Geriausias anglies plieno plokštė projektai?

Pagrindiniai angliarūgšties plieno plokščių atrankos kriterijai inžineriniuose projektuose

Pritaikyti angliarūgšties plieno plokščių savybes pagal projekto reikalavimus

Kai reikia pasirinkti anglinio plieno plokštes, pirmas žingsnis yra suderinti tai, ką gali medžiaga, su tuo, ko iš tikrųjų reikia darbui. Didesnėms konstrukcijoms, tokioms kaip tiltų statymas, daugelyje inžinerinių projektų naudojamas ASTM A36 plienas, nes jis turi 250 MPa minimalų takumo stiprį ir puikiai suvirinamas. Tačiau slėgio induose reikia ko nors atlaidesnio, todėl dažniausiai nurodomi A516 markės, kadangi šios medžiagos išlaiko temperatūros intervalą nuo minus 29 laipsnių Celsijaus iki 343 laipsnių Celsijaus be gedimų. Jei kalbama apie jūrines panaudojimo sąlygas, kur druskinis vanduo nuolat veikia metalines paviršius, tada ASTM A588 plienas su vario priemaišomis tampa protingu pasirinkimu. Šie specialūs lydiniai atlaidesni korozijai nei įprastas plienas, todėl įrenginiai tų sąlygų aplinkoje tarnauja žymiai ilgiau – pagal kelis metų senumo lauko tyrimus, apie 25–40 procentų ilgiau.

Vertinant stiprumo, ilgaamžiškumo ir atsparumo aplinkai poreikius

Trys mechaninės savybės nulemia medžiagos pasirinkimą:

• Tempimo stipris : ASTM A572 50 klasės plienas turi 450 MPa galutinį stiprumo ribą, todėl jis tinka naudoti sunkiai apkrautiems konstrukcijoms
• Suvirčio drąsa : Charpy V formos smūgio kietumas -40 °C temperatūroje siekia 27 J, užtikrindamas patikimą veikimą šaltuose sąlygose, pvz., Arktykės dujotiekčiuose
• Korozijos atsparumas : Cinko-aliuminio danga 72 % sumažina rūdžių plitimą pakrantės zonose (NACE 2022)

Aplinkos veiksniai, tokie kaip UV spinduliuotė ir cheminės medžiagos, gali pakenkti nepaapsaugotam angliniam plienui 0,5–1,2 mm/metų greičiu, todėl ilgalaikėse konstrukcijose būtina naudoti apsaugines priemones.

Suderinant kainos naudingumą su ilgalaikiu veikimu

ASTM A36 plienas tikrai yra pigesnis nei stipraus A572 klasės plienas, galbūt net 15–20 procentų pigiau. Tačiau jei pažvelgtume iš kitos pusės, A572 klasės plienas turi maždaug dvigubai didesnį takumo stiprį nei standartinis A36 plienas. Tai reiškia, kad inžinieriai gali naudoti plonesnes medžiagas, nei aukšdami konstrukcinio vientisumo, todėl ilgainiui sutaupoma svorio ir medžiagos kainų. Ir eksploatacinių kaštų požiūriu situacija atrodo kitaip. Tyrimai rodo, kad pasirinkus korozijai atsparius plieno tipus arba tinkamai naudojant apsaugines dengiančias medžiagas, per maždaug penkiolika metų pakeitimo kaštai sumažėja maždaug 60 procentų. Ilgam laikui projektuojamiems statiniams tai yra pelninga, net jei iš pradžių investicijos atrodo didesnės.

Trikio stiprio, takumo stiprio ir atplėšimo supratimas konstrukcinių klasifikacijų aspektais

Kai kalbama apie anglies plieno plokštes, atplėšimo stipris esencialiai nurodo, kiek įtampos medžiaga gali išlaikyti, kol visiškai sugenda. Dar viena svarbi charakteristika yra takumo stipris, rodanti, kada metalas pradeda nuolat deformuotis veikiamas slėgio. Taip pat yra atplėšimo stipris, kuris matuoja, kiek ilgesnė tampa medžiaga, kol sugenda, išreiškiamas procentais. Tai leidžia suprasti, koks duktilus arba elastingas yra plienas. Paimkime, pavyzdžiui, ASTM A36. Šios rūšies atplėšimo stipris svyruoja nuo maždaug 36 ksi iki 80 ksi. Tokios savybės daro ASTM A36 tinkamą pasirinkimu konstrukcijoms, kurios turi išlaikyti didelę apkrovą, tokias kaip tiltų konstrukciniai elementai ir pastatų karkaso konstrukcijos, kur reikia tiek stiprio, tiek tam tikro lankstumo.

Kietumo ir smūginio atsparumo palyginimas tarp skirtingų anglies plieno rūšių

Anglies kiekis tiesiogiai veikia kietumą ir smūginį atsparumą:

Vidutinio anglies kiekio plienai, tokie kaip ASTM A572, naudingai apdorojami šilumui, kad būtų subalansuotas kietumas ir atsparumas lūžimui, ypač šaltuose aplinkose.

Atsparumas nuovargiui ir paviršiaus būklės poveikis konstrukcijos vientisumui

Pagal 2022 m. ASM International atliktus naujausius tyrimus, kai kurios terminio apdorojimo plieno rūšys gali išlaikyti daugiau nei milijoną apkrovos ciklų esant pusės jų maksimalios apkrovos. Ši atsparumas labai priklauso nuo tokių veiksnių kaip paviršiaus būklė – apdirbti arba valcuoti paviršiai žymiai keičia bendrą nuovargio atsparumą dėl įtempimo koncentracijos taškų, atsirandančių dėl aštrių kampų ar paviršiaus trūkių. Efektyvus korozijos kontrolė dar labiau pailgina šių medžiagų tarnavimo laiką, todėl apsauginės dangos yra būtinos ilgalaikėms konstrukcijoms agresyvioje aplinkoje

Vidutinio anglies plieno stiprumo ir suvirinamumo balansas

Padidinant anglies kiekį (0,30–0,60 %) padidėja stiprumas, tačiau mažėja suvirinamumas. Tinkamos terminio apdorojimo procedūros, tokios kaip iš anksto įkaitinimas iki 150–200 °C, gali padėti išvengti vandenilio sukeltų įtrūkimų problemų. ASTM A516 Grade 70 plienui, kurio storis 25 mm, būtina taikyti iš anksto įkaitinimo priemones, nustatytas apie 95 °C, kartu su terminiu apdorojimu po suvirinimo siekiant optimalių rezultatų atliekant sudėtingus gamybos darbus.

Pabrėžiamos pagrindinės ASTM A36, A572 ir A516 anglies plieno plokščių savybės ir taikymo sritys

ASTM A36

Plienas paprastai turi apie 36 ksi minimalų takumo ribą, o jo tempimo stiprumas svyruoja nuo 58 iki 80 ksi. Kaip daugiausiai naudojamas mažai anglies turintis konstrukcinis plienas, ASTM A36 siūlo subalansuotas mechanines savybes, kurios yra ideali konstrukciniams statybos darbams, tokiems kaip pastatų konstrukcijos ar tiltų komponentai. Dėl gebėjimo išlikti plastiškam esant apkrovai, jis tinka įvairioms inžinerijos užduotims, kur stiprumas ir lankstumas yra esminiai eksploatacinius charakteristikos.

A572: Padidinta tvirtumas didesnės apkrovos konstrukcijoms

Nors ASTM A36 tinka bendriems statybos projektams, jis yra mažiau tinkamas nei A572 50 klasė scenarijuose, kai reikia papildomos stiprybės, nepažeidžiant lankstumo, pvz., ilgojo skersmens tilto strypai, reikalaujantys "didžiojo 1,5:1 stiprumo ir svorio santykį" arba atspar

A516 Anglies plieno plokštės: mažos temperatūros ir slėgio indų naudojimui

ASTM A516 anglies plienas turi puikų kietumą iki temperatūros, mažesnės nei nulinė, todėl jis ypač naudingas, kai naudojamasi trapiais, priešiškais lūžimams medžiagomis, paplitusiomis skystųjų naftos dujų (LPG) saugyklose, taip pat trumpalaikiu aukštos temperatūros atspal

Pagrindinių anglies plieno struktūrų cheminė sudėtį lyginant

Mažo anglies kiekio medžiagos ypač tinka apdirbimo operacijoms, kur reikia mažiau jėgos nei jų aukštesnės kokybės atitikmenys. Atitinkamai, A36 apdirbančios įmonės sukuria apie 15 procentų mažesnes sąnaudas CNC įrankių eksploatacijai, lyginant su naudojamaisiais įrankiais, skirtais gaminti aukštesnio mangano turinčius produktus, tokius kaip naudojami sudėtingesnėse lydinių gamybos procesuose (AISI)

DUK

Kokie yra pagrindiniai veiksniai, kuriuos reikia įvertinti parenkant anglies plieno plokštes inžineriniams projektams?

Pagrindiniai veiksniai apima medžiagos savybių pritaikymą prie projekto reikalavimų, mechaninių savybių vertinimą, tokių kaip atsparumas tempimui, smūginis kietumas ir atsparumas korozijai, bei balansavimą tarp sąnaudų efektyvumo ir ilgalaikio našumo.

Kokie yra pagrindiniai ASTM A36 plieno panaudojimo būdai?

ASTM A36 plienas daugiausiai naudojamas statybų ir gamybos srityse dėl jo stiprumo ir lankstumo balanso, todėl jis tinka tiltų konstrukcijoms, guolinei konstrukcinei sistemai ir sunkiųjų mašinų pamatams.

Kaip anglies kiekis veikia anglinio plieno savybes?

Didesnis anglies kiekis padidina kietumą ir stiprumą, tačiau sumažina suvirinamumą. Vidutinio anglies kiekio plienai, tokie kaip ASTM A572, dažnai apdorojami šilumine apdorojimu siekiant subalansuoti kietumą ir atsparumą lūžimui.

Kodėl ASTM A516 rūšis naudojama slėgio induose?

ASTM A516 naudojama slėgio induose dėl jos puikios atsparumo temperatūrai žemiau nulio ir gebėjimo slopinti įtrūkimų plitimą, todėl ji idealiai tinka kritinėms sistemoms, tokioms kaip DGL saugojimo talpos.