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ASTM A234 Gr.WPB材料概况:
WPB材料是目前国际上常用的用于中、高温条件下的碳钢管件材料,其来源可以是钢管,如ASTM A106 Gr.C,也可以是钢板,如ASTM A285 GR.C。其主要的化学成份及机械性能标准要求。
ASTM A234 GR.WPB化学成份及性能指标(标准值)
材料级别 | C (Wt%) | Si (Wt%) | Mn (Wt%) | P (Wt%) | S (Wt%) | 抗拉 强度TS(Mpa) | 屈服 强度 YS(Mpa) | 伸长率E(%) | 冲击功 AK(J) | 硬度HB |
ASTM A234 WPB | ≤0.30 | ≥0.10 | 0.29-1.06 | ≤0.05 | ≤0.058 | 415-585 | ≥240 | 20 | --- | ≤197 |
国产碳钢材料的实际供货参数:
我们通过对目前市场上最普及的宝钢、成都无缝及包头等几大钢材生产的无缝钢管(GB8163-20#),武钢、南钢产的中厚热轧碳钢板(GB3274- Q235A/B)的实际供货数值的进行了统计,具体统计结果。
几种常见无缝管及钢板化学成份及性能统计表(供货值)
品种 | 钢号 | 规格范围 | 涉及产地 | 统计 炉号量 | 供货数值范围 | ||||||||
C | Si | Mn | P | S | Ts | Ys | E | HB | |||||
无缝管 GB8163 | 20 | 21.3*3~ 630*18 | 宝钢 成钢 包钢等 | 185 | 0.17 - 0.22 | 0.20 - 0.28 | 0.45 - 0.64 | 0.005 - 0.023 | 0.001- 0.019 | 430- 550 | 260 - 350 | 24-38 | 155-185 |
无缝管 GB5310 | 20G | 21.3*3- 426*14 | 宝钢 成钢 包钢 等 | 63 | 0.18 - 0.21 | 0.22 - 0.26 | 0.45 - 0.55 | 0.005 - 0.019 | 0.001- 0.017 | 420- 520 | 250 - 330 | 28-38 | 145-165 |
钢板 GB3274 | Q235A | δ=4-30 | 武钢 南钢 等 | 247 | 0.16 - 0.22 | 0.16 - 0.37 | 0.39 - 0.60 | 0.011 - 0.025 | 0.010- 0.035 | 405 - 495 | 255 - 360 | 25-37 | 140-170 |
钢板 GB3274 | Q235B | δ=4-30 | 武钢 南钢 等 | 163 | 0.13 - 0.18 | 0.16 - 0.27 | 0.39 - 0.57 | 0.010 - 0.029 | 0.014 - 0.035 | 410 - 475 | 260 - 320 | 25-36 | 140-170 |
国产碳钢材料与ASTM A234 GR.WPB的比较:
表1及表2列出了国产碳钢材料及WPB的主要化学成份要求及机械性能指标,这些数据包含了标准材料的主要要求,也就是说,在目前国际、国内冶金水平条件下,只要能符合表1、表2的要求,其材料性能即可认为是符合相应标准的要求(表中未列的一些辅助要求,视同认为可以99%符合)同时也可认为国内、国外材料间除表1、表2所列项目外,其余要求可以认为是一致的,在此不作比较。
1 标准值与标准值的比较:
⑴化学成份的比较:
由表1、表2看出:国产类材料含C量为0.12---0.24%,*符合WPB C≤0.3%的要求,国产原材料Mn:0.35—0.70%, *符合WPB Mn::0.29—1.06%的要求,国产原材料:P、S: ≤0.045%也*符合 WPB P≤0.05%、S≤0.058%的要求,Si含量国产原材料20#及20G与WPB要求*符合。
Q235A及Q235B中Si的含量要求与WPB与相互交叉部分,不是*一致,但由表看出,在实际上供货数值中,Q235A及Q235B的含Si量均在0.16—0.22%之间,因此,对于实际上供货的Q235A、Q235B 材料,Si的含量也是与WPB相一致的。
由上看出:就标准规范来说,国产类碳钢材料在化学成份方面20#及20G与WPB*相一致,Q235A、Q235B 除Si以外,其余也均与WPB一致,且Si的含量实际供货数值可以有选择地保证与WPB一致。
⑵性能指标的比较:
由上看出,尽管两类材料在化学成份要求上可以保持一致, 但由于国产碳钢材料中碳含量的实际供货值( 0.13-0.22% )明显处于WPB要求的≤0.30%的下限值(尽管其处于要求范围内), 这就直接导致了在标准要求方面, 国产类材料强度要求的下限低于WPB的标准要求, 由表2、表3 可以看出, 除20G以外,国产类材料的抗拉强度下限标准值为375---410MPa, 屈服强度下限标准值为235Mpa, 分别低于WPB标准规定的415MPa及240MPa的要求。但同时, 在材料塑性指标方面, 也正因为国产类材料含碳量低于WPB的要求,国产类材料延伸率(E%)的标准要求(≥20-26%)却*高于WPB的标准指标(≥20%)
由上看出:就标准规范来说,国产类碳钢材料在性能指标方面的要求均低于WPB的要求。也正由于此,,致使国产类碳钢材料在众多的设计项目中,被判定不能替代WPB的使用。
综上,从标准规范比较得出结论:国产类碳钢材料20#、20G、 Q235A、Q235B与ASTM A234 WPB在化学成份方面是基本一致的(其中Q系列钢中Si含量需择选),而性能指标低于WPB的要求。
2 国产材料的供货指标值与WPB标准值的比较:
尽管从标准的角度来看,似乎国产材料无法替代WPB,但我们从国产材料的实际供货值来分析,仍可以寻找到一些具有实际替代价值的结论,由前分析,影响替代成立主要有两个方面:
⑴Q系列钢板中Si含量问题;
⑵所有国产材料性能标准指标低于WPB的标准要求。
通过比较表3及表4,我们可以看出:
⑴Q系列钢板中SI含量的实际供货值均在0.13—0.22%之间, 符合WPB SI≥0.1%的要求。
⑵国产类材料
20#、20G钢管的性能指标实际供货值:Ts为420-550Mpa,Ys为250-350Mpa,延伸率EL为24%-38%, HB为145-185(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致), 所有被测炉号性能强度指标值均符合WPB标准的要求; ⑶国产类材料Q235A、Q235B钢板的性能指标实际供货值:Ts为405-495Mpa,其中小于410Mpa的只有两炉(低于WPB的要求),占总炉数的0.8%;Ys为255-360Mpa,符合WPB的要求;延伸率EL为25%-37%,符合WPB的要求; HB为140-170(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致),符合WPB的要求。
结论:
通过对国产GB8163-20#及GB5310-20G无缝钢管及GB3274-Q235A、Q235B中厚板的化学成份及机械性指标与ASTMA234GR.WPB在标准规范及实际供值之间的比较,在受统计的炉批范围内,国产碳钢类无缝钢管99%市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求;国产碳钢类板材中99%以上的市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求。通过在采购原材料时,有选择地控制进货材料的成份和性能指标,用国产碳钢材料可*ASTM A234Gr.WPB要求。
ASTM A234碳素钢管弯头因其柔韧性而广受青睐。 90度和45度弯头是标准弯头,但也可以通过将它们切割成不同角度来产生其他角度或角度的弯头。
还使用了两个不同半径的弯头,即短半径和长半径。短半径弯头的直径为1,而长半径弯头的直径为1.5D。
常用材料热处理方法参数(参数为参考值)-河北中燃管道有限公司专业生产:弯头、三通、异径管、法兰、盲板、管帽、封头等管道配件 | |||||||||||||
材料牌号 | 热处理方法 | 力学性能 | 硬度 | 冲击功 AKV/J ≧ | |||||||||
热处理制度 | 温度(℃) | 冷却方法 | 时间(H) | *备注 | 屈服强度 σs /MP≧ | 抗拉强度 σb /MP≧ | 断后伸长率 δ(%) ≧ | 洛氏硬度 (Rc) | 维氏硬度(HV) | 布氏硬度(HB) | 横向 | 纵向 | |
WCB | 退火 | 880~920 | 炉冷450℃后空冷 | ≧2 | 245 | 480 | 19 | ≦140 | |||||
正火+(回火) | 890~980+ (600~700) | 空冷 | ≧2 | ||||||||||
(淬火+回火) | 液冷+空冷 | ≧2 |
钢制焊接弯头外径、长度、壁厚表-河北中燃管道有限公司专业生产:弯头、三通、异径管、法兰、盲板、管帽、封头等管道配件 | ||||||||||||||
公称通径 | 端部外径 | 中心至端面 | 中心至中心 | 背面至端面 | ||||||||||
Nominal Diameter | Outside Diameter | Center to End | Center to Center | Back to Face | ||||||||||
at Bevel | 45°弯头 | 90°弯头 | 180°弯头 | |||||||||||
45°Elbow | 90°Elbow | 180°Elbow | ||||||||||||
DN | NPS | A 系列 | B 系列 | 长半径 | 长半径 | 短半径 | 长半径 | 短半径 | 长半径(B) | 短半径(B) | ||||
英寸(”) | Series A(mm) | Series B(mm) | 45E(L)(mm) | 90E(L)(mm) | 90E(S)(mm) | 180E(L)(mm) | 180E(S)(mm) | 180E(L)(mm) | 180E(S)(mm) | |||||
15 | .1/2 | 21.3 | 18 | 16 | 38 | - | 76 | - | 47 | - | ||||
20 | .3/4 | 26.9 | 25 | 19 | 38 | - | 76 | - | 51 | - | ||||
25 | 1 | 33.7 | 32 | 22 | 38 | 25 | 76 | 51 | 54 | 41 | ||||
32 | 1.1/4 | 42.4 | 38 | 25 | 48 | 32 | 95 | 64 | 67 | 51 | ||||
40 | 1.1/2 | 48.3 | 45 | 29 | 57 | 38 | 114 | 76 | 80 | 61 | ||||
50 | 2 | 60.3 | 57 | 35 | 76 | 51 | 152 | 102 | 105 | 79 | ||||
65 | 2.1/2 | 76.1(73) | 76 | 44 | 95 | 64 | 190 | 127 | 133 | 102 | ||||
80 | 3 | 88.9 | 89 | 51 | 114 | 76 | 229 | 152 | 159 | 121 | ||||
90 | 3.1/2 | 101.6 | - | 57 | 133 | 89 | 267 | 178 | - | - | ||||
100 | 4 | 114.3 | 108 | 64 | 152 | 102 | 305 | 203 | 206 | 156 | ||||
125 | 5 | 139.7 | 133 | 79 | 190 | 127 | 381 | 254 | 257 | 194 | ||||
150 | 6 | 168.3 | 159 | 95 | 229 | 152 | 457 | 305 | 308 | 232 | ||||
200 | 8 | 219.1 | 219 | 127 | 305 | 203 | 610 | 406 | 414 | 313 | ||||
250 | 10 | 273 | 273 | 159 | 381 | 254 | 762 | 508 | 518 | 391 | ||||
300 | 12 | 323.9 | 325 | 190 | 457 | 305 | 914 | 610 | 620 | 467 | ||||
350 | 14 | 355.6 | 377 | 222 | 533 | 356 | 1067 | 711 | 722 | 544 | ||||
400 | 16 | 406.4 | 426 | 254 | 610 | 406 | 1219 | 813 | 823 | 619 | ||||
450 | 18 | 457.2 | 478 | 286 | 686 | 457 | 1372 | 914 | 925 | 697 | ||||
500 | 20 | 508 | 529 | 318 | 762 | 508 | 1524 | 1016 | 1026 | 773 | ||||
550 | 22 | 559 | - | 343 | 838 | 559 | 1676 | 1118 | - | - | ||||
600 | 24 | 610 | 630 | 381 | 914 | 610 | 1829 | 1219 | 1229 | 925 | ||||
650 | 26 | 660 | - | 406 | 991 | 660 | 1982 | 1320 | - | - | ||||
700 | 28 | 711 | 720 | 438 | 1067 | 711 | 2134 | 1422 | - | - | ||||
750 | 30 | 762 | - | 470 | 1143 | 762 | 2286 | 1524 | - | - | ||||
800 | 32 | 813 | 820 | 502 | 1219 | 813 | 2438 | 1626 | - | - | ||||
850 | 34 | 864 | - | 533 | 1295 | 864 | 2590 | 1728 | - | - | ||||
900 | 36 | 914 | 920 | 565 | 1372 | 914 | 2744 | 1828 | - | - | ||||
950 | 38 | 965 | - | 600 | 1448 | 965 | 2896 | 1930 | - | - | ||||
1000 | 40 | 1016 | 1020 | 632 | 1524 | 1016 | 3048 | 2032 | - | - | ||||
1050 | 42 | 1067 | - | 660 | 1600 | 1067 | 3200 | 2134 | - | - | ||||
1100 | 44 | 1118 | 1120 | 695 | 1676 | 1118 | 3352 | 2236 | - | - | ||||
1150 | 46 | 1168 | - | 727 | 1753 | 1168 | 3506 | 2336 | - | - | ||||
1200 | 48 | 1220 | 1220 | 759 | 1829 | 1219 | 3658 | 2440 | - | - |