الإجابة السريعة
Quick Answer
يغطي ASTM A516 ألواح الفولاذ الكربوني لأوعية الضغط في أربع درجات — 55، 60، 65، 70 — حيث يشير الرقم إلى الحد الأدنى لقوة الشد بوحدة ksi. الدرجة 70 الأكثر استخداماً على نطاق واسع، بقوة خضوع دنيا 260 MPa وقوة شد نهائية 485–620 MPa. حدود الكربون تتشدد تدريجياً عبر أربع فئات سمك. ASME SA-516 مواصفة متطابقة لتصنيع الأوعية الخاضعة لـ BPVC.
ASTM A516/A516M المعيار الأساسي لألواح الفولاذ الكربوني في خدمة أوعية الضغط عند درجات حرارة معتدلة ومنخفضة. تنشره ASTM International وينظم الألواح المسطحة الملفوفة المخصصة لأوعية الضغط الملحومة بالانصهار حيث تكون قابلية الشقوق المحسّنة حاسمة. يتم اقتران المعيار مع ASME SA-516 للأوعية ذات الختم الموثق ويعتبر المادة الافتراضية لطبول المصفاة وخزانات التخزين وأسطوانات وقذائف الغاز المسال في جميع أنحاء العالم.
النطاق والقابلية للتطبيق
ينطبق A516 على ألواح الفولاذ الكربوني المقصودة لـ:
- أوعية الضغط الملحومة بالانصهار
- خدمة درجات الحرارة المنخفضة (حتى حوالي −46 °C مع الاختبار التأثيري)
- المكونات العامة المحتفظة بالضغط
- أصداف مبادلات الحرارة وأغطية القنوات
لا ينطبق المعيار على الأنابيب أو الأنابيب أو القضبان أو الزخائر. لهذه الأشكال معايير ASTM/ASME منفصلة. يغطي A516 الألواح في جميع السماكات المنتجة وفقاً للمعيار، لكن حدود التركيب الكيميائي للكربون تعتمد على السمك.
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) | ضغط منخفض، 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 بناءً على الدرجة وسمك اللوح. تقدم الجداول التالية حدود التحليل الكاملة للحمم.
الكربون (C max، wt%) حسب الدرجة وفئة السمك
| فئة السمك | 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 والسمك (wt%):
| السمك | 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)، النيكل (Ni)، الكروم (Cr)، الموليبدينوم (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 بطريقة سقوط الشعاع/توقف المؤشر وفقاً لـ ASTM A370.
تخفيضات قوة الخضوع المعدلة حسب السمك
بالنسبة للألواح > 50 mm (2 in.) سمك، يتم تقليل الحد الأدنى لقوة الخضوع بـ 7 MPa (1 ksi) لكل زيادة 25 mm (1 in.) من السمك فوق 50 mm، مع مراعاة الحد الأدنى المطلق:
| 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.) سمك لـ Gr70
- جميع الألواح > 50 mm (2 in.) سمك لـ Gr55، Gr60، Gr65
- عند الطلب كمطبّع (لاحقة N، مثل A516 Gr70N)
عند كون التطبيع اختياري:
- قد يتم توفير الألواح ضمن حدود السمك أعلاه بحالة ملفوفة ما لم يحدد أمر الشراء التطبيع
- التطبيع خيار المشتري للألواح ضمن نطاق السمك المعياري
درجة حرارة التطبيع: عادة 900–955 °C، مبرد بالهواء. يحسّن التطبيع هيكل الحبوب، يحسّن صلابة درجة الحرارة المنخفضة، ويوحّد التركيب. يجب أن تذكر MTC درجة حرارة المعالجة الحرارية وطريقة التبريد عند توفير المادة المطبّعة.
الاختبارات والمتطلبات الإضافية
اختبار تأثير Charpy V-Notch (المتطلبات الإضافية)
يسمح A516 بمتطلبات الاختبار الإضافية التالية، يتم استدعاؤها من قبل المشتري في أمر الشراء:
| المتطلب | الوصف |
|---|---|
| S1 | اختبار تأثير Charpy V-notch عند درجة حرارة محددة؛ اتجاه معياري (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 الصناعة الكيميائية: 27 J (20 ft-lbf) حد أدنى عند −46 °C للألواح المطبّعة، وفقاً لمنحنيات استثناء 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.
لأوعية الضغط المصممة والمصنعة بموجب ASME BPVC Section VIII (Division 1 أو 2)، يجب أن يحدد أمر الشراء SA-516، وليس A516. المادة المعتمدة بشكل مزدوج (المتوافقة مع A516 و SA-516) متاحة تجارياً وتُقبل على نطاق واسع؛ يجب أن تذكر MTC بوضوح كلا التعيينات.
| ASTM | ASME | قسم الرمز 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 لدرجات 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 لدرجات حرارة مرتفعة (100–400 °C) بالإضافة إلى الخصائص في درجة حرارة الغرفة؛ A516 لا يفعل ذلك.
- غالباً ما يُستشهد بـ P355GH (EN) و A516 Gr70 كمعادلات لأغراض المشتريات، لكن P355GH لديها حدود أقل للفوسفور والكبريت (0.025 كحد أقصى لكل منهما) مقارنة بـ A516 0.035 كحد أقصى.
- SPV410 من JIS G3115 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")
- تسجيل سمك اللوح — تحقق من أن محتوى الكربون يتوافق مع فئة السمك الصحيحة
- المنغنيز ضمن النطاق لفئة السمك 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: ذكر درجة حرارة المعالجة الحرارية والطريقة
- إذا تم تحديد Charpy (S1/S2/S3): تقرير نتائج اختبار التأثير ودرجة الحرارة واتجاه العينة
- إذا كان SA-516 مطلوباً: تدوين الشهادة المزدوجة (A516 + SA-516) صراحةً على MTC
- رقم الحمم قابل للتتبع لمقاييس المادة الفيزيائية
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين ASTM A516 Grade 70 و Grade 60؟
يمثل الرقم الحد الأدنى لقوة الشد بالـ ksi. الدرجة 70 بها حد أدنى UTS 485 MPa (70 ksi) وحد أدنى YS 260 MPa، مقابل UTS 415 MPa (60 ksi) و YS 220 MPa للدرجة 60. الدرجة 70 لديها أيضاً محتوى كربون أعلى مسموح به في نفس السمك، وتُخزّن على نطاق أوسع عالمياً.
هل يتم تطبيع ASTM A516 Grade 70 دائماً؟
لا. يتم توفير A516 Gr70 ملفوفة للألواح حتى 40 mm (1½ in.) سمك، ما لم يحدد أمر الشراء التطبيع. بالنسبة للألواح التي تزيد سمكها عن 40 mm، التطبيع إلزامي. عند تحديد التطبيع، يصبح تعيين المادة A516 Gr70 Normalized (أو قد 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. لأي وعاء ضغط موثق 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 بناءً على درجة حرارة التصميم وسمك 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 لدرجات حرارة مرتفعة، ويتم اختباره بإجراءات EN 10028-2. لا يمكن استبدالهما بشكل مباشر دون مراجعة تقنية للاستبدال.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free