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      行业信息
 

A234 WPB与国内碳钢对比

A234 WPB与国内碳钢对比点此在新窗口浏览图片


 


发布日期:[09-08-05 09:21:12] 点击次数:[1227 ]



A234 WPB与国内碳钢
1、国内管件用碳钢材料:
   目前碳钢对焊管件,国内制造标准比较繁多,主要涉及国家标准GB12459、GB/T13401及行业标准,如:SH3408 、SH3409、HG/T21635 、HG/T21631以及电力、石油等行业标准,但从其使用材料的类别来分,不外乎两类,一类用于制造无缝管件的无缝钢管类,另一类用于制造焊缝管件的钢板类。最常用的这两类材料的标准见表1,其中用于碳钢对焊管件的典型材料为:GB8163-20#、GB5310-20G 及 GB3274-Q235A、Q235B,这几种材料的主要化学成份及机械性能标准要求见表2。
   
表1 .碳钢管件常用原材料标准

类别
标准类
内容
典型钢号
无缝管件
GB8163
输送用流体无缝钢管
20#
GB5310
高压锅炉用无缝钢管
20G
有缝管件
GB3274
碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和钢带
Q235AQ235B

         表2 管件常用原材料的化学成份及机械性能(标准值)

材料级别
C
(Wt%)
Si
(Wt%)
Mn
(Wt%)
P
(Wt%)
S
(Wt%)
抗拉
强度TS(Mpa)
屈服
强度
YS(Mpa)
延伸率E(%)
冲击功
AK(J)
硬度HB
GB8163-20#
0.17-0.24
0.17-0.37
0.35-*0.65
≤0.035
≤0.035
390-530
≥275
≥20
---
GB5310-20G
0.17-0.24
0.17-0.37
0.35-0.65
≤0.03
≤0.03
410-550
≥245
≥24
≥35
GB3274-Q235A
0.14-0.22
≤0.30
0.30-0.65
≤0.05
≤0.045
375-500
≥235
≥26
---
GB3274-Q235B
0.12-0.20
≤0.30
0.30-0.70
≤0.045
≤0.045
375-500
≥235
≥26
≥27


2.ASTM A234 Gr.WPB材料概况:
    WPB材料是目前国际上最为常用的用于中、高温条件下的碳钢管件材料,其来源可以是钢管,如ASTM A106 Gr.C ,也可以是钢板,如ASTM A285 GR.C。其主要的化学成份及机械性能标准要求见表3。
表3   ASTM A234 GR.WPB化学成份及性能指标(标准值)

材料级别
C
(Wt%)
Si
(Wt%)
Mn
(Wt%)
P
(Wt%)
S
(Wt%)
抗拉
强度TS(Mpa)
屈服
强度
YS(Mpa)
伸长率E(%)
冲击功
AK(J)
硬度HB
ASTM
A234 WPB
≤0.30
≥0.10
0.29-1.06
≤0.05
≤0.058
415-585
≥240
20
---
≤197

3、国产碳钢材料的实际供货参数:
    我们通过对目前市场上最普及的宝钢、成都无缝及包头等几大钢材生产的无缝钢管(GB8163-20#),武钢、南钢产的中厚热轧碳钢板(GB3274-      Q235A/B)的实际供货数值的进行了统计,具体统计结果见表4。
表4   几种常见无缝管及钢板化学成份及性能统计表(供货值)

品种
钢号
规格范围
涉及产地
统计
炉号量
供货数值范围
C
Si
Mn
P
S
Ts
Ys
E
HB
无缝管
GB8163
20
21.3*3~
630*18
宝钢
成钢
包钢等
185
0.17
-
0.22
0.20
-
0.28
0.45
-
0.64
0.005
-
0.023
0.001-
0.019
430-
550
260
-
350
24-38
155-185
无缝管
GB5310
20G
21.3*3-
426*14
宝钢
成钢
包钢
63
0.18
-
0.21
0.22
-
0.26
0.45
-
0.55
0.005
-
0.019
0.001-
0.017
420-
520
250
-
330
28-38
145-165
钢板
GB3274
Q235A
δ=4-30
武钢
南钢
247
0.16
-
0.22
0.16
-
0.37
0.39
-
0.60
0.011
-
0.025
0.010-
0.035
405
-
495
255
-
360
25-37
140-170
钢板
GB3274
Q235B
δ=4-30
武钢
南钢
163
0.13
-
0.18
0.16
-
0.27
0.39
-
0.57
0.010
-
0.029
0.014
-
0.035
410
-
475
260
-
320
25-36
140-170

注: 表中符号意义及单位同表2、表3

4、国产碳钢材料与ASTM A234 GR.WPB的比较:

    表2及表3列出了国产碳钢材料及WPB的主要化学成份要求及机械性能指标,这些数据包含了标准材料的主要要求,也就是说,在目前国际、国内冶金水平条件下,只要能符合表2、表3的要求,其材料性能即可认为是符合相应标准的要求(表中未列的一些辅助要求,视同认为可以100%符合)同时也可认为国内、国外材料间除表2、表3所列项目外,其余要求可以认为是一致的,在此不作比较。

1 标准值与标准值的比较:

⑴化学成份的比较:
    由表2、表3看出:国产类材料含C量为0.12---0.24%,完全符合WPB C≤0.3%的要求,国产原材料Mn:0.35—0.70%, 完全符合WPB Mn::0.29—1.06%的要求,国产原材料:P、S: ≤0.045%也完全符合 WPB P≤0.05%、S≤0.058%的要求,Si含量国产原材料20#及20G与WPB要求完全符合。
    Q235A及Q235B中Si的含量要求与WPB与相互交叉部分,不是完全一致,但由表4看出,在实际上供货数值中,Q235A及Q235B的含Si量均在0.16—0.22%之间,因此,对于实际上供货的Q235A、Q235B 材料,Si的含量也是与WPB相一致的。
    由上看出:就标准规范来说,国产类碳钢材料在化学成份方面20#及20G与WPB完全相一致,Q235A、Q235B 除Si以外,其余也均与WPB一致,且Si的含量实际供货数值可以有选择地保证与WPB一致。

⑵性能指标的比较:

    由上看出,尽管两类材料在化学成份要求上可以保持一致, 但由于国产碳钢材料中碳含量的实际供货值( 0.13-0.22% )明显处于WPB要求的≤0.30%的下限值(尽管其处于要求范围内), 这就直接导致了在标准要求方面, 国产类材料强度要求的下限低于WPB的标准要求, 由表2、表3 可以看出, 除20G以外,国产类材料的抗拉强度下限标准值为375---410MPa, 屈服强度下限标准值为235Mpa, 分别低于WPB标准规定的415MPa及240MPa的要求。但同时, 在材料塑性指标方面, 也正因为国产类材料含碳量低于WPB的要求,国产类材料延伸率(E%)的标准要求(≥20-26%)却完全高于WPB的标准指标(≥20%)

    由上看出:就标准规范来说,国产类碳钢材料在性能指标方面的要求均低于WPB的要求。也正由于此,,致使国产类碳钢材料在众多的设计项目中,被判定不能替代WPB的使用。
综上,从标准规范比较得出结论:国产类碳钢材料20#、20G、 Q235A、Q235B与ASTM A234 WPB在化学成份方面是基本一致的(其中Q系列钢中Si含量需择选),而性能指标低于WPB的要求。

2 国产材料的供货指标值与WPB标准值的比较:

    尽管从标准的角度来看,似乎国产材料无法替代WPB,但我们从国产材料的实际供货值来分析,仍可以寻找到一些具有实际替代价值的结论,由前分析,影响替代成立主要有两个方面:
⑴Q系列钢板中Si含量问题;
⑵所有国产材料性能标准指标低于WPB的标准要求。
    通过比较表3及表4,我们可以看出:
⑴Q系列钢板中SI含量的实际供货值均在0.13—0.22%之间, 符合WPB SI≥0.1%的要求。
⑵国产类材料

    20#、20G钢管的性能指标实际供货值:Ts为420-550Mpa,Ys为250-350Mpa,延伸率EL为24%-38%, HB为145-185(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致), 所有被测炉号性能强度指标值均符合WPB标准的要求;
⑶国产类材料Q235A、Q235B钢板的性能指标实际供货值:Ts为405-495Mpa,其中小于410Mpa的只有两炉(低于WPB的要求),占总炉数的0.8%;Ys为255-360Mpa,符合WPB的要求;延伸率EL为25%-37%,符合WPB的要求; HB为140-170(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致),符合WPB的要求。

    5:结论:
    通过对国产GB8163-20#及GB5310-20G无缝钢管及GB3274-Q235A、Q235B中厚板的化学成份及机械性指标与ASTMA234GR.WPB在标准规范及实际供值之间的比较,在受统计的炉批范围内,国产碳钢类无缝钢管100%市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求;国产碳钢类板材中99%以上的市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求。通过在采购原材料时,有选择地控制进货材料的成份和性能指标,用国产碳钢材料可完全满足ASTM A234Gr.WPB要求.


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