هنگام انتخاب صفحات فولادی کربنی برای ساخت مخازن تحت فشار، ورق فولادی ASTM SA612 و فولاد درجه 70 ASTM SA516 دو ماده معمولاً مشخص شده تحت کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME هستند.
هر دوفولاد مخازن تحت فشار SA612و SA516 Gr.70 برای کاربردهای حاوی فشار{2}}تأیید شده اند، اما در استفاده از استحکام، راندمان ضخامت و استراتژی ساخت متفاوت هستند.
درک ویژگی های عملکرد فولاد SA612 هنگام طراحی مخازن تحت فشار متوسط- تا-که در آن ضخامت صفحه و کارایی ساختاری بهینه مورد نیاز است، ضروری است.
انطباق استاندارد و کد فولاد SA612
| مورد | SA516 درجه 70 | ورق فولادی SA612 |
|---|---|---|
| استاندارد ASTM / ASME | ASTM A516 / ASME SA516 | ASTM A612 / ASME SA612 |
| تاییدیه ASME | بله | بله (فولاد مخزن تحت فشار SA612) |
| کد طراحی معمولی | ASME بخش هشتم | ASME بخش هشتم |
| کاربرد مخزن تحت فشار | بله | بله |
ASME SA612 به طور خاص برای مخازن تحت فشار جوش داده شده و اجزای ساختاری نگهدارنده فشار- که نیاز به راندمان طراحی بالاتری دارند در نظر گرفته شده است.
خواص مکانیکی فولاد مخازن تحت فشار SA612
| اموال | SA516 Gr.70 | فولاد SA612 |
|---|---|---|
| قدرت تسلیم (دقیقه) | 260 مگاپاسکال | 260 مگاپاسکال |
| استحکام کششی | 485-620 مگاپاسکال | 485-620 مگاپاسکال |
| ازدیاد طول | 17–21% | 18–22% |
| مدول الاستیک | ~ 200 گیگا پاسکال | ~ 200 گیگا پاسکال |
| نوع قدرت | قدرت متوسط- | فولاد SA612 با{0}}استحکام-بالاتر |
اگرچه محدوده استحکام اسمی مشابه است، ورق فولادی SA612 امکان استفاده بهتر از تنش طراحی را فراهم می کند و بهینه سازی ضخامت در ساخت مخازن تحت فشار را ممکن می سازد.
ترکیب شیمیایی ورق فولادی SA612 (وزنی درصد)
| درجه | C | منگنز | سی | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| SA516 Gr.70 | کمتر یا مساوی 0.28 | 0.85–1.20 | 0.13–0.45 | کمتر یا مساوی 0.035 | کمتر یا مساوی 0.035 |
| SA612 | کمتر یا مساوی 0.23 | 0.50–1.20 | کمتر یا مساوی 0.40 | کمتر یا مساوی 0.035 | کمتر یا مساوی 0.035 |
محتوای کربن کمتر فولاد SA612 منجر به کاهش معادل کربن می شود که جوش پذیری، مقاومت در برابر ترک و یکنواختی ضخامت در صفحات مخزن تحت فشار SA612 را بهبود می بخشد.
رفتار جوشکاری و ساخت SA612
| فاکتور ساخت | SA516 Gr.70 | ورق فولادی SA612 |
|---|---|---|
| قابلیت جوشکاری | عالی | بسیار خوب (استیل SA612) |
| معادل کربن | کمی بالاتر | پایین تر برای SA612 |
| پیش گرم کردن | نادر | اختیاری برای صفحات ضخیم SA612 |
| شکل دهی و نورد | آسان | آسان |
در عمل، صفحات فولادی SA612 اغلب زمانی انتخاب می شوند که کاهش حجم جوشکاری و زمان کلی ساخت در اولویت طراحی است.
کاربردهای معمولی فولاد SA612
فولاد مخازن تحت فشار SA612 به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:
راکتورهای پتروشیمی، جداکننده ها و مخازن ذخیره SA612
بویلرها، سیستم های بخار و مخازن تحت فشار SA612
مخازن کروی و مخازن ذخیره گاز (فشار طراحی تا ~21 مگاپاسکال)
اجزای سازه ای در نیروگاه ها و کشتی سازی
سیستمهای فشار صنعتی با فشار متوسط- تا-
آیا SA612 را می توان با SA516 Grade 70 جایگزین کرد؟
از دیدگاه مهندسی:
فولاد SA612 تنها در مخازن تحت فشار کم تا متوسط پس از تأیید طراحی ASME با SA516 Gr.70 جایگزین می شود.
صفحات مخازن تحت فشار SA612 را نباید در طرحهای-دیوارهای با فشار بالا یا نازک{2}}بهینه شده بدون محاسبه مجدد جایگزین کرد.
در پروژه هایی که بهینه سازی ضخامت ورق فولادی SA612 و کارایی ساختاری حیاتی است، SA612 ماده ترجیحی باقی می ماند.
انتخاب فولاد مخازن تحت فشار SA612 در مرحله طراحی اولیه به حداقل رساندن وزن مواد، حجم کار جوشکاری و ریسک عملیاتی طولانی مدت کمک می کند.
Q1: چه نوع فولاد SA612 است؟
SA612 یک صفحه فولادی مخازن تحت فشار کربن- منگنز است که تحت ASME SA612 / ASTM A612 مشخص شده است. در درجه اول برای مخازن تحت فشار جوشکاری شده طراحی شده است که در دماها و فشارهای متوسط کار می کنند. در مقایسه با فولادهای کربنی معمولی، SA612 استحکام بالاتر و بازده ساختاری بهتری را ارائه میکند و در عین حال جوشپذیری خوبی را حفظ میکند.
Q2: محدوده دمای معمولی برای برنامه های SA612 چیست؟
SA612 عمدتاً برای خدمات دمای متوسط{1}}در نظر گرفته شده است، که معمولاً برای دمای کار از محیط تا حدود 350 درجه مناسب است. برای-تأثیر دمای پایین-کاربردهای حیاتی یا خدمات هیدروژن در دمای بالا توصیه نمیشود، مگر اینکه آزمایشهای اضافی و ارزیابی مهندسی انجام شود.
Q3: SA612 چه تفاوتی با SA516 Grade 70 دارد؟
در حالی که هر دو SA612 و SA516 Gr.70 فولادهای مخازن تحت فشار هستند، SA612 حداقل تسلیم و استحکام کششی بالاتری را ارائه می دهد و به طراحان اجازه می دهد تا از صفحات نازک تر تحت فشار طراحی یکسان استفاده کنند. SA516 Gr.70 بیشتر برای مخازن تحت فشار عمومی استفاده می شود، در حالی که SA612 زمانی ترجیح داده می شود که استحکام بالاتر و وزن کاهش یافته مورد نیاز باشد.
Q4: آیا SA612 برای مخازن تحت فشار جوش داده شده مناسب است؟
بله. SA612 به طور خاص برای ساخت مخازن تحت فشار جوش داده شده است. با استفاده از فرآیندهای جوشکاری استاندارد مانند SAW، FCAW و SMAW عملکرد جوش پایداری را نشان می دهد. پیش گرم کردن و عملیات حرارتی بعد از جوش{4}به طور کلی برای ضخامت های معمولی اجباری نیست، اما ممکن است بسته به ضخامت صفحه و الزامات کد طراحی اعمال شود.
Q5: آیا SA612 به آزمایش ضربه نیاز دارد؟
تست ضربه برای SA612 به طور پیش فرض تحت استاندارد اجباری نیست. با این حال، در صورتی که مخزن تحت فشار در محیطهای بارگیری{4} با دمای پایینتر یا چرخهای{4} یا در صورت نیاز با مشخصات پروژه، کار کند، میتوان آزمایش ضربهای{2}}شارپی V را در سفارش خرید مشخص کرد.
Q6: کاربردهای معمولی ورق فولادی SA612 چیست؟
صفحات فولادی SA612 به طور گسترده در مخازن جوش داده شده با فشار متوسط، از جمله مخازن کروی، مخازن ذخیره LPG، راکتورها، جداکننده ها، تجهیزات پتروشیمی و سیستم های فشار نیروگاه استفاده می شود. استحکام بالاتر آن را مخصوصاً برای کشتیهایی با قطر بزرگ که در آنها کاهش وزن مفید است، مناسب میسازد.
Q7: SA612 چگونه با فولادهای مخازن تحت فشار آلیاژی مانند SA387 مقایسه می شود؟
SA612 یک فولاد غیر آلیاژی کربن- منگنز است، در حالی که SA387 یک فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن است که برای خدمات در دمای بالا و هیدروژن طراحی شده است. SA612 مقرون به صرفهتر است و زمانی که مقاومت در برابر حرارت بالا یا مقاومت هیدروژنی لازم نیست ساخت آن آسانتر است. برای درجه حرارت بالا یا سرویس شدید، SA387 به طور کلی ترجیح داده می شود.
