ASTM A537 کلاس 1یک مشخصات استاندارد برای صفحات فولادی سیلیکونی-کاربنی-منگنز- حرارتی عملیات حرارتی شده است که عمدتاً در ساخت مخازن و سازههای تحت فشار همجوشی-جوش داده شده استفاده میشود. این به طور خاص برای خدمات با دمای متوسط و پایینتر{5} که در آن چقرمگی بریدگی برتر مورد نیاز است طراحی شده است.
ترکیب شیمیایی صفحه فولاد کربنی ASTM A537 کلاس 1
| درجه | C | سی | منگنز | P | S | Cr | مو | نی | مس | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤ 40 میلی متر | >40 میلی متر | |||||||||
| A537 کلاس 1 | 0.24 | 0.15/0.50 | 0.70/1.35 | 1.00/1.60 | 0.035 | 0.035 | 0.025 | 0.080 | 0.25 | 0.35 |
خواص مکانیکی صفحه فولاد کربنی ASTM A537 کلاس 1
| درجه | بازده (MPa) | کششی (MPa) | ازدیاد طول | ضخامت | |
|---|---|---|---|---|---|
| A50mm | A200 میلی متر | ||||
| A537 کلاس 1 | 345 | 485/620 | 22% | 18% | ≤ 65 |
| 310 | 450/585 | 22% | 18% | >65 ≤ 100 | |
جریان پردازش
1. ذوب و ریخته گری
فولادسازی:فولاد با استفاده از فرآیند پایه-اکسیژن یا الکتریکی-کوره تولید میشود. باید به طور کامل کشته شود(اکسید زدایی شده) برای اطمینان از ساختار دانه ریز و ترکیب شیمیایی یکنواخت.
پالایش:گاز زدایی خلاء یا کوره متالورژی ملاقه (LMF) اغلب برای به حداقل رساندن ناخالصی هایی مانند گوگرد و فسفر، افزایش جوش پذیری و چقرمگی استفاده می شود.
2. نورد داغ
اسلب های فولادی گرم شده و به صفحاتی با ضخامت مورد نیاز نورد می شوند. در این مرحله، ماده معمولاً در حالت "به عنوان-نوردیده شده" است که هنوز الزامات مکانیکی کلاس 1 را برآورده نمی کند.
3. عملیات حرارتی: عادی سازی (مرحله بحرانی)
ASTM A537 کلاس 1با عملیات حرارتی آن تعریف می شود. برخلاف کلاس 2 (که خاموش و تمپر شده است)، کلاس 1 نرمال شده است.:
گرمایش:صفحه مجدداً تا دمای یکنواخت (معمولاً حدود 1650 درجه فارنهایت یا 900 درجه سانتیگراد) گرم می شود.
خیساندن:در این دما نگه داشته می شود تا ساختار کریستالی به آستنیت تبدیل شود و اندازه دانه را اصلاح کند.
خنک کننده هوا:صفحه از کوره خارج شده و در هوای ساکن خنک می شود. این فرآیند استحکام تسلیم را افزایش می دهد (حداقل 50 ksi) و چقرمگی بریدگی را در مقایسه با فولادهای کربنی استاندارد بهبود می بخشد.
4. برش و آماده سازی لبه
روش ها:صفحات را می توان با استفاده از اکسی{0}}سوخت، پلاسما یا برش لیزری برش داد.
پانسمان لبه:به دلیل سختیپذیری مواد، مناطق تحت تأثیر حرارت{0} (HAZ) ایجاد شده در طول برش حرارتی باید آسیاب شوند یا قبل از جوشکاری یا شکلدهی سرد، لبههای شکننده را از بین ببرند.
5. شکل دادن (سرد یا گرم)
شکل دهی سرد:A537 کلاس 1 دارای انعطاف پذیری عالی است. می توان آن را به صورت سیلندر درآورد یا در سر ظروف فشار داد.
شکل دهی گرم:اگر ماده برای تشکیل حرارت داده شود (مثلاً بالای 1100 درجه فارنهایت) ممکن است خواص "نرمال" خود را از دست بدهد. در چنین مواردی، مؤلفه باید دوباره- عادی شودپس از تشکیل برای بازیابی خواص مکانیکی کلاس 1.
6. جوشکاری
فرآیند:مناسب برای تمام روش های جوشکاری ذوبی استاندارد (SMAW، GMAW، SAW).
مواد مصرفی:هیدروژن پایین-الکترودها و پرکنندهها باید برای جلوگیری از ترکخوردگی ناشی از هیدروژن- استفاده شوند.
پیش گرم کردن:در حالی که A537 کلاس 1 جوش پذیری خوبی دارد، بسته به ضخامت صفحه و دمای محیط، طبق ASME بخش IX، اغلب نیاز به پیش گرمایش است.یا AWSاستانداردها
7. پست{1}}تصفیه حرارتی جوش (PWHT)
تنش زدایی اغلب پس از جوشکاری برای کاهش تنش های پسماند در مخزن تحت فشار انجام می شود. باید مراقب بود که دمای PWHT از دمای عادی سازی اولیه تجاوز نکند تا از کاهش مقاومت کششی جلوگیری شود.
8. بازرسی و آزمایش
تست مکانیکی:آزمایش کشش و کشیدگی اجباری است.
تست ضربه Charpy V{0}}Notch (CVN):اغلب برای سرویس در دمای پایین{0}}برای اطمینان از اینکه فولاد در دماهای زیر{1}صفر سخت باقی می ماند، مورد نیاز است.
آزمایش غیر مخرب (NDT):تست اولتراسونیک (UT) اغلب برای بررسی لمینیت های داخلی یا نقص استفاده می شود.
برنامه های کاربردی
نفت و گاز:تجهیزات تولید و پالایش، از جمله جداکنندههای سرویس گاز ترش و مخازن ذخیرهسازی فرآوردههای نفتی مانند دیزل و روانکنندهها.
پتروشیمی و شیمیایی:ساخت راکتورها و مخازن ذخیره سازی تخصصی برای مواد شیمیایی خشن مانند کلر، سولفید هیدروژن و دی اکسید گوگرد.
تولید برق:اجزای-درجه حرارت و فشار بالا{1} از جمله درام دیگ بخار، سوپرهیترها، دوباره گرم کن ها و مبدل های حرارتی.
زیرساخت ذخیره سازی:به طور گسترده در مخازن استاندارد API 650 و API 620 استفاده می شود، به ویژه برای خدمات دمای متوسط{2}}.
دفاع:ساخت تانکها و ترابریهای درجه- نظامی که باید شرایط جوی شدید و استرسهای عملیاتی را تحمل کنند.
مزایا
قدرت برتر:حداقل استحکام تسلیم بسیار بالاتری (50 ksi / 345 مگاپاسکال) نسبت به A516 (38 ksi / 260 مگاپاسکال) ارائه میکند که به دیوارههای کشتی نازکتر اجازه میدهد و وزن کلی مواد را 10 تا 15 درصد کاهش میدهد.
چقرمگی بریدگی افزایش یافته:عملیات حرارتی معمولی ساختار دانه را اصلاح میکند و تضمین میکند که مواد میتواند در برابر ضربههای ناگهانی و بارگذاری ضربهای بدون شکستگی شکننده، حتی در دماهای زیر{0}} مقاومت کند.
عملکرد دمای پایین-:به طور خاص برای محیطهای آب و هوای سرد{0} و کاربردهای برودتی طراحی شده است و یکپارچگی ساختار را تا حدود -46 درجه سانتیگراد [-50 درجه فارنهایت] حفظ میکند.
مقاومت در برابر خوردگی:مقاومت در برابر عوامل محیطی، از جمله ترک خوردگی کلرید و با آزمایش مناسب (HIC/SSC)، مناسب بودن برای سرویس "ترش" حاوی سولفید هیدروژن را ارائه می دهد.
راندمان ساخت:جوشپذیری و شکلپذیری عالی را نشان میدهد، که با کاهش نیازهای تعمیر و نگهداری و سادهسازی ساخت هندسههای پیچیده، به صرفهجویی طولانیمدت ترجمه میشود.
برای جزئیات بیشتر در مورد محصولات فولادی GNEE، با ما در beam@gneesteelgroup.com تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما هستیم.
ASTM A537 کلاس 1 چیست؟
ASTM A537 کلاس 1 یک صفحه فولاد سیلیکونی-کاربنی{3}}منگنز- حرارتی برای کاربرد مخازن تحت فشار است. برای دستیابی به خواص مکانیکی مشخص، برای سرویسدهی در دمای متوسط تا بالا با جوشپذیری و چقرمگی عالی، برای دستیابی به خواص مکانیکی مشخص شده، تحت خاموش کردن و تلطیف قرار میگیرد.
ASTM A537 کلاس 1 به چه عملیات حرارتی نیاز دارد؟
برای کاهش تنش، اصلاح ساختار دانه، و اطمینان از استحکام و شکلپذیری ثابت، مطابق با الزامات ویژگی مکانیکی استاندارد، باید تحت کوئنچ (سرد شدن سریع در آب یا روغن) و سپس تمپر (گرمایش تا دمای پایینتر و خنکسازی) قرار گیرد.
حداقل مقاومت کششی مورد نیاز چیست؟
ASTM A537 کلاس 1 دارای حداقل استحکام کششی 60 ksi (414 مگاپاسکال) و حداقل مقاومت تسلیم 38 ksi (262 مگاپاسکال) است. این مقادیر تضمین می کند که مواد می توانند فشار و بار را در عملیات مخازن تحت فشار تحمل کنند.
حداکثر ضخامت صفحات کلاس 1 ASTM A537 چقدر است؟
استاندارد اجازه می دهد صفحات تا 4 اینچ (101.6 میلی متر) ضخامت داشته باشند. صفحات ضخیم تر ممکن است نیاز به پردازش خاصی داشته باشند تا از عملیات حرارتی یکنواخت و خواص مکانیکی در کل مقطع- اطمینان حاصل شود.
آیا ASTM A537 کلاس 1 قابل جوش است؟
بله، جوش پذیری عالی دارد. پیش گرم کردن مناسب و عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) برای جلوگیری از ترک سرد و کاهش تنش باقیمانده، به ویژه برای مقاطع ضخیم تر یا شرایط خدمات سخت توصیه می شود.
محدوده ترکیب شیمیایی معمولی چیست؟
حاوی 0.18-0.28٪ کربن، 1.00-1.60٪ منگنز، 0.15-0.35٪ سیلیکون، ≤0.035٪ فسفر، ≤0.035٪ گوگرد، و مقادیر کمی از عناصر دیگر، استحکام متعادل، چقرمگی و ما می باشد.
برای چه محدوده دمایی مناسب است؟
از -20 درجه فارنهایت (29- درجه سانتیگراد) تا 650 درجه فارنهایت (343 درجه سانتیگراد) عملکرد خوبی دارد. فراتر از این محدوده، خواص مکانیکی آن ممکن است کاهش یابد، بنابراین برای سرویس دهی در دمای بسیار بالا یا پایین بدون ارزیابی توصیه نمی شود.
کاربردهای رایج ASTM A537 کلاس 1 چیست؟
کاربردهای متداول شامل مخازن تحت فشار، دیگهای بخار، مخازن ذخیرهسازی و اجزای ساختاری در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و تولید برق است که در آنها مقاومت فشار و دمای متوسط بسیار مهم است.
آیا به تست ضربه نیاز دارد؟
بله، آزمایش ضربه بریدگی Charpy V{0} اجباری است. در -20 درجه فارنهایت (29- درجه سانتیگراد)، حداقل انرژی جذب شده برای نمونه ها 20 فوت پوند (27 ژول) است، که از چقرمگی کافی برای مقاومت در برابر شکست شکننده اطمینان می دهد.
تفاوت بین کلاس 1 و کلاس 2 ASTM A537 چیست؟
کلاس 2 استحکام بالاتری دارد (حداقل کشش 70 ksi/483 مگاپاسکال، بازده 50 ksi/345 مگاپاسکال) نسبت به کلاس 1، که از طریق عملیات حرارتی سختتر به دست میآید. کلاس 1 برای سرویس فشار عمومی، کلاس 2 برای برنامههای{10}}بار بالاتر است.