A516 כיתה 70הוא סוג של לוח פלדה למיכל לחץ המיועדת לשימוש בתנאי שירות בטמפרטורה בינונית ונמוכה. הוא חלק ממפרט ASTM A516, המכסה פלדות סיליקון-מנגן-פחמן המתאימות לריתוך היתוך. כיתה זו ידועה בקשיחות ובחוזק הטובים שלה, מה שהופך אותה למתאים ליישומים שבהם בלימת הלחץ היא קריטית. החומר משמש בדרך כלל בייצור של דוודים, מיכלי אחסון ומכלי לחץ המטפלים בנוזלים או גזים בלחצים הפעלה שונים. הרכבו וטיפול החום שלו מותאמים כדי לספק ביצועים אמינים ועמידות בפני שבר פריך, אפילו בסביבות שבהן עלולות להתרחש תנודות בטמפרטורה.
הרכב כימי
|
אֵלֵמֶנט |
הרכב (% לפי משקל) |
|---|---|
|
פחמן (C) |
0.27 מקסימום |
|
מנגן (Mn) |
0.85–1.20 |
|
זרחן (P) |
מקסימום 0.035 |
|
גופרית (S) |
מקסימום 0.035 |
|
סיליקון (Si) |
0.15–0.40 |
|
אלומיניום (אל) |
0.02 דקות (עבור פלדה קטלנית) |
|
ברזל (Fe) |
לְאַזֵן |
מאפיינים מכניים
|
נֶכֶס |
עֵרֶך |
|---|---|
|
חוזק מתיחה |
485–620 MPa (70–90 ksi) |
|
חוזק תפוקה (דקות) |
260 MPa (38 ksi) |
|
התארכות (מינימום, 200 מ"מ) |
17% |
|
התארכות (מינימום, 50 מ"מ) |
21% |
|
קשיות (HB, טיפוסי) |
140–200 HB |
|
קשיחות השפעה (חריץ V-Charpy) |
עומד בדרישות ASTM ב-46 מעלות |
מאפיינים פיזיים
|
נֶכֶס |
עֵרֶך |
|---|---|
|
צְפִיפוּת |
7.85 גרם/ס"מ³ |
|
נקודת התכה |
~1510 מעלות |
|
מוליכות תרמית |
50 W/m·K (ב-20 מעלות) |
|
קיבולת חום ספציפית |
470 J/kg·K |
עיבוד
1. ייצור פלדה: פלדה קטלנית לחלוטין
דה חמצון:הפלדה חייבת להיות "להרוג לחלוטין", בדרך כלל מושגת על ידי הוספת סיליקון או אלומיניום במהלך תהליך ההיתוך כדי להסיר חמצן.
מבנה גרגר עדין:זה מבטיח מבנה פנימי צפוף ואחיד, המספק קשיחות חריץ מעולה למניעת שבר שביר בלחץ.
2. תהליכי טיפול בחום
טיפול בחום הוא קריטי לקביעת התכונות המכניות של A516 Gr 70:
כפי-מתגלגל:צלחות בעובי של 1.5 אינץ' (40 מ"מ) או פחות מסופקות בדרך כלל במצב מגולגל-.
מנרמל (N):
דְרִישָׁה:חובה עבור צלחות עבות מ-1.5 אינץ' (40 מ"מ).
תַהֲלִיך:חימום הצלחת מעל הטמפרטורה הקריטית (בערך. 900–950 מעלות), ולאחר מכן קירור אוויר.
אֵפֶקְט:זה מעדן את מבנה הדגן ומשפר משמעותית את קשיחות ההשפעה בטמפרטורות נמוכות. לוחות אלו מסומנים כ-A516 Gr 70N.
הפגת מתחים (PWHT):טיפול בחום לאחר-ריתוך מתבצע לעתים קרובות לאחר הייצור כדי למנוע מתחי ריתוך שיוריים ולהבטיח את בטיחות הכלי.
3. תהליכי ריתוך
ל-A516 Gr 70 יכולת ריתוך מעולה ותואם לשיטות תעשייתיות סטנדרטיות:
שיטות:ריתוך קשת מתכת מוגנת (SMAW), ריתוך קשת שקוע (SAW), ריתוך קשת מתכת גז (GMAW/MIG) וריתוך קשת שטף-(FCAW).
חימום מוקדם:עבור צלחות עבות, מומלץ חימום מוקדם מעל 100 מעלות כדי להפחית את הקשיות של ה-Heat Affected Zone (HAZ) ולמנוע פיצוח קר.
חומרים מתכלים:אלקטרודות מימן נמוכות- (למשל, E7018) משמשות בדרך כלל כדי להתאים לדרישת חוזק מתיחה של 70ksi.
4. עיבוד שבבי ועיצוב
גְזִירָה:מבוצע בדרך כלל באמצעות חיתוך דלק-חמצני (להבה), חיתוך פלזמה או חיתוך לייזר.
גיבוש קר/חם:לחומר יש תכונות כיפוף-בקור טובות. עבור גלגול תוף כבד, צורה קרה היא סטנדרטית; עם זאת, עבור עיוותים קיצוניים, ניתן להשתמש ביצירת חם.
עיבוד התנגדות HIC:עבור "שירות חמוץ" (המכיל 𝐻2𝑆), נעשה שימוש בטכניקות מיוחדות כמו הסרת גז בוואקום וטיפול בסידן כדי למזער את תכולת הגופרית ולשלוט בצורות הכללה, ולמנוע פיצוח המושרה במימן-.
יישומים תעשייתיים ראשוניים
נפט, גז ופטרוכימיה:זוהי הבחירה הסטנדרטית לייצור מיכלי אחסון-בלחץ גבוה, מפרידי גז ועמודות זיקוק. מתמחהלוחות עמידות-HICמשמשים בסביבות "שירות חמוץ" למניעת פיצוח-הנגרמת על ידי מימן שנגרם על ידי 𝐻2𝑆.
ייצור חשמל:בשימוש נרחב עבור דוודים-בלחץ גבוה, תופי קיטור, מחליפי חום וקונכיות מעבה בשל האמינות שלו תחת לחץ תרמי ולחץ.
שירות קריוגני ו-טמפרטורות נמוכות:מכיוון שהוא שומר על קשיחות השפעה עד -46 מעלות (-50 מעלות F), זה חיוני עבור מיכלי אגירה וציוד LNG (גז נוזלי) באקלים קר.
שימושים מבניים ומכניים
מעבר לכלי לחץ, הרבגוניות שלו מובילה ליישומים ב:
הוֹבָלָה:משמש לקונכיות של קרונות טנקים, מסגרות משאיות כבדות, נגררים ומכולות מטען.
תשתית אזרחית:רכיבים קריטיים לגשרים, מבני בניין ועמודי תמסורת.
ייצור ובנייה:רכיבים-כבדים כגון מסגרות לציוד בנייה, צינורות מבניים ותקני תאורה.
ציוד מיוחד:ייצור צינורות פנסטוק לפרויקטים הידרואלקטריים, בלוני גז ונדבי טורבינה.
תקנים רגולטוריים
רוב היישומים בשנת 2026 ממשיכים לעקוב אחר קוד הדוד וכלי הלחץ של ASME (BPVC) סעיף VIIIאו API 650/620עבור מיכלי אחסון. עבור צלחות העולה על 1.5 אינץ' (40 מ"מ), מנרמלהוא חובה כדי להבטיח את השלמות המבנית הנדרשת עבור תפקידים-בעלי ביצועים גבוהים אלה.
צור איתנו קשר בכתובת beam@gneesteelgroup.com לקבלת תמחור, תמיכה טכנית או פתרונות מותאמים אישית. אנחנו תמיד מוכנים לתמוך בפרויקט שלך.
מהו תקן סבילות הממדים עבור לוחות פלדה A516 דרגה 70?
סובלנות העובי מיושמת בהתאם לתקני ASTM A6/A6M, ודרגות הסובלנות הנפוצות הן Class A או Class B; סובלנות הרוחב והאורך נקבעים בהתאם למצב האספקה (קצה חתוך/קצה טחינה), אשר חייב לעמוד בדרישות לדיוק ממדי בייצור ציוד.
מהם היתרונות של A516 דרגה 70 בייצור מיכלי גז טבעי?
היתרונות הם יכולת ריתוך טובה, מה שמקל על ריתוך ויצירת מיכלי אחסון גדולים; קשיחות מעולה בטמפרטורה בינונית ונמוכה, המתאימה לתנאי עבודה-נמוכים של אחסון גז טבעי; חוזק עומד בדרישות מיסב-לחץ, והעלות נמוכה יחסית מזו של לוחות סגסוגת פלדה.
מהו מצב המסירה הרגיל של לוחות פלדה A516 דרגה 70?
מצב המסירה הרגיל הוא חם-גלגול או מבוקר-, וניתן לבצע טיפול מנרמל (N) במידת הצורך. טיפול מנרמל יכול לעדן גרגרים, לשפר את הקשיחות והאחידות של לוח הפלדה, ולעמוד בדרישות ליציבות החומר בתנאי עבודה קשים.
מהם ערכי חוזק התפוקה וחוזק המתיחה הסטנדרטיים של A516 דרגה 70?
חוזק התפוקה המינימלי (σs) הוא 260MPa, וחוזק המתיחה (σb) נע בין 485MPa ל-655MPa. מחווני חוזק אלו מבטיחים כי לוח הפלדה אינו נוטה לעיוות פלסטי ולשבר בסביבות נושאות לחץ, תוך שמירה על בטיחות הציוד.
מהו טווח הטמפרטורות הרלוונטי של A516 דרגה 70?
טווח הטמפרטורה הרלוונטי הוא -30 מעלות עד 450 מעלות. בטווח זה, הוא יכול לשמור על תכונות מכניות יציבות, ללא סיכון לשבר שביר בטמפרטורות נמוכות, וחוזקו וקשיחותו עומדים בדרישות התפעול של ציוד נושאי לחץ בטמפרטורות גבוהות.
מהן הדרישות העיקריות להרכב הכימי עבור A516 דרגה 70?
מרכיבי מפתח: פחמן (C) פחות או שווה ל-0.30%, מנגן (Mn) 0.85-1.20%, זרחן (P) פחות או שווה ל-0.035%, גופרית (S) פחות או שווה ל-0.035%, סיליקון (Si) 0.15-0.40%. התוכן של זיהומים מזיקים נשלט בקפדנות כדי להבטיח ביצועים.
כיצד לבדוק את התכונות המכניות של A516 דרגה 70?
הבדיקות העיקריות כוללות בדיקת מתיחה (למדידת חוזק תפוקה, חוזק מתיחה והתארכות), בדיקת אימפקט (חריץ Charpy V-, להערכת קשיחות-בטמפרטורה נמוכה) ומבחן קשיות. יש לחתוך דגימות בדיקה מלוח הפלדה עצמו בהתאם לתקני ASTM הרלוונטיים.
מהי דרישת ההתארכות עבור A516 דרגה 70?
ההתארכות (δ5) גדולה או שווה ל-21%. מדד ההתארכות משקף את יכולת העיוות הפלסטית של לוח הפלדה. התארכות גבוהה יותר מאפשרת ללוח הפלדה להיות פחות נוטה לשבר בעת לחץ ומקלה על עיבוד ויצירה (כגון כיפוף והטבעה).
איזו אלקטרודה יש לבחור לריתוך A516 דרגה 70?
האלקטרודה הנפוצה היא E7018 (סוג מימן נמוך), התואמת את החוזק והקשיחות של המתכת הבסיסית. במהלך הריתוך, יש לייבש את האלקטרודה (350-400 מעלות, שימור חום למשך 1-2 שעות) כדי למנוע פגמי ריתוך כגון נקבוביות וסדקים, ולהבטיח איכות המפרק.
מהו תקן הקשיות עבור A516 דרגה 70?
קשיות Brinell (HB) היא פחות או שווה ל-187. קשיות גבוהה מדי תפחית את הקשיחות והריתוך של לוח הפלדה. אם הקשיות חורגת מהתקן, נדרש טיפול חיסום כדי להפחית את הקשיות כדי להבטיח שביצועי החומר עומדים בדרישות ייצור הציוד.
מה ההבדל בין חומרים A516 Grade 70 לחומרי ASTM A36?
A36 היא פלדת מבנה פחמן כללית בעלת חוזק תפוקה של 250MPa, המתאימה לחלקי מבנה רגילים; דרגה 70 היא פלדה מיוחדת לכלי לחץ עם חוזק תפוקה של 260MPa, קשיחות וטוהר-טמפרטורות נמוכות יותר, המתאימה לתנאי עבודה של נושאי לחץ-.