Comparación de la composición química y las propiedades mecánicas de las juntas de tuberías domésticas de acero al carbono con accesorios de tubería ASTM A234 WPB En la especificación estándar y el valor de entrega real, la composición y el índice de desempeño de compras se controlan selectivamente. Los materiales nacionales pueden cumplir plenamente con los requisitos de ASTM A234 GR.WPB para resolver el problema del uso de materiales estándar GB para producir productos de acuerdo con las especificaciones ASTM.
En los últimos años, la inversión en proyectos nacionales con financiación extranjera ha aumentado año tras año, y la inversión de capital nacional en proyectos extranjeros también ha aumentado. En estas licitaciones, especialmente en los campos petroquímico, papelero, energético, farmacéutico y otros, los materiales metálicos son cada vez más internacionales y el uso de materiales de acero de medio carbono es más común. Por otro lado, debido a las limitaciones de nuestras condiciones nacionales, aún quedan algunos avances por hacer en la internacionalización de los materiales nacionales, especialmente los materiales de acero al carbono. El mercado aún necesita cumplir los requisitos para su internacionalización. Trabajo específico en:
- (1) En algunos proyectos de inversión extranjera o proyectos planificados por estados extranjeros, se selecciona material ASTM A234 GR.WPB (en adelante, WPB) para accesorios comunes de tuberías de acero al carbono. La tubería de acero sin costura ASTM A106 o las placas de acero al carbono ASTM A516 GR.60, ASTM A285 GR.C se utilizan generalmente para juntas de tuberías que cumplen con este requisito. De acuerdo con la situación actual de los recursos internos, las acerías nacionales pueden solicitar lotes en el caso de un pedido por lotes, pero en muchos casos, por ejemplo, B. Si la escala de inversión del proyecto no es grande, la demanda no puede satisfacer el lote o se requieren cambios de diseño en una etapa posterior del proyecto para proporcionar una pequeña cantidad de productos, las materias primas correspondientes no se pueden comprar en Marketplace.
- (2) Después de que algunos proyectos que utilizan materiales WPB entran en funcionamiento, el mantenimiento diario, la reparación, la remodelación y otros trabajos aún requieren materiales WPB relacionados, que a menudo son necesarios con urgencia. En este momento, es particularmente importante resolver el problema de la materia prima de manera oportuna.
Al mismo tiempo, los recursos materiales de acero al carbono de materiales nacionales como tubos de acero sin costura #20 y placas de acero Q235 son extremadamente ricos; Los recursos que hay en el mercado son suficientes y puedes adquirirlos en cualquier momento. Este artículo tiene como objetivo hacer una comparación preliminar entre el material de acero al carbono WPB más utilizado en el mundo para la producción de juntas de tuberías y el material de acero al carbono nacional para juntas de tuberías. Su objetivo es tratar de descubrir las condiciones bajo las cuales los dos materiales pueden ser sustituidos entre sí, resolver el problema del uso de materiales estándar GB para la fabricación de productos según las especificaciones ASTM, explorar la posibilidad de localizar uniones de tuberías de carbono. acero y resolver la demanda interna de accesorios de tubería WPB.
1. Material de acero al carbono para accesorios de tuberías domésticas
En la actualidad, existen muchas normas nacionales de fabricación para juntas de tuberías soldadas de acero al carbono. Estos incluyen principalmente los estándares nacionales GB 12459 y GB/T 13401, así como estándares industriales como SH 3408, SH 3409, HG/T 21635 y HG/T 21631 y estándares industriales como los de electricidad y petróleo. Sin embargo, dependiendo del tipo de material utilizado, existen hasta dos categorías. Uno son tubos de acero sin costura para hacer uniones de tuberías sin costura y el otro son placas de acero para hacer uniones de tuberías soldadas. Los estándares más comúnmente utilizados para estos dos tipos de materiales se enumeran en la Tabla 1. Los materiales típicos utilizados para uniones de tuberías soldadas de acero al carbono son GB 8163-20#, GB 5310-20G y GB 3274-Q235A, Q235B. Las principales composiciones químicas y propiedades mecánicas de estos materiales se enumeran en la Tabla 2.
Tabla. 1 Norma de materias primas comunes para accesorios de tuberías de acero al carbono
Tabla. 2 Composición química y propiedades mecánicas (valores de referencia) de materias primas comunes para accesorios de tuberías)
| Calidad de materiales | ES 8163-20# | GB5310-20G | GB3274-Q235A | GB3274-Q235B |
| C (% en peso) | 0,17-0,24 | 0,17-0,24 | 0,14-0,22 | 0,12-0,20 |
| Si (% en peso) | 0,17-0,37 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | ≤0,30 |
| manganeso (%) en 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 |
| Sin peso) | ≤0,035 | ≤0,03 | ≤0,045 | ≤0,045 |
| Resistencia a la tracción TS/(MPa) | 390-530 | 410-550 | 375-500 | 375-500 |
| Límite de rendimiento YS/(MPa) | ≥275 | ≥245 | ≥235 | ≥235 |
| Elongación E/ (%) | ≥20 | ≥24 | ≥26 | ≥26 |
| Energía de impacto AK (J) | – | ≥35 | – | ≥27 |
| Dureza HB |
2. Descripción general de los materiales de WPB
El material WPB es el material de conexión de tuberías de acero al carbono más utilizado a temperaturas medias y altas. Puede estar fabricado a partir de tubos de acero como ASTM A106 GR.C o placas de acero como ASTM A285 GR.C. Las principales composiciones químicas y propiedades mecánicas de los requisitos de la norma se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3: Composición química e índice de rendimiento de WPB (valor estándar)
| Calidad de materiales | ASTM A234 WPB |
| C (%) en peso | ≤0,3 |
| Sí (porcentaje en peso) | ≥0,10 |
| Minnesota (porcentaje en peso) | 0,29-1,06 |
| PAG (porcentaje en peso) | ≤0,05 |
| s (porcentaje en peso) | ≤0,058 |
| resistencia a la tracción TS/(MPa) | 415-585 |
| Límite de estiramiento SÍ/(MPa) | ≥240 |
| Elongación E/(%) | 20 |
| Energía de impacto AK (J) | – |
| Dureza HB | ≤197 |
3. Los parámetros de suministro reales del material doméstico de acero al carbono S.
Los valores de entrega reales de tubos de acero sin costura (GB 8163-20#) de Baosteel, Chengdu Seamless y Baotou y placas de acero al carbono laminadas en caliente de espesor medio (GB 3274-Q235A/B) de Wuhan Iron and Steel Co., Ltd. . y Nanjing Iron and Steel Co., Ltd. se analizan estadísticamente. Los resultados estadísticos específicos se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4 Estadísticas de composición química y propiedades de varios tubos y placas de acero sin costura comunes (valor de entrega)
| clasificar | Tubo sin costura GB 8163 | Tubo sin costura GB 5310 | Hoja de acero GB 3274 | Hoja de acero GB 3274 | |
| Tipo de acero | 20# | 20G | Q235A | Q235B | |
| Límite de especificación | 21,3*630*18 | 21,3*-426*14 | δ = 4-30 | δ = 4-30 | |
| Inclusión de fuentes | Acero Bao, acero Cheng, acero Baotou, etc. | Acero Bao, acero Cheng, acero Baotou, etc. | Wugang, Nangang y así sucesivamente. | Wugang, Nangang y así sucesivamente. | |
| Estadísticas de cantidad de número de horno | 185 | 63 | 247 | 163 | |
| Proporcionar rango de valores | W. | 0,17-0,22 | 0,18-0,21 | 0,16-0,22 | 0,13-0,18 |
| Sí | 0,2-0,28 | 0,22-0,26 | 0,16-0,37 | 0,16-0,27 | |
| Minnesota | 0,45-0,64 | 0,45-0,55 | 0,39-0,6 | 0,39-0,57 | |
| PAG | 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 | |
| Sí | 260-350 | 250-330 | 255-360 | 260-320 | |
| Y | 24-38 | 28-38 | 25-37 | 25-36 | |
| media pensión | 155-185 | 145-165 | 140-170 | 140-170 | |
Nota: El significado simbólico y la unidad en la tabla son los mismos que en la Tabla 2 y la Tabla 3.
4. Comparación de materiales nacionales de acero al carbono con WPB
Las Tablas 2 y 3 enumeran los principales requisitos de composición química e indicadores de desempeño mecánico para el acero al carbono nacional. Materiales y WPB. Estos datos cubren los principales requisitos para materiales estándar para accesorios de tuberías de acero al carbono. En otras palabras, bajo las condiciones metalúrgicas nacionales e internacionales actuales, siempre que se cumplan los requisitos de las Tablas 2 y 3, se puede considerar que las propiedades del material cumplen con los requisitos de las normas pertinentes (algunos requisitos adicionales no enumerados en la tabla se consideran 100% compatibles) . Al mismo tiempo, también se puede suponer que los requisitos restantes entre materiales nacionales y extranjeros pueden considerarse consistentes, excepto por los puntos enumerados en la Tabla 2 y la Tabla 3, y aquí no se hace ninguna comparación.
4.1 Comparación entre valor estándar y valor estándar
(1) Comparación de la composición química
Las Tablas 2 y 3 muestran que el contenido de C de los materiales nacionales es de 0,12 a 0,24%, lo que cumple plenamente con los requisitos de WPB C ≤ 0,3%. El contenido de Mn de las materias primas nacionales es del 0,35% al 0,70%, lo que cumple plenamente los requisitos de WPB Mn0,29-1,06%. El contenido de P y S de las materias primas nacionales es ≤ 0,045 %, lo que también cumple plenamente los requisitos de WPB P ≤ 0,05 % y S ≤ 0,058 %. El contenido de Si de las materias primas nacionales 20# y 20G cumple plenamente con los requisitos de WPB.
El contenido de Si en Q235A y Q235B no es el mismo que en WPB, pero en la Tabla 4 se puede ver que el contenido de Si en Q235A y Q235B está entre 0,16 y 0,22% en el valor de entrega real. Por lo tanto, el contenido de Si de los materiales suministrados Q235A y Q235B también corresponde al de WPB.
De lo anterior se puede ver que: En términos de especificaciones estándar, los materiales de acero al carbono domésticos 20# y 20G son totalmente consistentes con WPB en cuanto a composición química. Q235A y Q235B también son consistentes con WPB excepto para Si, y se puede garantizar selectivamente que el valor de entrega real del contenido de Si sea consistente con WPB.
(2) Comparación de indicadores de desempeño
De lo anterior se puede ver que, aunque los dos tipos de materiales pueden ser consistentes en términos de requisitos de composición química, el valor de suministro real del contenido de carbono en los materiales de acero al carbono nacionales (0,13-0,22%) está obviamente en el límite inferior de 40 requerido por la WPB 0,30% (aunque está dentro del rango requerido), lo que lleva directamente a que el límite inferior de los requisitos de resistencia de los materiales nacionales sea inferior al de la WPB en términos de requisitos estándar. En las Tablas 2 y 3, se puede ver que, a excepción del 20G, el límite inferior de resistencia a la tracción de los materiales nacionales es de 375 a 410 MPa y el límite inferior de límite elástico es de 235 MPa, lo que está por debajo de los requisitos de 415 MPa especificados. en el estándar WPB o 240 MPa. Al mismo tiempo, en términos de índice de plasticidad del material, el requisito de alargamiento estándar (E%) para materiales nacionales (≥20-26%) también se debe al hecho de que el contenido de carbono en los materiales nacionales está por debajo del requisito de la WPB. y por lo tanto ser significativamente mayor que el índice WPB estándar (≥ 20%).
De lo anterior se puede ver que los requisitos para los materiales nacionales de acero al carbono en términos de indicadores de rendimiento en términos de especificaciones estándar son más bajos que los requisitos para WPB. Por esta razón, también se cree que los materiales nacionales de acero al carbono no pueden reemplazar el uso de WPB en muchos proyectos de diseño.
En resumen, de la comparación de las especificaciones estándar, se puede concluir que la composición química de los materiales de acero al carbono domésticos 20#, 20G, Q235A, 0235B y WPB es la misma (es necesario seleccionar el contenido de Si en el acero de la serie 0). El índice de rendimiento es inferior a los requisitos de WPB.
4.2 Comparación del valor del índice de suministro de materiales nacional con el valor estándar WPB
Aunque los materiales nacionales no pueden reemplazar al WPB desde una perspectiva estándar, todavía podemos sacar algunas conclusiones sobre el valor de sustitución práctico al analizar el valor real del suministro de materiales nacionales. Del análisis anterior se desprenden dos aspectos principales que influyen en la determinación del reemplazo:
(1) Contenido de Si en placas de acero de la serie Q;
(2) Los índices de rendimiento estándar de todos los materiales nacionales están por debajo de los requisitos estándar de la WPB.
Comparando la Tabla 3 y la Tabla 4, podemos ver que:
- 1) Los valores de entrega del contenido de Si en las placas de acero de la serie Q están entre 0,13% y 0,22%, lo que cumple con los requisitos de WPB SI ≥ 0,1%.
- 2) El índice de rendimiento de los tubos de acero de grado 20# y 20G fabricados con materiales nacionales, el valor de entrega real de Ts es 420-550MPa, Ys es 250-350MPa, el alargamiento E es 24-38%, HB es 145-185 (real La medición, la dureza del tubo y la dureza de la materia prima son las mismas), todos los valores medidos del índice de resistencia al rendimiento del horno cumplen con los requisitos del estándar WPB.
(3) El valor de entrega real Ts de las placas de acero Q235A y Q235B es de 405-495 MPa, de los cuales solo dos cantidades de calor son inferiores a 410 MPa (por debajo de los requisitos de WPB), lo que representa el 0,8 % de las cantidades de calor totales; ys es 255-360 MPa, consistente con los requisitos de WPB; el alargamiento E es del 25-37%, lo que cumple con los requisitos de WPB. HB es 140-170 (según la medición real, la dureza del tubo es la misma que la de la materia prima), lo que cumple con los requisitos de WPB.
