küsimust:
Mehaaniline kohustus- voolavuspiir ja tõmbetugevus, mida komponent peab kandma, ning töötemperatuuri vahemik.
Kokkupuude korrosiooniga- atmosfäär, magevesi, merevesi, keemilise protsessi vedelik või maetud pinnas.
Valmistamise marsruut- keevitatud või õmblusteta, külmtõmmatud, painutatud, keermestatud või töödeldud ning sellele järgnev kuumtöötlus.
Standardid ja jälgitavus- ostutellimuse reguleerivad spetsifikatsioonid ja nõutavad kontrollisertifikaadid.
Kui need on fikseeritud, on optimaalne kvaliteet tavaliselt madalaima{0}}kuluga materjal, mis vastab kõigile neljale nõudele ilma liigse sulamisisalduseta.
Terase klasside võrdlus rakenduse järgi
| Disaini prioriteet | Tüüpiline klassipere | Valiku põhjus | Minimaalne voolavuspiir |
|---|---|---|---|
| Tugevus ja sitkus | Karastatud ja karastatud madal{0}}legeeritud teras | Suur tugevus säilinud elastsusega | 550–690 MPa |
| Korrosioonikindlus | Austeniit roostevaba 304/304L, 316/316L | Passiivne kroomoksiidi pinnakiht | 170–310 MPa |
| Töödeldavus | Madala-süsihappegaasi 1018 ja tasuta-lõikamine 11xx | Madal kõvadus, puhas kiibi moodustumine | Umbes 370 MPa |
| Keevitatavus ja maksumus | Q195, Q235B, S235JR konstruktsiooniteras | Lai kättesaadavus, lihtne keevitamine | 195–235 MPa |
| Madala{0}}temperatuuri teenus | ASTM A333 6. klass, ASTM A350 LF2 | Löögitugevus alla -29 kraadi | 240–260 MPa |
Selgitatud üldised konstruktsiooni- ja toruterase klassid
Q195on Hiina madala süsinikusisaldusega{0}}konstruktsiooniteras minimaalse sulamisisaldusega ja minimaalse voolavuspiiriga 195 MPa. Seda kasutatakse laialdaselt traadi,-kergete konstruktsiooniosade ja üldotstarbeliste-torude jaoks, kus vormitavus on olulisem kui kandevõime.
Q235Bon Hiinas kõige levinum üldine struktuuriklass. Selle minimaalne voolavuspiir on 235 MPa, ligikaudu 34 KSI ja tõmbetugevuse vahemik on ligikaudu 370–500 MPa (54–72,5 KSI). Q235B keevitab kergesti ja seda tarnitakse plaadi, sektsiooni ja keevitatud toruna.
Q355B, mis asendas Q345B, minimaalne voolavuspiir on 355 MPa ja hea löögikindlus madalal-temperatuuril. See sobib konstruktsioonitorudele, kraanapoomidele ja rasketele valmistatud raamidele, kus suurem tugevus võimaldab õhemat ja kergemat seina.
L245on API 5L liinitorude klass, mille minimaalne voolavuspiir on 245 MPa, mis vastab tugevuselt API 5L klassile B. Seda kasutatakse nafta-, gaasi- ja veetorustike jaoks.
ASTM A106 klass Bhõlmab õmblusteta süsinikterasest toru kõrgel{0}}temperatuuril kasutamiseks, minimaalse voolavuspiiriga 240 MPa ja minimaalse tõmbetugevusega 415 MPa. Selle keevitatud vaste onASTM A53 klass BjaASTM A333 6. klasson madalal{0}}temperatuuril versioon, mis sobib hoolduseks kuni -45 kraadini.
Roostevaba terase klassid järgivad sama loogikat: 304/304L tagab üldise korrosioonikindluse, samas kui 316/316L lisab molübdeeni kloriidi ja merega kokkupuuteks.
Tugev{0}}- ja eriteras
Kui nõutav tõmbetugevus on ligikaudu 1000 MPa, kasutatakse karastatud ja karastatud madala-legeerteraseid ja 18Ni martensiitteraseid, nagu klass 300. Vananenud seisukorras võivad maraging klassid ületada tõmbetugevust 2000 MPa, umbes 290 KSI, mistõttu ilmuvad need pigem kosmose- ja kaitseriistvaras kui tavalises keevitatud torus.
SAE/AISI 1038on 0,35–0,43% süsinikusisaldusega keskmine{0}}süsinikteras. Pärast karastamist ja karastamist arendab see hea tõmbetugevuse ja kulumiskindluse, mistõttu sobib see pigem võllide, poltide ja masinaosade kui keevitatud torude jaoks.
Maragingi ja muid ülimalt{0}}kõrge-tugevusastmeid tarnitakse peamiselt vardade ja lehtedena. Need ei ole keevitatud torude jaoks praktilised valikud, kuna keevismetalli ja kuumusega{3}}mõjutatud tsoon nõuavad eraldi kvalifitseerimist ja sageli keevitusjärgset kuumtöötlust.
Kuidas valida: praktiline valiku töövoog
Määratlege projekteeritud rõhk, temperatuurivahemik ja korrosioonivaru.
Arvutage kandidaadi voolavuspiiri jaoks vajalik seinapaksus, seejärel kontrollige reguleerivat koodi, nagu ASME B31.3, EN 13480 või GB/T 20801.
Kinnitage keevitatavus, keevitusprotseduuri kvalifikatsioon ja löögikatsetus minimaalsel kavandatud metallitemperatuuril.
Kontrollige nõutava välisläbimõõdu, seina paksuse ja standardi kaubanduslikku kättesaadavust.
Tellige koos määratud ülevaatussertifikaadiga ja{0}}kolmanda osapoole tunnistajaga, kui projekt seda nõuab.
Korduma kippuvad küsimused
K: Milline terase klass on parim?
Universaalset parimat hinnet pole olemas. Õige vastus sõltub domineerivast nõudest: karastatud ja karastatud madal-legeerteras tugevuse tagamiseks, roostevaba 316L korrosioonikindluse tagamiseks, madala-süsiniksisaldusega 1018 töödeldavuse tagamiseks ja Q235B või Q355B ökonoomse keeviskonstruktsioonide jaoks.
K: Mis on Q195 teras?
Q195 on Hiina madala süsinikusisaldusega{1}}konstruktsiooniteras, mille sulamisisaldus on minimaalne ja mille minimaalne voolavuspiir on 195 MPa. Seda kasutatakse tavaliselt traadi, keevitatud torude ja kergete{4}}konstruktsioonikomponentide jaoks, kus vormitavus ja maksumus on peamised kaalutlused.
K: Mis on Q235 terase KSI?
Q235 terase minimaalne voolavuspiir on 235 MPa, mis muundub ligikaudu 34 KSI-ks, kasutades 1 MPa, mis võrdub ligikaudu 0,145 KSI-ga. Selle tõmbetugevusvahemik 370–500 MPa vastab ligikaudu 54–72,5 KSI-le.
K: Mis klass on tugevaim teras?
Üli-kõrge-tugevusega klassid, nagu 18Ni martensiitteras, klass 300, võivad pärast vanandamist ületada 2000 MPa tõmbetugevust, mis on umbes 290 KSI. Neid marke kasutatakse pigem kosmose- ja sõjalistes komponentides kui üldistes keevitatud torudes.
K: Mis on 1038 klassi teras?
SAE/AISI 1038 on keskmine süsinikteras, mis sisaldab 0,35–0,43% süsinikku. Sellel on hea tõmbetugevus ja kulumiskindlus pärast karastamist ja karastamist ning seda kasutatakse tavaliselt võllide, poltide ja masinaosade jaoks.
K: Kas 316L on alati parem kui 304L toru puhul?
Mitte alati. 316L ei lisa molübdeeni ja talub paremini kloriide, seega eelistatakse seda mere- ja keemiateenistuses, samas kui 304L on piisav ja säästlikum üldiste siseruumide ja mitte-kloriidi sisaldavate rakenduste jaoks.
