شمع های لوله فولادی ASTM A252: درجه ها، ویژگی ها و کاربردها

شمع لوله ASTM A252 چیست؟

ASTM A252، مشخصات استاندارد برای شمع های لوله فولادی جوش داده شده و بدون درز، مشخصاتی است که اغلب در پروژه های شمع بندی در آمریکای شمالی، آسیا و خاورمیانه نام برده می شود. شمع لوله یک استوانه فولادی توخالی است که برای انتقال بارهای سازه ای از طریق خاک های سطحی ضعیف به لایه باربر عمیق تر، رانده، ارتعاش یا سوراخ می شود. شمع‌های لوله A252 روی پایه‌های پل، ستون‌های ساختمان، دیوارهای حائل، سدها و سازه‌های دریایی پذیرفته می‌شوند زیرا ظرفیت محوری بالایی را در واحد وزن فولاد ارائه می‌کنند و در شرایط سخت رانندگی به‌طور قابل پیش‌بینی رفتار می‌کنند.

استاندارد سه درجه تعریف می کند. درجه 1 سبک ترین و مقرون به صرفه ترین گرید برای شرایط آسان خاک است. درجه 2 انتخاب پیش فرض برای اکثر کارهای شمع بندی است و بهترین تعادل بین قدرت و هزینه را ارائه می دهد. درجه 3 بالاترین حداقل استحکام را ارائه می دهد و در جایی که رانندگی سخت است، نفوذ عمیق است، یا شمع باید در هنگام نصب در مقابل خم شدن و کمانش جانبی مقاومت کند، مشخص می شود.

بدون درز یا جوش داده شده: کدام مسیر تولید؟

ASTM A252 شمع لوله های بدون درز و جوش داده شده را می دهد و این دو مسیر پنجره هایی با اندازه های مختلف را ارائه می دهند:

شمع های بدون درز از یک شمش گرد جامد سوراخ می شوند. آنها معمولاً تا حدود 26 اینچ (660 میلی متر) قطر خارجی در دسترس هستند و در جایی انتخاب می شوند که یک دیوار همگن بدون درز جوش ترجیح داده شود.

شمع های جوش داده شده از سیم پیچ یا صفحه فولادی تشکیل شده و با جوشکاری مقاومتی الکتریکی (ERW) یا جوشکاری قوس زیر آب (SAW) به هم متصل می شوند. شمع های جوش داده شده A252 مسیر اقتصادی برای قطرهای بزرگ و دیوارهای ضخیم است و بسیار فراتر از محدودیت اندازه بدون درز است، معمولاً تا 60 اینچ (1524 میلی متر) و بزرگتر.

برای یک درجه معین، شمع های جوش داده شده و بدون درز در اکثر پروژه ها قابل تعویض هستند. این تصمیم معمولاً بر اساس قطر، ضخامت دیوار، مقدار و در دسترس بودن آسیاب است. جوش طولی یک شمع جوش داده شده قبل از خروج شمع از آسیاب ساخته می شود و درز معمولاً قبل از رانندگی توسط طرح کیفیت سازنده شمع قرار می گیرد و بررسی می شود.

مقایسه درجه: قدرت و استفاده معمولی

الزامات ازدیاد طول تحت ASTM A252 به ضخامت دیوار مرتبط است: دیوارهای نازکتر باید حداقل کشیدگی بیشتری را نشان دهند، که معمولاً از حدود 25 درصد برای دیوارهای سنگین تر به 17 درصد برای دیوارهای نزدیک به 2.8 میلی متر کاهش می یابد. هنگام مقایسه گواهی‌های آسیاب، همیشه مقدار ازدیاد طول را در مقابل ردیف ضخامت دیوار استاندارد به جای یک رقم صاف بررسی کنید.

ترکیب شیمیایی

تمام گریدهای A252 فولادهای کم کربن و بدون آلیاژهای عمدی هستند که جوش پذیری را بالا و هزینه را پایین نگه می دارد. محدودیت‌های کنترل‌کننده حداکثر محتوای فسفر 0.050 درصد و حداکثر محتوای گوگرد 0.050 درصد است، با کربن در محدوده پایین نگه‌داری می‌شود تا جوشکاری میدانی اتصالات و پیوست‌ها ساده باقی بماند. منگنز در مقادیر معمولی فولاد کربنی وجود دارد تا افت استحکام را از سطح کربن کم جبران کند.

اندازه ها و تحمل های استاندارد

اندازه های شمع A252 از همان سیستم برنامه ریزی اسمی مانند سایر لوله های فولادی کربنی جوش داده شده و بدون درز پیروی می کنند. محدوده های تولید متداول که در پروژه های فونداسیون مشاهده می شود عبارتند از:

قطر خارجی: 8 اینچ (219 میلی متر) تا 60 اینچ (1524 میلی متر) و بالاتر برای شمع های جوش داده شده. 1/4 اینچ تا 26 اینچ برای شمع های بدون درز.

ضخامت دیوار: از حدود 1/8 اینچ (3.2 میلی متر) برای بخش های سبک تا 2 اینچ (50 میلی متر) برای شمع های درجه 3 سنگین.

طول: طول‌های تصادفی منفرد 20 تا 40 فوت (6 تا 12 متر)، با بخش‌های ساخته شده طولانی‌تر که برای کارهای دریایی عرضه می‌شوند.

تلورانس قطر بیرونی و ضخامت دیوار از جداول ASTM A252 پیروی می کند. شمع‌ها معمولاً با انتهای ساده، انتهای اریب‌دار یا با کفشی جوش داده می‌شوند که توسط مهندس سازه مشخص شود.

برنامه های کاربردی

پایه های پل و شمع بندی تکیه گاه، جایی که گروهی از شمع های رانده بار تیرها را حمل می کنند.

ستون‌های ساختمانی و پایه‌های بلند، از جمله درپوش شمع‌ها روی شمع‌های لوله‌های حفر شده یا رانده.

سازه های دریایی مانند اسکله ها، دلفین ها، اسکله های پهلوگیری و ژاکت های سکوی دریایی.

دیوارهای حائل، جایگزین های شمع ورق، سدها و سیستم های تثبیت شیب.

ریزشمع ها و پوشش خاک-میخ که در آن لوله با قطر کوچک A252 به عنوان پوشش دائمی استفاده می شود.

هنگام سفارش شمع A252 چه چیزی باید مشخص شود

یک سفارش کامل A252 باید استاندارد را با درجه، قطر بیرونی و ضخامت دیواره، طول و وضعیت انتهایی مورد نیاز، هر گونه پوشش مورد نیاز، و بسته بازرسی و مستندات را نام‌گذاری کند. اضافات معمولی گواهینامه های آزمایش آسیاب با نتایج شیمی و کششی کامل، بررسی اولتراسونیک یا رادیوگرافی درز جوش برای شمع های جوش داده شده، و آزمایش ضربه در جایی که مشخصات پروژه نیاز به چقرمگی در دمای پایین دارد. برای مکان‌های خورنده دریایی یا صنعتی، یک پوشش خارجی مانند اپوکسی با پیوند همجوشی (FBE) یا یک سیستم دو لایه مشخص کنید، زیرا شمع‌های لوله لخت برای عمر طولانی به محافظت کاتدی یا پوشش متکی هستند.

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین شمع لوله A252 درجه 2 و درجه 3 چیست؟

درجه 3 دارای حداقل استحکام تسلیم بالاتر، 45000 psi (310 مگاپاسکال) در مقابل 35000 psi (240 مگاپاسکال) برای درجه 2، و حداقل مقاومت کششی بالاتر 66000 psi (455 مگاپاسکال) است. درجه 3 برای رانندگی عمیق یا سخت و برای شمع های با ظرفیت بالا استفاده می شود، در حالی که درجه 2 اکثر کارهای معمول فونداسیون را با هزینه کمتر پوشش می دهد.

Q2: آیا می توان شمع های لوله ASTM A252 را در محل جوش داد؟

بله. شیمی کم کربن گریدهای A252 برای پشتیبانی از جوشکاری میدانی اتصالات، کفش های محرک و اتصالات با استفاده از جوشکاری قوس فلزی محافظ معمولی یا قوس فلزی گازی در نظر گرفته شده است. صلاحیت روش جوشکاری و الزامات پیش گرمایش باید از مشخصات پروژه پیروی کند، به خصوص در هوای سرد یا برای دیوارهای ضخیم.

Q3: آیا شمع های لوله A252 گالوانیزه هستند؟

گالوانیزه گرم برای قطرهای کوچکتر امکان پذیر است، اما بخش های شمع بندی بزرگ معمولاً به دلیل محدودیت های عملی حمام های گالوانیزه، بدون پوشش اپوکسی با پیوند فیوژن یا سایر سیستم های پوششی عرضه می شوند. حفاظت در برابر خوردگی برای شمع های رانده معمولاً با پوشش به همراه حفاظت کاتدی در محیط های دریایی ارائه می شود.

Q4: چه ضخامت دیوار برای شمع های لوله A252 معمول است؟

ضخامت دیوار توسط مهندس سازه بر اساس تنش های رانندگی، بار محوری و میزان خوردگی انتخاب می شود. انتخاب های رایج از 1/4 اینچ (6.4 میلی متر) تا 3/4 اینچ (19 میلی متر) برای شمع های ساختمان و پل، با دیوارهای سنگین تر برای کاربردهای دریایی یا با ظرفیت بالا استفاده می شود.

Q5: آیا ASTM A252 همان ASTM A53 است؟

شماره. لوله A53 درجه B گاهی اوقات برای شمع های موقت سبک رانده می شود، اما شمع های فونداسیون دائمی باید به A252 با درجه مناسب مشخص شود.

Q6: چه آزمایشاتی روی شمع های لوله A252 انجام می شود؟

آزمایش آسیاب معمولاً شامل آنالیز شیمیایی، آزمایش کشش، آزمایش‌های مسطح یا خمش و آزمایش هیدرواستاتیک در صورت نیاز است. برای شمع‌های جوش داده شده، درز طولی جوش معمولاً با روش‌های اولتراسونیک یا رادیوگرافی بررسی می‌شود و گواهی‌های آزمایش آسیاب نتایج را برای قابلیت ردیابی در هر گرما و مقداری مستند می‌کنند.