หากคุณเคยใช้เวลาในไซต์งานก่อสร้างระหว่างประเทศ คุณคงเคยเห็นเอกสารสรุปเกรดเหล็กแล้ว:
| GB จีน | ASTM ของสหรัฐอเมริกา | JIS ของญี่ปุ่น | ยุโรป TH | DIN ของเยอรมันแบบดั้งเดิม |
|---|---|---|---|---|
| Q235 | A36 | เอสเอส400 | S235JR/J0/J2 | เซนต์37-2 |
| Q345 (อัปเดตอย่างเป็นทางการเป็น Q355 ในมาตรฐาน GB ปัจจุบัน) | A572 Gr50 | เอสเอ็ม490 | S355JR/J0/J2 | เซนต์44-3 |
แต่นี่เป็นข้อมูลอ้างอิงที่เรียบง่ายเกินไปอย่างมาก - โดยจะจับคู่เกรดตามกำลังรับผลผลิตพื้นฐานเท่านั้น และจะแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิงเมื่อคุณทำงานกับส่วนกลวงที่มีโครงสร้าง (ท่อสี่เหลี่ยม สี่เหลี่ยม หรือท่อกลม) การพึ่งพาการเดินข้ามสายขี้เกียจนี้-สามารถนำไปสู่หายนะและผลที่ตามมาซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง เช่น การแตกของรอยเชื่อม การแตกหักที่เปราะในอุณหภูมิที่เย็น หรือ-การตรวจสอบโดยบุคคลที่สามที่ล้มเหลว-ตรงๆ ซึ่งทำให้โครงการต้องใช้เวลานานหลายสัปดาห์ ด้านล่างนี้ เราจะแจกแจงอย่างชัดเจนว่ามาตรฐานเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไรสำหรับส่วนกลวงของโครงสร้าง เกรดใดที่จริงๆ แล้วสามารถใช้แทนกันได้ และวิธีการเลือกวัสดุเพื่อรักษาการออกแบบให้ปลอดภัย เป็นไปตามรหัส- และติดตั้งง่าย
ส่วนที่ 1: มาตรฐานภูมิภาคหลักสำหรับท่อเหล็กโครงสร้างและเกรดทั่วไป
แต่ละภูมิภาคมี-มาตรฐานที่สร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เฉพาะสำหรับท่อโครงสร้าง โดยมีการกำหนดเกรดที่ไม่ได้แมป 1:1 ข้ามพรมแดน:
จีน:
ข้อกำหนดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ-ส่วนโครงสร้างกลวงที่ขึ้นรูปเย็นคือGB/T 6728 -ส่วนเหล็กกลวงขึ้นรูปเย็นสำหรับโครงสร้างทั่วไปจับคู่กับเกรดทั่วไป Q235B และ Q355B มาตรฐานที่มีการอ้างอิงบ่อยๆ อีกสองมาตรฐานคือ GB/T 3091 (ท่อเหล็กเชื่อมสำหรับการส่งผ่านของไหลความดันต่ำ-) และ GB/T 8162 (ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการใช้โครงสร้าง)
สหรัฐอเมริกา:
มาตรฐาน ASTM A500: มาตรฐานที่โดดเด่นสำหรับท่อโครงสร้างเหล็กกล้าคาร์บอนชนิดเชื่อมขึ้นรูปเย็นและไร้ตะเข็บ เกรดที่ระบุโดยทั่วไปคือเกรด B (ผลผลิต 315 MPa) และเกรด C (ผลผลิต 345 MPa)
มาตรฐาน ASTM A501: มาตรฐานสำหรับท่อโครงสร้างที่ขึ้นรูปแบบร้อน- โดยทั่วไปผลิตจากวัตถุดิบแผ่น A36 (ผลผลิต 250 MPa) หรือ A572 Gr.50 (ผลผลิต 345 MPa)
⚠️ หมายเหตุที่สำคัญ: เกรดที่ใช้สำหรับท่อโครงสร้างแบบเย็น-ที่ขึ้นรูปในสหรัฐฯ คือ A500 Gr.B และ Gr.C - ไม่ใช่ A36 A36 เกือบจะใช้กับท่อ A501 ที่ขึ้นรูปร้อน-หรือแผ่นเหล็กแบนโดยเฉพาะ อย่าถือว่า "ท่อเหล็ก A36" เทียบเท่ากับ A500
ยุโรป: อีเอ็น 10219ครอบคลุมส่วนกลวงของโครงสร้างเชื่อมขึ้นรูปเย็น- โดยมีเกรดทั่วไป ได้แก่ S235JRH, S275J0H และ S355J2H มาตรฐานที่ตรงกันสำหรับ-ส่วนกลวงที่ขึ้นรูปร้อนคือ EN 10210
ญี่ปุ่น: JIS G3466 ท่อสี่เหลี่ยมเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับวัตถุประสงค์ทางโครงสร้างทั่วไปกำหนดเกรดท่อเฉพาะ STKR400 และ STKR490 เกรดแผ่นโครงสร้างทั่วไป SS400 และ SM490 มักใช้สำหรับการใช้งานท่อโครงสร้างเช่นกัน
ส่วนที่ 2: ช่องว่างด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ ไม่มีการกล่าวถึงแผ่นโกงอย่างรวดเร็ว
ความแข็งแกร่งของผลผลิตบอกเล่าเรื่องราวเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น ความไม่ตรงกันในคุณสมบัติทั้งสามนี้ทำให้เกิดความล้มเหลวของฟิลด์และปัญหาการตรวจสอบเป็นส่วนใหญ่:
1. ความทนทานต่อแรงกระแทก: ความเสี่ยงจากความล้มเหลวที่ถูกมองข้ามมากที่สุด
ความเหนียวในการกระแทก - ความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกร้าวภายใต้ภาระที่กะทันหัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุณหภูมิที่เย็น - เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของข้อผิดพลาดข้าม-มาตรฐานที่ไม่ตรงกัน:
เกรด EN 10219 ของยุโรปใช้ส่วนต่อท้ายที่ชัดเจนเพื่อกำหนดประสิทธิภาพการกระแทกของ Charpy V- ที่รับประกัน:
JR: พลังงานกระแทกขั้นต่ำ 27J ที่ +20 องศา (อุณหภูมิห้อง)
J0: พลังงานกระแทกขั้นต่ำ 27J ที่ 0 องศา
J2: พลังงานกระแทกขั้นต่ำ 27J ที่ -20 องศา
เกรด GB ของจีนมีโครงสร้างระดับอุณหภูมิเดียวกัน: Q235B รับประกันประสิทธิภาพการกระแทกที่ +20 องศา , Q235C ที่ 0 องศา , Q235D ที่ -20 องศา ; ระดับเดียวกันนี้ใช้กับเกรด Q355B/C/D
ASTM A500 ของสหรัฐอเมริกาทำได้ไม่การทดสอบผลกระทบตามคำสั่งโดยค่าเริ่มต้น ข้อกำหนดผลกระทบจะมีผลเฉพาะเมื่อมีการเขียนไว้ในสัญญาอย่างชัดเจน (เช่น ข้อกำหนดเสริม S1 สำหรับบริการที่มีอุณหภูมิต่ำ-) ดังนั้นความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่เย็นต้องมีการตรวจสอบอย่างชัดเจน สามารถเพิ่มข้อกำหนดผลกระทบเพิ่มเติมสำหรับวัสดุ A572 Gr.50 ได้
เกรด JIS ของญี่ปุ่น: SS400 และ STKR400 ไม่มีข้อกำหนดด้านพลังงานกระแทกบังคับ SM490 แบ่งออกเป็นเกรดย่อย A/B/C- โดยมีเพียงเกรด C เท่านั้นที่ต้องการรับประกันประสิทธิภาพการกระแทกที่ 0 องศา
ซึ่งหมายความว่า: Q355B และ S355JR มีความแข็งแกร่งเกือบเท่ากัน แต่ทั้งสองรับประกันเฉพาะความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิห้องเท่านั้น การทดแทน Q355B ด้วย S355J2H -ความเหนียวที่สูงกว่า (ได้รับการจัดอันดับสำหรับบริการ - ระดับ 20) จะปลอดภัยอย่างสมบูรณ์และเป็นแบบอนุรักษ์นิยม การสลับสับเปลี่ยน - โดยใช้อุณหภูมิห้อง-อุณหภูมิ-เฉพาะเกรดในสภาพอากาศเย็น - ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการแตกหักแบบเปราะขั้นรุนแรง หากคุณวางแผนที่จะใช้ ASTM A500 Gr.C ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ คุณต้องระบุอุณหภูมิการทดสอบแรงกระแทกที่จำเป็นและค่าพลังงานขั้นต่ำอย่างชัดเจนในใบสั่งซื้อของคุณ
2. องค์ประกอบทางเคมีและความสามารถในการเชื่อม
การสร้างสารเคมี - และโดยเฉพาะค่าเทียบเท่าคาร์บอน (CEV) - เป็นตัวกำหนดโดยตรงว่ารอยเชื่อมมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวมากน้อยเพียงใด:
มาตรฐานยุโรปบังคับใช้ขีดจำกัด CEV ที่เข้มงวดที่สุด: โดยทั่วไปแล้ว EN 10219 กำหนดให้มี CEV น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.45% สำหรับ S355J2H ซึ่งช่วยลดการแข็งตัวในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม- และลดความเสี่ยงต่อการแตกร้าว
GB Q355B ของจีน ต่อ GB/T 1591 มักจะเป็นไปตาม CEV น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.45% เมื่อผลิตเป็นวัสดุรีดละเอียด-เกรนนอร์มัลไลซ์หรือควบคุมด้วยกลไกทางความร้อน (TMCP) โปรดทราบว่าโรงงานบางแห่งจัดหา Q355B ในสภาพ-รีดร้อน- ดังนั้น CEV จึงควรได้รับการยืนยันผ่านรายงานการทดสอบของโรงงานสำหรับการใช้งานที่สำคัญ
ASTM A500 กำหนดขีดจำกัดสูงสุดสำหรับองค์ประกอบทางเคมีแต่ละรายการเท่านั้น (เช่น คาร์บอนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.26%) แทนที่จะควบคุม CEV อย่างเคร่งครัด การเชื่อมวัสดุ A500 อาจต้องใช้อุณหภูมิอุ่นสูงกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน-
JIS SS400 ของญี่ปุ่นมีขีดจำกัดที่หลวมกว่าสำหรับองค์ประกอบที่เหลือ: อนุญาตให้มีปริมาณฟอสฟอรัสได้สูงถึง 0.050% เมื่อเทียบกับที่เข้มงวดกว่ามาตรฐานขีดจำกัดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.035% ในเกรด EN และ GB ซึ่งสามารถลดความเหนียวของโซนการเชื่อมได้
3. ความคลาดเคลื่อนของมิติ: อย่าปล่อยให้การติดตั้งที่ไม่ตรงกันทำให้การติดตั้งรางเสียหาย
แม้ว่าความแข็งแกร่งและความเหนียวจะสอดคล้องกัน แต่พิกัดความเผื่อที่ไม่ตรงกันอาจทำให้ชิ้นส่วนไม่สามารถประกอบเข้ากับไซต์งานได้:
ค่าเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก/ความยาวด้าน: EN 10219 กำหนดขีดจำกัดที่ค่อนข้างเข้มงวดสำหรับส่วนกลวงที่ขึ้นรูปเย็น- (เช่น ±1% ของความยาวด้านที่กำหนด โดยมีความเบี่ยงเบนขั้นต่ำ ±0.5 มม.) ASTM A500 ยังมีตารางพิกัดความเผื่อโดยละเอียดซึ่งครอบคลุมขอบเขตด้านนอก การบิดตัว และเมตริกมิติอื่นๆ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยแต่มีความหมายจากขีดจำกัด EN GB/T 6728 ของจีนใช้กรอบความทนทานที่เป็นอิสระของตัวเอง
ความแม่นยำของความหนาของผนัง: มาตรฐานส่วนใหญ่กำหนดเป้าหมายความทนทานต่อความหนาของผนังเล็กน้อย ±10% แต่ที่อนุญาตภายใต้-ขีดจำกัดความทนทานจะแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดเฉพาะ ข้าม-ตรวจสอบความคลาดเคลื่อนของผลิตภัณฑ์ที่จัดส่งกับขีดจำกัดความเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ของการออกแบบของคุณเสมอก่อนที่การผลิตจะเริ่มต้น
ส่วนที่ 3: กฎการแลกเปลี่ยนที่ใช้งานได้จริง - เมื่อใดควรสลับ เมื่อใดควรตรวจสอบ
การแลกเปลี่ยนที่คุณสามารถทำได้ด้วยความมั่นใจอย่างเต็มที่ (ใบสมัครที่มีความเสี่ยงต่ำ-)
สำหรับส่วนประกอบที่ไม่มี-น้ำหนักบรรทุก-ในสภาพแวดล้อมในร่มหรือในเขตร้อนชื้น - รวมถึงขายึด ราวจับ และราวกั้น - คุณสามารถสลับระหว่าง Q235B, A500 Gr.B และ S235JRH ได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม การแลกเปลี่ยนเหล่านี้จะปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ตราบใดที่คุณใช้วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อมที่ตรงกันและการคำนวณโครงสร้างพื้นฐานของคุณผ่าน
คุณต้องไม่ทำการสลับแบบสุ่มสี่สุ่มห้า (สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างหายนะ)
ไม่มีทางลัดสำหรับกรณีการใช้งานที่มีความเสี่ยงสูง-เหล่านี้:
ภูมิภาคที่มีอากาศหนาวเย็น (เช่น จีนตะวันออกเฉียงเหนือ ยุโรปเหนือ แคนาดา): คุณต้องระบุเกรดที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการกระแทกต่ออุณหภูมิต่ำ- โดยมีคำต่อท้าย J2 (EN) หรือ D (GB) เช่น S355J2H หรือ Q355D ห้ามใช้ A500 มาตรฐานที่ไม่-ส่งผลกระทบ-ที่ผ่านการทดสอบสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้
โครงสร้างการรับน้ำหนักแบบไดนามิก (เช่น คานเครน โครงรองรับสำหรับอุปกรณ์สั่น): การใช้งานเหล่านี้ต้องการความทนทานต่อแรงกระแทกสูง เราแนะนำให้ระบุเกรดที่ตรงตามข้อกำหนดการกระแทกของ EN J0/J2 หรือเพิ่มข้อกำหนดการทดสอบการกระแทกแบบ Charpy V- สำหรับวัสดุที่มาจาก ASTM-
รอยเชื่อมที่สำคัญซึ่งมีความเสี่ยงต่อความล้า: การจับคู่เกรดเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ คุณยังต้องตรวจสอบค่าเทียบเท่าคาร์บอนของวัสดุ และระบุว่าเหล็กถูกส่งในสภาวะปกติหรือสภาวะ TMCP เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการเชื่อมที่สม่ำเสมอและคาดการณ์ได้
ความคิดสุดท้าย
ท้ายที่สุดแล้ว การเลือกท่อเหล็กโครงสร้างนั้นง่ายกว่า-ตารางเปรียบเทียบมาตรฐานทั่วๆ ไปมาก ลืมสูตรสรุปความแข็งแกร่งของผลตอบแทน-แบบง่าย-ไปได้เลย - ทุกเกรด ไม่ว่าจะมาจากมาตรฐานใดก็ตาม สามารถประเมินได้จากปัจจัยสี่ประการที่ไม่สามารถต่อรองได้-:
ความแข็งแกร่ง (น้ำหนักบรรทุก-ความสามารถในการรับน้ำหนัก)
ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ- (ความต้านทานต่อการแตกหักแบบเปราะในสภาวะเย็น)
ความสามารถในการเชื่อม (ควบคุมโดยคาร์บอนเทียบเท่าเป็นส่วนใหญ่ เพื่อหลีกเลี่ยงรอยแตกในการเชื่อมต่อ)
ความแม่นยำของขนาด (เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนต่างๆ ติดตั้งอย่างถูกต้องบนไซต์งาน)
ตรวจสอบสี่ข้อนี้สำหรับทุกข้อกำหนด และคุณจะสามารถนำทางการเลือกวัสดุในโครงการระดับโลกใดๆ - ไม่ว่าข้อกำหนดนั้นจะต้องใช้ GB, ASTM, JIS, EN หรือ DIN - โดยไม่เกิดความล้มเหลวอย่างไม่คาดคิด การหยุดชะงักในการตรวจสอบ หรือการทำงานซ้ำที่มีค่าใช้จ่ายสูง
