الإجابة السريعة
Quick Answer
يغطي ASTM A516 ألواح الفولاذ الكربوني لأوعية الضغط بأربع درجات — 55، 60، 65، 70 — حيث يشير رقم الدرجة إلى الحد الأدنى لقوة الشد بالـ ksi. الدرجة 70 هي الأكثر استخداماً على نطاق واسع، مع حد أدنى للخضوع قدره 260 MPa وقوة شد قصوى من 485–620 MPa. حدود الكربون تتشدد تدريجياً في أربع مجموعات سماكة. ASME SA-516 هي مواصفة متطابقة لتصنيع BPVC محكومة به.
ASTM A516/A516M هي المعيار الرئيسي لألواح الفولاذ الكربوني للخدمة في أوعية الضغط عند درجات حرارة معتدلة ومنخفضة. نشره ASTM International، يحكم الألواح المسطحة المدرفلة المقصودة لأوعية ضغط ملحومة بالانصهار حيث تكون صلابة الشقوق المحسّنة مهمة. يقترن هذا المعيار مع ASME SA-516 لأوعية الضغط ذات الطابع الرسمي، وهو المادة الافتراضية لأسطوانات المصافي والكرات التخزينية وأغلفة المبادلات الحرارية وقذائف تخزين الغاز المسال في جميع أنحاء العالم.
النطاق والقابلية للتطبيق
ينطبق A516 على ألواح الفولاذ الكربوني المقصودة ل:
- أوعية ضغط ملحومة بالانصهار
- خدمة درجة حرارة منخفضة (حتى حوالي −46 °C مع اختبار التأثير)
- مكونات عامة لحفظ الضغط
- أغلفة المبادلات الحرارية وأغطية القنوات
لا ينطبق هذا المعيار على الأنابيب أو الأنابيب الصغيرة أو القضبان أو التخاويز. تحتوي هذه الأشكال على معايير ASTM/ASME منفصلة. يغطي A516 الألواح بجميع السماكات المنتجة وفقاً للمعيار، لكن حدود تركيب الكربون تعتمد على السماكة.
تغطية الدرجات
| الدرجة | الحد الأدنى UTS MPa (ksi) | نطاق UTS MPa | الحد الأدنى YS MPa (ksi) | الاستخدام الأساسي |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | 380 (55) | 380–515 | 205 (30) | الضغط المنخفض، درجة حرارة محيطة |
| Gr60 | 415 (60) | 415–550 | 220 (32) | أوعية ضغط عامة |
| Gr65 | 450 (65) | 450–585 | 240 (35) | خدمة ضغط معتدلة |
| Gr70 | 485 (70) | 485–620 | 260 (38) | أوعية ضغط عالية الأداء، الأكثر شيوعاً |
متطلبات التركيب الكيميائي
يختلف محتوى الكربون في A516 حسب الدرجة وسماكة اللوح. تقدم الجداول التالية حدود التحليل الكامل للحمم.
الكربون (C max، wt%) حسب الدرجة ومجموعة السماكة
| مجموعة السماكة | Gr55 | Gr60 | Gr65 | Gr70 |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 12.5 mm (½ in.) | 0.18 | 0.21 | 0.24 | 0.27 |
| > 12.5 mm إلى ≤ 50 mm (2 in.) | 0.20 | 0.23 | 0.26 | 0.28 |
| > 50 mm إلى ≤ 100 mm (4 in.) | 0.22 | 0.25 | 0.28 | 0.30 |
| > 100 mm إلى ≤ 200 mm (8 in.) | 0.24 | 0.27 | 0.29 | 0.31 |
جميع العناصر الأخرى (wt%، جميع الدرجات، جميع السماكات ما لم يُذكر)
| العنصر | الحد |
|---|---|
| المنغنيز (Mn) | 0.85–1.20 لـ Gr55/60 حتى ≤ 12.5 mm؛ 0.85–1.20 لجميع الدرجات > 12.5 mm |
| الفوسفور (P) حد أقصى | 0.035 |
| الكبريت (S) حد أقصى | 0.035 |
| السيليكون (Si) | 0.15–0.40 |
تفاصيل المنغنيز حسب الدرجة والسماكة (wt%):
| السماكة | Gr55 | Gr60 | Gr65 | Gr70 |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 12.5 mm | 0.60–0.90 | 0.60–0.90 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 |
| > 12.5 mm | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 |
النحاس (Cu)، والنيكل (Ni)، والكروم (Cr)، والموليبدينوم (Mo)، والفاناديوم (V) محدودة بكل منها إلى 0.30% كحد أقصى (Cu 0.40% كحد أقصى) عند التحديد؛ لا يتم التحكم في البقايا ما لم يتم استدعاء المتطلب الإضافي S15 (البقايا المقيدة).
الخصائص الميكانيكية
حسب الدرجة — الشد والخضوع (جميع السماكات، الحالة القياسية)
| الدرجة | الحد الأدنى لقوة الخضوع MPa (ksi) | نطاق قوة الشد MPa (ksi) | الاستطالة في 200 mm دقيقة % | الاستطالة في 50 mm دقيقة % |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | 205 (30) | 380–515 (55–75) | 23 | 27 |
| Gr60 | 220 (32) | 415–550 (60–80) | 21 | 25 |
| Gr65 | 240 (35) | 450–585 (65–85) | 19 | 23 |
| Gr70 | 260 (38) | 485–620 (70–90) | 17 | 21 |
يتم تحديد قوة الخضوع عند إجهاد الإثبات 0.2% أو بواسطة طريقة سقوط الشعاع/توقف المؤشر وفقاً لـ ASTM A370.
تخفيضات قوة الخضوع المعدلة حسب السماكة
بالنسبة للألواح > 50 mm (2 in.) سماكة، يتم تقليل الحد الأدنى لقوة الخضوع بـ 7 MPa (1 ksi) لكل زيادة 25 mm (1 in.) من السماكة أعلى 50 mm، مع مراعاة الحد الأدنى المطلق لـ:
| الدرجة | الحد الأدنى المطلق YS (> 50 mm) |
|---|---|
| Gr55 | 170 MPa (25 ksi) |
| Gr60 | 185 MPa (27 ksi) |
| Gr65 | 205 MPa (30 ksi) |
| Gr70 | 220 MPa (32 ksi) |
متطلب التطبيع
عند الحاجة إلى التطبيع (إلزامي):
- جميع الألواح > 40 mm (1½ in.) سماكة لـ Gr70
- جميع الألواح > 50 mm (2 in.) سماكة لـ Gr55، Gr60، Gr65
- عند الطلب كمطبّع (لاحقة N، مثل A516 Gr70N)
عند اختيار التطبيع (اختياري):
- قد يتم توفير الألواح ضمن حدود السماكة أعلاه بحالة مدرفلة إذا لم يتم تحديد التطبيع في أمر الشراء
- التطبيع خيار المشتري للألواح ضمن نطاق السماكة المعياري
درجة حرارة التطبيع: عادةً 900–955 °C، مبردة بالهواء. التطبيع يحسّن هيكل الحبوب، ويحسّن صلابة درجة الحرارة المنخفضة، ويوحّد التركيب. يجب أن تذكر MTC درجة حرارة التطبيع وطريقة التبريد عند توفير المادة المطبعة.
الاختبارات والمتطلبات الإضافية
اختبار تأثير Charpy V-Notch (المتطلبات الإضافية)
يسمح A516 بمتطلبات الاختبار الإضافية التالية، المستدعاة من قبل المشتري في أمر الشراء:
| المتطلب | الوصف |
|---|---|
| S1 | اختبار تأثير Charpy V-notch عند درجة حرارة محددة؛ اتجاه قياسي (عرضي) |
| S2 | اختبار الوزن الساقط (DWT) وفقاً لـ ASTM E208؛ درجة حرارة الانتقال الخالية من اللدونة (NDT) |
| S3 | اختبار Charpy V-notch عند درجة حرارة أقل من S1؛ لتطبيقات الخدمة الباردة الشديدة |
| S5 | اختبار تأثير Charpy الطولي (أقل تحفظاً من العرضي) |
متطلب Charpy النموذجي لـ A516 Gr70 لأوعية ضغط صناعة العمليات: 27 J (20 ft-lbf) كحد أدنى عند −46 °C للألواح المطبعة، وفقاً لمنحنيات استثناءات التأثير في ASME BPVC Section VIII Div 1.
متطلبات إضافية أخرى
| المتطلب | الوصف |
|---|---|
| S4 | الفحص بالموجات فوق الصوتية وفقاً لـ ASTM A435 أو A578 |
| S9 | تصنيف الشوائب وفقاً لـ ASTM E45 |
| S11 | إزالة الكربون في الفراغ |
| S14 | حدود مكافئ الكربون (Pcm أو صيغة IIW) |
| S15 | حدود العناصر المتبقية المقيدة |
معادل ASME
ASME SA-516 متطابق من الناحية التقنية مع ASTM A516. يتم دمجه بالمرجعية في ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II Part A. الدرجات الأربع لم تتغير: SA-516 Gr55، Gr60، Gr65، Gr70.
بالنسبة لأوعية الضغط المصممة والمُصنعة بموجب ASME BPVC Section VIII (Division 1 أو 2)، يجب أن يحدد أمر الشراء SA-516، وليس A516. المادة المعتمدة بشكل مزدوج (المتوافقة مع كل من A516 و SA-516) متاحة تجارياً وتُقبل على نطاق واسع؛ يجب أن تذكر MTC بوضوح كلا التعييناً.
| ASTM | ASME | قسم رمز ASME |
|---|---|---|
| A516 Gr55 | SA-516 Gr55 | Sec II Part A |
| A516 Gr60 | SA-516 Gr60 | Sec II Part A |
| A516 Gr65 | SA-516 Gr65 | Sec II Part A |
| A516 Gr70 | SA-516 Gr70 | Sec II Part A |
معادلات المعايير الأخرى
| درجة A516 | EN 10028-2 | وصف EN | JIS G3115 | IS 2002 |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | P265GH | فولاذ كربوني لدرجة حرارة مرتفعة | — | Gr1 (تقريبي) |
| Gr60 | P295GH | فولاذ كربوني-منغنيز لأوعية الضغط | SPV315 | Gr2 |
| Gr65 | P310GH / P355GH (الحد الأدنى) | — | SPV355 | — |
| Gr70 | P355GH | فولاذ كربوني-منغنيز، 355 MPa YS دقيقة | SPV410 | Gr3A/3B |
ملاحظات حول المعادلة:
- يحدد EN 10028-2 خصائص ميكانيكية مرتفعة درجة الحرارة (100–400 °C) بالإضافة إلى الخصائص في درجة حرارة الغرفة؛ A516 لا يفعل ذلك.
- غالباً ما يُستشهد بـ P355GH (EN) و A516 Gr70 كمعادلة لأغراض الشراء، لكن P355GH لديها حدود أقل للفوسفور والكبريت (0.025 كحد أقصى لكل منهما) مقارنة بـ A516 0.035 كحد أقصى.
- SPV410 من JIS G3115 هو معادل أوعية الضغط الياباني؛ يتضمن اختبار تأثير إلزامي عند −5 °C.
قائمة التحقق من MTC
عند التحقق من شهادة اختبار المصنع للمادة A516، تأكد من:
- تطابق تعيين المعيار والدرجة مع أمر الشراء (مثل "ASTM A516 Gr70" أو "ASTM A516/A516M Gr70")
- يتم تسجيل سماكة اللوح — تحقق من أن محتوى الكربون يتوافق مع مجموعة السماكة الصحيحة
- المنغنيز ضمن النطاق لمجموعة السماكة المعنية
- P ≤ 0.035 و S ≤ 0.035 (أقسى إذا تم استدعاء S15)
- Si بين 0.15 و 0.40
- قوة الخضوع وقوة الشد والاستطالة تستوفي الحد الأدنى للدرجة
- إذا تم تحديد التطبيع: يتم ذكر درجة حرارة المعالجة الحرارية والطريقة
- إذا تم تحديد Charpy (S1/S2/S3): يتم الإبلاغ عن نتائج اختبار التأثير ودرجة الحرارة واتجاه العينة
- إذا كان SA-516 مطلوباً: يتم ملاحظة الشهادة المزدوجة (A516 + SA-516) صراحةً على MTC
- رقم الحمم قابل للتتبع لتعليمات المادة الفيزيائية
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين ASTM A516 Grade 70 و Grade 60؟
يمثل رقم الدرجة الحد الأدنى لقوة الشد بالـ ksi. الدرجة 70 لديها حد أدنى UTS من 485 MPa (70 ksi) وحد أدنى YS من 260 MPa، مقابل UTS من 415 MPa (60 ksi) و YS من 220 MPa للدرجة 60. تحتوي الدرجة 70 أيضاً على محتوى كربون أعلى مسموح به في نفس السماكة، وتُخزّن على نطاق أوسع عالمياً.
هل يتم تطبيع ASTM A516 Grade 70 دائماً؟
لا. يتم توفير A516 Gr70 بحالة مدرفلة للألواح التي تصل سماكتها إلى 40 mm (1½ in.)، ما لم يحدد أمر الشراء التطبيع. بالنسبة للألواح التي تزيد سماكتها عن 40 mm، التطبيع إلزامي. عند تحديد التطبيع، يصبح تعيين المادة A516 Gr70 Normalized (أو يحمل لاحقة N في بعض الاستخدامات التجارية).
ما معادل ASME لـ ASTM A516 Grade 70؟
ASME SA-516 Grade 70 هو المعادل المباشر. متطابق من الناحية التقنية مع ASTM A516 Gr70 وموجود في ASME BPVC Section II Part A. بالنسبة لأي وعاء ضغط موسوم برمز ASME، يجب أن يحدد أمر الشراء SA-516، وليس A516. المادة المعتمدة بشكل مزدوج التي تستوفي كل من A516 و SA-516 متاحة وتُستخدم بشكل شائع.
هل يتطلب ASTM A516 Grade 70 اختبار تأثير Charpy؟
اختبار Charpy ليس مطلوباً تلقائياً من قبل A516؛ يجب استدعاؤه كمتطلب إضافي S1 أو S2 أو S3 في أمر الشراء. ومع ذلك، للامتثال إلى ASME BPVC، قد يكون اختبار التأثير إلزامياً اعتماداً على درجة حرارة التصميم وسماكة اللوح، وفقاً لمنحنيات ASME Sec VIII Div 1 Figure UCS-66.
ما معادل EN 10028-2 لـ A516 Grade 70؟
P355GH هو أقرب معادل EN 10028-2. كلاهما لديه حد أدنى لقوة خضوع حوالي 355 MPa والمقصود لتطبيقات أوعية الضغط. ومع ذلك، يحدد P355GH حدود P و S أكثر صرامة (0.025 كحد أقصى لكل منهما)، ويتضمن خصائص ميكانيكية مرتفعة درجة الحرارة، ويتم اختباره بإجراءات EN 10028-2. لا يمكن استبدالهما بشكل مباشر دون مراجعة استبدال تقنية.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free