الإجابة السريعة
Quick Answer
يغطي ASTM A500 الأنابيب الفولاذية الكربونية المشكلة على البارد الملحومة والخالية من اللحام للهياكل البنائية بأقسام عرضية دائرية ومشكلة (مربعة ومستطيلة وخاصة). يتم تحديد أربع درجات — A و B و C و D — من خلال الحد الأدنى لقوة الخضوع والقوة الشد. الدرجة B هي الأكثر استخداماً بشكل شائع لأقسام الهياكل المجوفة (HSS)، بحد أدنى لقوة خضوع قدره 317 ميجاباسكال (46 كسي) للأقسام الدائرية و 317 ميجاباسكال للأقسام المشكلة. تقدم الدرجة C قوة أعلى بحد أدنى خضوع قدره 345 ميجاباسكال.
يتم نشر ASTM A500/A500M بواسطة ASTM International وهي المواصفة الأساسية في أمريكا الشمالية للأقسام المجوفة الهيكلية المشكلة على البارد (HSS). يغطي الأنابيب المنتجة عن طريق تشكيل لفائف الفولاذ المدرفلة على البارد إلى شكل دائري، ولحام التماس، ثم (للأقسام المشكلة) إعادة تشكيل الدائرة إلى مربعة أو مستطيلة أو أقسام عرضية خاصة. يُستخدم أنابيب A500 على نطاق واسع في البناء والتشييد، وهياكل العلامات، وإطارات المركبات، وأبراج الإرسال، والمعدات الصناعية الخفيفة.
النطاق والقابلية للتطبيق
ينطبق A500 على:
- الأنابيب المشكلة على البارد الملحومة والخالية من اللحام من الفولاذ الكربوني
- أقسام عرضية دائرية ومربعة ومستطيلة وخاصة
- التطبيقات الهيكلية (إطارات المباني، الحبال، الأعمدة، الدعائم)
- نطاق القطر الخارجي: 12.7 ملم إلى 406 ملم (دائري)؛ أبعاد مخصصة للأقسام المشكلة
لا تغطي المعايير:
- الأقسام المجوفة الهيكلية المشكلة بالسخونة (يغطيها ASTM A501)
- الأنابيب الميكانيكية (ASTM A513)
- أنابيب خدمة الضغط
تغطية الدرجات
يحدد A500 أربع درجات، كل منها متوفر في أقسام عرضية دائرية ومشكلة. تختلف المتطلبات الميكانيكية بين الأشكال الدائرية والمشكلة ضمن كل درجة.
| الدرجة | الاستخدام الأساسي | القوة النسبية |
|---|---|---|
| A | الأغراض العامة؛ نادراً ما يتم تحديده | أقل قوة |
| B | الأكثر شيوعاً؛ HSS الهيكلية القياسية | متوسط إلى عالي |
| C | تطبيقات أعلى قوة؛ تصاميم محسَّنة للوزن | عالي |
| D | تطبيقات خاصة؛ حالة معايرة | عالي (كيمياء أكثر إحكاماً) |
متطلبات التركيب الكيميائي
ASTM A500 — التركيب الكيميائي (بالوزن %، تحليل المرجل، جميع الدرجات)
| العنصر | الدرجة A | الدرجة B | الدرجة C | الدرجة D |
|---|---|---|---|---|
| C بحد أقصى | 0.26 | 0.26 | 0.23 | 0.23 |
| Mn بحد أقصى | 1.35 | 1.35 | 1.35 | 1.35 |
| P بحد أقصى | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| S بحد أقصى | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Cu بحد أدنى (عند تحديد الفولاذ المحتوي على النحاس) | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
ملاحظات:
- الدرجات C و D لها أقصى كربون منخفض (0.23%) مقارنة بـ A و B (0.26%)، مما يحسن اللحام.
- يتم إنتاج الدرجة D عادة من فولاذ مقتول مع ممارسة الحبوب الدقيقة؛ لا تقيد المعايير استخدام إضافات الصلابة بواسطة الميكانيكا (Nb، V، Ti) في أي درجة، شريطة تلبية المتطلبات الميكانيكية.
- لا يوجد حد Si محدد في A500؛ يتم التحكم في السيليكون من قبل صانع الفولاذ لتلبية الخصائص الميكانيكية.
الخصائص الميكانيكية
الأقسام الدائرية
| الدرجة | الحد الأدنى لقوة الخضوع ميجاباسكال (كسي) | الحد الأدنى لقوة الشد ميجاباسكال (كسي) | الحد الأدنى للاستطالة في 50 ملم % |
|---|---|---|---|
| A | 228 (33) | 310 (45) | 25 |
| B | 317 (46) | 400 (58) | 23 |
| C | 345 (50) | 427 (62) | 21 |
| D | 317 (46) | 400 (58) | 23 |
الأقسام المشكلة (مربعة ومستطيلة وخاصة)
| الدرجة | الحد الأدنى لقوة الخضوع ميجاباسكال (كسي) | الحد الأدنى لقوة الشد ميجاباسكال (كسي) | الحد الأدنى للاستطالة في 50 ملم % |
|---|---|---|---|
| A | 269 (39) | 310 (45) | 25 |
| B | 317 (46) | 400 (58) | 23 |
| C | 345 (50) | 427 (62) | 21 |
| D | 317 (46) | 400 (58) | 23 |
ملاحظة رئيسية: بالنسبة للدرجة A، تتمتع الأقسام المشكلة بحد أدنى لقوة خضوع أعلى (269 ميجاباسكال) من الأقسام الدائرية (228 ميجاباسكال). يحدث هذا نتيجة تقوية العمل البارد التي تحدث أثناء تشكيل الزوايا في الأقسام المشكلة. الدرجات B و C و D لها متطلبات YS متطابقة للأقسام الدائرية والمشكلة لأن YS المحدد لها أعلى بالفعل من المادة الأساسية المدرفلة كما هي، مما يمثل هذا التأثير في التصميم.
تحمل سمك الجدار والحجم
تحمل القطر الخارجي (دائري)
| نطاق القطر الخارجي | التحمل |
|---|---|
| القطر الخارجي ≤ 48.3 ملم | ± 0.40 ملم |
| القطر الخارجي > 48.3 ملم إلى ≤ 101.6 ملم | ± 0.79 ملم |
| القطر الخارجي > 101.6 ملم إلى ≤ 203.2 ملم | ± 1.59 ملم |
| القطر الخارجي > 203.2 ملم | ± 0.75% من القطر الخارجي |
تحمل العرض والارتفاع (مشكل — مربع/مستطيل)
| نطاق الأبعاد | التحمل |
|---|---|
| ≤ 63.5 ملم | +0.76 ملم / −0.38 ملم |
| > 63.5 ملم إلى ≤ 127 ملم | +1.52 ملم / −0.76 ملم |
| > 127 ملم إلى ≤ 254 ملم | +2.29 ملم / −1.14 ملم |
| > 254 ملم | +3.18 ملم / −1.59 ملم |
تحمل سمك الجدار
| سمك الجدار | التحمل |
|---|---|
| جميع السمك | −10% من سمك الجدار المحدد، بدون حد موجب (قبول قائم على الكتلة) |
ملاحظة: تحمل سمك الجدار هو مواصفة حد أدنى فقط (بدون حد موجب). يجب أن يكون متوسط الجدار الفعلي متسقاً مع الكتلة المطلوبة (الوزن لكل قدم)، وهو البعد المسيطر لأغراض التصميم الهيكلي.
نصف قطر الزاوية (الأقسام المشكلة)
نصف قطر الزاوية الخارجية للأقسام المشكلة: 3t بحد أقصى (حيث t = سمك الجدار المحدد). هذا ذو صلة لحساب خصائص القسم الفعال في التحليل الهيكلي.
حالة المعالجة الحرارية
يتم إنتاج A500 الدرجات A و B و C في حالة المشكل على البارد (الملحوم كما هو). قد يتم إنتاج الدرجة D في حالة المعايرة، لكن المعايرة ليست إلزامية ما لم يتم تحديدها في أمر الشراء.
عند المعايرة (الدرجة D):
- درجة حرارة المعايرة: عادة 870–955 °C، تبريد هواء
- تحسن المعايرة التوحيد والمتانة
- يجب أن تذكر MTC حالة المعالجة الحرارية
الاختبارات والمتطلبات الإضافية
- اختبار الثني: غير مطلوب لـ A500.
- اختبار التسطيح: مطلوب للأنابيب الدائرية — يتم تسطيح قسم حتى تساوي المسافة بين الألواح 60% من القطر الخارجي (للدرجات A و B) أو 50% (للدرجات C و D)، بدون تشقق في منطقة اللحام.
- اختبار هيدروستاتيكي أو اختبار كهربائي غير مدمر: يجب أن تمر كل طول إما اختبار هيدروستاتيكي أو NDET (اختبار كهربائي غير مدمر). NDET هو المعيار للأنابيب الهيكلية.
- تماس اللحام: يجب معالجة تماس اللحام في الأنابيب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) بشكل صحيح (إزالة وميض اللحام من الداخل على الأنابيب حيث يكون مطلوباً).
ما يعادلها من ASME
لا يوجد ما يعادله بشكل مباشر في قانون ASME للغلايات والأوعية تحت الضغط لـ A500، لأن A500 مواصفة هيكلية وغير مدرجة في قسم ASME II. بالنسبة للأقسام المجوفة الهيكلية المستخدمة في هياكل دعم معدات الضغط، يحدد مهندس السجل A500 مباشرة من خلال تعيينه ASTM. عند استخدام الأنابيب الهيكلية كمكون يحتفظ بالضغط، قد يكون ASTM A618 (HSLA مشكل بالسخونة) أو A501 (فولاذ كربوني مشكل بالسخونة) أكثر ملاءمة.
المعادلات بين المعايير
حسب مستوى قوة الدرجة
| درجة A500 | EN 10219-1 | وصف EN | IS 1161 | JIS G3466 | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|---|
| Gr A (دائري) | S235NH | HSS ملحومة مشكلة على البارد، 235 ميجاباسكال | YSt 210 | STKR400 (تقريب) | مطابقة قريبة؛ EN Si و Mn مختلفة |
| Gr A (مشكل) | S275NH | — | YSt 240 | — | A (مشكل) YS أقرب إلى S275 |
| Gr B | S355NH | HSS ملحومة مشكلة على البارد، 355 ميجاباسكال | YSt 310 | STKR490 | ما يعادلها EN الأكثر شيوعاً |
| Gr C | S355NH / S420NH | S420NH لتصاميم قوة أعلى | YSt 355 | — | S355NH بحد أدنى؛ S420 لـ Gr C |
| Gr D | S355NH (معايير) | HSS ملحومة مشكلة على البارد معايرة | YSt 310 | — | ما يعادلها حالة المعالجة الحرارية |
لاحقة تعيين درجة EN 10219:
- NH = معايير أو مدرفلة حرارياً ميكانيكياً (مشكلة على البارد، مبردة مباشرة)
- NLH = معايير، نسخة متانة منخفضة الحرارة
لتكافؤ الشراء، يتم مطابقة A500 Grade B بشكل شائع مع EN 10219 S355J2H (355 ميجاباسكال YS، اختبار Charpy عند −20 °C) في المشاريع الدولية.
المعادلات IS 1161 (المعيار الهندي)
| درجة A500 | درجة IS 1161 | YS دقيقة ميجاباسكال |
|---|---|---|
| Gr A | YSt 210 | 210 |
| Gr B | YSt 310 | 310 |
| Gr C | YSt 355 | 355 |
قائمة التحقق من التحقق من MTC
عند التحقق من شهادة اختبار المطحنة لأنابيب A500، تأكد من:
- معيار تعيين، درجة، ونوع القسم (دائري أو مشكل) تطابق أمر الشراء
- رقم الحرارة يمكن تتبعه إلى علامات فيزيائية على الأنبوب
- الكربون يتوافق مع حد الدرجة المحدد (0.26% لـ A/B، 0.23% لـ C/D)
- Mn و P و S ضمن الحدود لجميع الدرجات
- قوة الخضوع تلبي الحد الأدنى للدرجة للنوع القسم المعني (دائري مقابل مشكل)
- قوة الشد تلبي الحد الأدنى للدرجة
- الاستطالة تلبي الحد الأدنى لطول القياس 50 ملم
- نتيجة اختبار التسطيح (نجح/فشل) المبلغ عنها
- نتيجة اختبار NDET أو الهيدروستاتيكي المبلغ عنها
- الأبعاد: القطر الخارجي (دائري) أو العرض/الارتفاع (مشكل) ضمن تحمل A500
- سمك الجدار: يتم تحديد سمك الجدار الاسمي وضمن تحمل −10%
الأسئلة الشائعة
ما هي درجة ASTM A500 الأكثر تحديداً بشكل شائع لأقسام الهياكل المجوفة الهيكلية (HSS)?
الدرجة B هي بكل تأكيد الدرجة الأكثر تحديداً لـ HSS الهيكلية في بناء الجسور والمباني في أمريكا الشمالية. لديها حد أدنى لقوة خضوع قدره 317 ميجاباسكال (46 كسي) وحد أدنى UTS قدره 400 ميجاباسكال (58 كسي) للأقسام الدائرية والمشكلة. تُستخدم الدرجة C عندما تكون هناك حاجة لقوة أعلى لتقليل سمك الجدار أو الوزن.
لماذا تتمتع درجة ASTM A500 A بقوى خضوع مختلفة للأقسام الدائرية والمشكلة?
يؤدي التشكيل البارد لأنبوب دائري إلى شكل مربع أو مستطيل إلى إحداث تقوية عمل إضافية في الزوايا والأسطح المسطحة. هذا يزيد من قوة الخضوع للأقسام المشكلة فوق ما تملكه المادة في شكل دائري. يعكس A500 هذا بتحديد حد أدنى أعلى لقوة الخضوع (269 ميجاباسكال مقابل 228 ميجاباسكال) للأقسام المشكلة من الدرجة A. الدرجات الأعلى بالفعل لديها قوة مادة أساسية مرتفعة، لذا فإن زيادة التشكيل على البارد أقل أهمية نسبياً.
ما هو ما يعادل EN 10219 من ASTM A500 Grade B?
EN 10219 S355J2H هو ما يعادل الأكثر استشهاداً. كلاهما يحدد حد أدنى لقوة خضوع يبلغ حوالي 317–355 ميجاباسكال للأقسام المجوفة الهيكلية المشكلة على البارد. الفرق الرئيسي هو أن EN 10219 S355J2H يتطلب اختبار تأثير Charpy V-notch عند −20 °C (27 J بحد أدنى)، بينما لا يتطلب A500 Grade B اختبار Charpy ما لم يتم تحديده كمتطلب إضافي.
هل أنابيب ASTM A500 مناسبة لتطبيقات أوعية الضغط?
لا. A500 مواصفة هيكلية وغير مدرجة في قسم قانون ASME للغلايات والأوعية تحت الضغط II. لا يتم الموافقة عليها للمكونات التي تحتفظ بالضغط. بالنسبة لأنابيب خدمة الضغط بأقسام مربعة أو مستطيلة (نادرة)، ستحتاج ASTM A500 إلى انحراف هندسي. تستخدم أنابيب الضغط القياسية للأقسام الدائرية A106 (خالية من اللحام)، A53 (ملحومة/خالية من اللحام)، أو API 5L اعتماداً على الخدمة.
ما نصف قطر الزاوية الذي يجب افتراضه لأقسام ASTM A500 المشكلة في الحسابات الهيكلية?
يحدد ASTM A500 نصف قطر زاوية خارجية أقصى قدره 3t (ثلاثة أضعاف سمك الجدار) للأقسام المشكلة. لحسابات خصائص القسم (لحظة القصور الذاتي، معامل القسم)، يستخدم المصممون عادة القيم المجدولة في دليل AISC للبناء الفولاذي لـ HSS، والذي يفترض نصف قطر زاوية محدد وسمك جدار يتم قياسه على السطح المسطح. قد يكون نصف القطر الفعلي من المنتج أقل من 3t.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free