Comparando a composição química e as propriedades mecânicas de juntas de tubos de aço carbono domésticos com ASTM A234 WPB Encaixe de tubulação Na especificação padrão e no valor real de entrega, a composição e o índice de desempenho da compra são controlados seletivamente. Os materiais nacionais podem atender totalmente aos requisitos da ASTM A234 GR.WPB para resolver o problema de uso de materiais padrão GB para produzir produtos de acordo com as especificações ASTM.
Nos últimos anos, o investimento em projectos nacionais financiados pelo estrangeiro aumentou ano após ano, e o investimento de capital nacional em projectos estrangeiros também aumentou. Nestes concursos, especialmente nas áreas petroquímica, papeleira, energética, farmacêutica e outras, materiais metálicos estão se tornando mais internacionais e o uso de materiais de aço de médio carbono é mais comum. Por outro lado, devido às limitações das nossas condições nacionais, ainda há algum avanço a fazer na internacionalização dos materiais nacionais, especialmente dos materiais de aço carbono. O mercado ainda precisa atender aos requisitos para sua internacionalização. Atuação específica em:
- (1) Em alguns projetos de investimento estrangeiro ou projetos planejados por estados estrangeiros, o material ASTM A234 GR.WPB (doravante denominado WPB) é selecionado para acessórios para tubos de aço carbono comuns. Tubo de aço sem costura ASTM A106 ou placas de aço carbono ASTM A516 GR.60, ASTM A285 GR.C são geralmente usadas para juntas de tubos que atendem a esse requisito. De acordo com a situação atual dos recursos internos, as siderúrgicas nacionais podem encomendar lotes no caso de um pedido de lote, mas em muitos casos, por ex. B. Se a escala de investimento do projecto não for grande, a procura não puder atingir o lote, ou forem necessárias alterações de concepção na fase posterior do projecto para fornecer um pequeno número de produtos, as matérias-primas correspondentes não podem ser adquiridas no mercado.
- (2) Após a entrada em operação de alguns projetos que utilizam materiais WPB, a manutenção diária, reparação, remodelação e outras obras ainda requerem materiais WPB relacionados, muitas vezes de necessidade urgente. Neste momento, é particularmente importante resolver o problema da matéria-prima em tempo hábil.
Ao mesmo tempo, os recursos de materiais de aço carbono de materiais domésticos, como tubos de aço sem costura 20# e placas de aço Q235, são extremamente ricos; os recursos do mercado são suficientes e você pode comprá-los a qualquer momento. Este artigo tem como objetivo fazer uma comparação preliminar entre o material de aço carbono WPB mais comumente usado no mundo para a produção de juntas de tubos e o material de aço carbono doméstico para juntas de tubos. Tem como objetivo tentar descobrir as condições sob as quais os dois materiais podem ser substituídos entre si, resolver o problema da utilização de materiais padrão GB para a fabricação de produtos de acordo com as especificações ASTM, explorar a possibilidade de localização de juntas de tubos de aço carbono e resolver a demanda doméstica por acessórios para tubos WPB.
1. Material de aço carbono para conexões de tubos domésticos
Atualmente, existem muitos padrões nacionais de fabricação para juntas de tubos soldados de aço carbono. Estes incluem principalmente os padrões nacionais GB 12459 e GB/T 13401, bem como padrões industriais como SH 3408, SH 3409, HG/T 21635 e HG/T 21631 e padrões industriais como eletricidade e petróleo. Porém, dependendo do tipo de material utilizado, existem até duas categorias. Um deles são tubos de aço sem costura para fazer juntas de tubos sem costura e o outro são placas de aço para fazer juntas de tubos soldados. Os padrões mais comumente usados para esses dois tipos de materiais estão listados na Tabela 1. Os materiais típicos usados para juntas de tubos soldados de aço carbono são GB 8163-20#, GB 5310-20G e GB 3274-Q235A, Q235B. As principais composições químicas e propriedades mecânicas desses materiais estão listadas na Tabela 2.
Tabela. 1 padrão de matérias-primas comuns para acessórios para tubos de aço carbono
Tabela. 2 Composição química e propriedades mecânicas (valores de referência) de matérias-primas comuns para acessórios para tubos)
| Qualidade dos materiais | GB 8163-20# | GB 5310-20G | GB3274-Q235A | GB3274-Q235B |
| C (% em peso) | 0,17-0,24 | 0,17-0,24 | 0,14-0,22 | 0,12-0,20 |
| Si (% em peso) | 0,17-0,37 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | ≤0,30 |
| Mn (peso%) | 0,35-*0,65 | 0,35-0,65 | 0,30-0,65 | 0,30-0,70 |
| P (peso%) | ≤0,035 | ≤0,03 | ≤0,05 | ≤0,045 |
| S (% em peso) | ≤0,035 | ≤0,03 | ≤0,045 | ≤0,045 |
| Resistência à tração TS/(MPa) | 390-530 | 410-550 | 375-500 | 375-500 |
| Limite de rendimento YS/(MPa) | ≥275 | ≥245 | ≥235 | ≥235 |
| Alongamento E/ (%) | ≥20 | ≥24 | ≥26 | ≥26 |
| Energia de impacto AK (J) | – | ≥35 | – | ≥27 |
| Dureza HB |
2. Visão geral dos materiais WPB
O material WPB é o material de conexão para tubos de aço carbono mais comumente usado em temperaturas médias e altas. Pode ser feito de tubos de aço como ASTM A106 GR.C ou placas de aço como ASTM A285 GR.C. As principais composições químicas e propriedades mecânicas dos requisitos da norma são apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3: Composição química e índice de desempenho do WPB (valor padrão)
| Qualidade dos materiais | ASTM A234 WPB |
| C (peso%) | ≤0,3 |
| Si (porcentagem em peso) | ≥0,10 |
| Mn (porcentagem em peso) | 0,29-1,06 |
| P (porcentagem em peso) | ≤0,05 |
| S (porcentagem em peso) | ≤0,058 |
| resistência à tração TS/(MPa) | 415-585 |
| Limite de estiramento SIM/(MPa) | ≥240 |
| Alongamento E/(%) | 20 |
| Energia de impacto AK (J) | – |
| Dureza HB | ≤197 |
3. Os parâmetros reais de fornecimento de material de aço carbono domésticoS
Os valores reais de entrega de tubos de aço sem costura (GB 8163-20#) da Baosteel, Chengdu Seamless e Baotou e placas de aço carbono laminadas a quente de espessura média (GB 3274-Q235A/B) da Wuhan Iron and Steel Co., Ltda. e Nanjing Ferro e Aço Co., Ltd. são analisados estatisticamente. Os resultados estatísticos específicos são mostrados na Tabela 4.
Tabela 4 Estatísticas da composição química e propriedades de vários tubos e placas de aço sem costura comuns (valor de entrega)
| classifica | Tubo sem costura GB 8163 | Tubo sem costura GB 5310 | Chapa de aço GB 3274 | Chapa de aço GB 3274 | |
| Tipo de aço | 20# | 20G | Q235A | Q235B | |
| Limite de especificação | 21,3*630*18 | 21,3*-426*14 | δ = 4-30 | δ = 4-30 | |
| Inclusão de origem | Aço Bao, Aço Cheng, Aço Baotou etc. | Aço Bao, Aço Cheng, Aço Baotou etc. | Wugang, Nangang e assim por diante. | Wugang, Nangang e assim por diante. | |
| Estatísticas da quantidade do número do forno | 185 | 63 | 247 | 163 | |
| Forneça intervalo de valores | C | 0,17-0,22 | 0,18-0,21 | 0,16-0,22 | 0,13-0,18 |
| Si | 0,2-0,28 | 0,22-0,26 | 0,16-0,37 | 0,16-0,27 | |
| Mn | 0,45-0,64 | 0,45-0,55 | 0,39-0,6 | 0,39-0,57 | |
| P | 0,005-0,023 | 0,005-0,019 | 0,011-0,025 | 0,01-0,029 | |
| S | 0,001-0,019 | 0,001-0,017 | 0,01 – 0,035 | 0,014-0,035 | |
| Ts | 430-550 | 420-520 | 405-495 | 410-475 | |
| Sim | 260-350 | 250-330 | 255-360 | 260-320 | |
| E | 24-38 | 28-38 | 25-37 | 25-36 | |
| HB | 155-185 | 145-165 | 140-170 | 140-170 | |
Nota: O significado simbólico e a unidade na tabela são os mesmos da Tabela 2 e da Tabela 3.
4. Comparação de materiais domésticos de aço carbono com WPB
As Tabelas 2 e 3 listam os principais requisitos de composição química e indicadores de desempenho mecânico para aço carbono nacional. Materiais e WPB. Esses dados cobrem os principais requisitos para materiais padrão para acessórios para tubos de aço carbono. Ou seja, nas atuais condições metalúrgicas internacionais e nacionais, desde que atendidos os requisitos das Tabelas 2 e 3, as propriedades do material podem ser consideradas como atendendo aos requisitos das normas pertinentes (alguns requisitos adicionais não listados na tabela são considerados 100% compatível). Ao mesmo tempo, também pode-se presumir que os demais requisitos entre materiais nacionais e estrangeiros podem ser considerados consistentes, exceto para os pontos listados na Tabela 2 e na Tabela 3, e nenhuma comparação é feita aqui.
4.1 Comparação entre valor padrão e valor padrão
(1) Comparação da composição química
A Tabela 2 e a Tabela 3 mostram que o teor de C dos materiais domésticos é de 0,12-0,24%, o que atende totalmente aos requisitos do WPB C ≤ 0,3%. O teor de Mn das matérias-primas nacionais é de 0,35-0,70%, o que atende plenamente aos requisitos do WPB Mn0,29-1,06%. O teor de P e S das matérias-primas nacionais é ≤ 0,045%, o que também atende plenamente aos requisitos do WPB P ≤ 0,05% e S ≤ 0,058%. O teor de Si das matérias-primas nacionais 20# e 20G atende plenamente aos requisitos do WPB.
O teor de Si em Q235A e Q235B não é o mesmo do WPB, mas na Tabela 4 pode-se observar que o teor de Si em Q235A e Q235B está entre 0,16 e 0,22% no valor real de entrega. Portanto, o teor de Si dos materiais fornecidos Q235A e Q235B também corresponde ao do WPB.
Do exposto, pode-se observar que: Em termos de especificações padrão, os materiais domésticos de aço carbono 20# e 20G são totalmente consistentes com o WPB na composição química. Q235A e Q235B também são consistentes com WPB, exceto para Si, e pode ser garantido seletivamente que o valor real de entrega do conteúdo de Si é consistente com WPB.
(2) Comparação de indicadores de desempenho
Do exposto, pode-se ver que, embora os dois tipos de materiais possam ser consistentes em termos de requisitos de composição química, o valor real de fornecimento do teor de carbono em materiais domésticos de aço carbono (0,13-0,22%) está obviamente no limite inferior de 40 exigido pelo WPB 0,30% (embora esteja dentro da faixa exigida), o que leva diretamente ao limite inferior dos requisitos de resistência dos materiais nacionais sendo inferior ao do WPB em termos de requisitos padrão. Na Tabela 2 e na Tabela 3, pode-se observar que, exceto para 20G, o limite inferior de resistência à tração dos materiais domésticos é 375 – 410 MPa e o limite inferior de limite de escoamento é 235 MPa, que está abaixo dos requisitos de 415 MPa especificado no padrão WPB ou 240 MPa. Ao mesmo tempo, em termos de índice de plasticidade do material, o requisito de alongamento padrão (E%) para materiais domésticos (≥20-26%) também se deve ao fato de o teor de carbono nos materiais domésticos estar abaixo do requisito do WPB e, portanto, ser significativamente superior ao índice padrão de WPB (≥ 20%).
Do exposto, pode-se observar que os requisitos para materiais nacionais de aço carbono em termos de indicadores de desempenho em termos de especificações padrão são inferiores aos requisitos para WPB. Por esse motivo, acredita-se também que os materiais nacionais de aço carbono não podem substituir o uso do WPB em muitos projetos de design.
Em resumo, a partir da comparação das especificações padrão, pode-se concluir que a composição química dos materiais domésticos de aço carbono 20#, 20G, Q235A, 0235B e WPB é a mesma (o teor de Si no aço da série 0 precisa ser selecionado). O índice de desempenho é inferior aos requisitos do WPB.
4.2 Comparação do valor do índice de fornecimento de materiais nacionais com o valor padrão WPB
Embora os materiais nacionais não possam substituir o WPB numa perspectiva padrão, ainda podemos tirar algumas conclusões sobre o valor de substituição prático a partir da análise do valor real da oferta de materiais nacionais. Da análise anterior, existem dois aspectos principais que influenciam a determinação da substituição:
(1) Teor de Si em placas de aço da série Q;
(2) Os índices padrão de desempenho de todos os materiais nacionais estão abaixo dos requisitos padrão do WPB.
Comparando a Tabela 3 e a Tabela 4, podemos ver que:
- 1) Os valores de entrega do teor de Si nas placas de aço da série Q estão entre 0,13% e 0,22%, o que atende aos requisitos de WPB SI ≥ 0,1%.
- 2) O índice de desempenho de tubos de aço de grau 20# e 20G feitos de materiais domésticos, o valor real de entrega de Ts é 420-550MPa, Ys é 250-350MPa, alongamento E é 24-38%, HB é 145-185 (real medição, dureza do tubo e dureza da matéria-prima são iguais), todos os valores medidos do índice de resistência de desempenho do forno atendem aos requisitos do padrão WPB.
(3) O valor real de entrega Ts das placas de aço Q235A e Q235B é 405-495MPa, dos quais apenas duas quantidades de calor são inferiores a 410MPa (abaixo dos requisitos do WPB), representando 0,8% das quantidades totais de calor; ys é 255-360 MPa, consistente com os requisitos do WPB; o alongamento E é de 25-37%, o que atende aos requisitos do WPB. HB é 140-170 (de acordo com a medição real, a dureza do tubo é igual à da matéria-prima), o que atende aos requisitos do WPB.
