لوله فولادی کم کربن که لوله فولادی ملایم نیز نامیده می شود، پرمصرف ترین محصول لوله ای در صنعت است. این از فولاد با محتوای کربن به اندازه کافی کم ساخته شده است تا مواد را انعطاف پذیر و به راحتی قابل جوش نگه دارد، که آن را به گزینه پیش فرض برای تامین آب، توزیع گاز کم فشار، قاب بندی ساختاری، حصار، شمع بندی و کارهای مکانیکی عمومی تبدیل می کند. مشخص کردن صحیح آن به معنای دانستن اینکه محدودیت کربن کجاست و کدام مشخصات محصول بر وظیفه مورد نظر حاکم است.
چه چیزی یک لوله فولادی کم کربن را تعریف می کند
محتوای کربن خط جداکننده بین سه خانواده فولاد کربنی است. فولاد کم کربن دارای حدود 0.25 درصد کربن وزنی است، فولاد کربن متوسط تقریباً بین 0.25 درصد تا 0.60 درصد و فولاد پر کربن بالاتر از این رقم است. پیامدهای مهندسی محتوای کربن کم عبارتند از یک ماده نرم، انعطاف پذیر و سخت با قابلیت ماشین کاری خوب، جوش پذیری عالی بدون پیش گرما در ضخامت های معمولی، و تنها استحکام متوسطی که با عملیات حرارتی به هیچ درجه مفیدی نمی رسد.
شکل پذیری عالی، بنابراین لوله را می توان خم کرد، منبسط کرد و به هم زد.
قابل جوش با مواد مصرفی معمولی و بدون احتیاط خاص در ضخامت دیواره نازک و متوسط.
چقرمگی خوب، بدون خطر رفتار شکننده که در گریدهای کربن بالا مشاهده می شود.
استحکام و سختی کمتری نسبت به فولاد کربن متوسط یا زیاد دارد، بنابراین محدودیت‌های فشار و دما در حد متوسط هستند.
نمرات، محتوای کربن و حداقل خواص
| درجه | مشخصات | حداکثر کربن | حداقل بازده، مگاپاسکال | حداقل کششی، MPa | وظیفه معمولی |
|---|---|---|---|---|---|
| A106 درجه A | ASTM A106 | 0.25 | 205 | 330 | لوله بدون درز برای سرویس در دمای بالا |
| A106 درجه B | ASTM A106 | 0.30 | 240 | 415 | لوله بدون درز برای سرویس فشار و دما |
| A106 درجه C | ASTM A106 | 0.35 | 275 | 485 | لوله فشار بدون درز با استحکام بالاتر |
| A53 درجه B | ASTM A53 | 0.30 | 240 | 415 | لوله بدون درز و جوش داده شده برای خدمات عمومی |
| A179 و A192 | ASTM A179، ASTM A192 | کربن کم، فولاد کشته شده | بر اساس مشخصات | بر اساس مشخصات | مبدل حرارتی و لوله های دیگ بخار |
| درجه B | API 5L | 0.28 | 245 | 415 | لوله خط برای جمع آوری نفت و گاز |
| X42 | API 5L | در هر درجه | 290 | 415 | لوله خط کم استحکام برای انتقال |
| P235GH | EN 10216-1 | در هر درجه | 235 | 360 | سرویس فشار اروپا در دمای بالا |
| Q235B | GB/T 3091، GB/T 8163 | 0.20 | 235 | 370 | حمل و نقل آب، گاز و سیالات عمومی |
| SGP | JIS G3452 | کربن کم | بر اساس مشخصات | بر اساس مشخصات | لوله کشی معمولی برای سرویس کم فشار |
محتوای کربن و الزامات مکانیکی همیشه باید از نسخه استاندارد ذکر شده در سفارش خرید گرفته شود، زیرا محدودیت ها بین فرم ها و درجه های محصول متفاوت است.
رفتار مکانیکی و جوش پذیری
A106 درجه B و A53 درجه B حداقل سطوح یکسانی از استحکام تسلیم 240 مگاپاسکال و استحکام کششی 415 مگاپاسکال را دارند، به همین دلیل است که آنها اغلب برای کارهای کم فشار قابل تعویض هستند حتی اگر مسیرهای تولید و الزامات بازرسی آنها متفاوت باشد. جوش پذیری از طریق معادل کربن کنترل می شود که به صورت کربن به اضافه منگنز تقسیم بر شش به اضافه عناصر آلیاژی باقی مانده به ترتیب بر پنج و پانزده تقسیم می شود. معادل کربن حدود 0.43 درصد یا کمتر معمولاً برای این گریدها مشخص می شود که امکان جوشکاری بدون پیش گرما در محدوده ضخامت معمول را فراهم می کند.
تمرین جوشکاری و ساخت
از یک فلز پرکننده فولاد کربنی منطبق مانند طبقه بندی ER70S-6 برای جوشکاری قوس فلزی گاز، مطابق با مشخصات فلز پرکننده AWS A5 استفاده کنید.
پیشگرم معمولاً کمتر از حدود 0.25 درصد کربن مورد نیاز نیست، اما برای ضخامت دیواره سنگین، اتصالات مهار بالا و شرایط محیطی سرد توصیه می شود.
حرارت ورودی را روی لوله دیوار نازک کنترل کنید تا از سوختگی و اعوجاج بیش از حد جلوگیری شود.
پس از جوشکاری به جای قبل، گالوانیزه گرم را انجام دهید، زیرا پوشش آسیب دیده در اثر جوشکاری را نمی توان به کیفیت اولیه بازگرداند.
حداقل شعاع خمش را رعایت کنید تا در حین خمش سرد از حالت بیضی و چین و چروک جلوگیری شود.
برنامه های کاربردی معمولی و محدودیت های انتخاب
لوله فولادی کم کربن ماده استاندارد برای خطوط آب آشامیدنی و فرآیندی، توزیع گاز کم فشار، هوای فشرده، چارچوب های ساختاری، نرده ها و حفاظ ها، نرده ها، شمع بندی، زهکشی و ساخت مهندسی عمومی است. این انتخاب مناسبی برای کار در دمای بالا یا فشار بالا نیست، که در آن مشخصات فشار بدون درز مانند ASTM A106 مورد نیاز است، و نه برای خدمات برودتی، که در آن درجه حرارت پایین آزمایش شده برای چقرمگی ضربه باید استفاده شود.
سوالات متداول
س: چه محتوای کربنی باعث می شود یک لوله فولادی کم کربن باشد؟
زمانی که فولاد حاوی تقریباً 0.25 درصد کربن یا کمتر از وزن باشد، لوله به عنوان کم کربن طبقه بندی می شود. مشخصات لوله معمولی سقف خود را تعیین می کند، معمولاً بین 0.20٪ و 0.30٪.
س: آیا فولاد ضد زنگ 304 یک فولاد کم کربن است؟
شماره 304 یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است، نه فولاد کربنی، اگرچه نوع کم کربن 304L بسته به مشخصات محصول، کربن را در 0.030٪ یا 0.035٪ درپوش دارد.
س: آیا C45 یک فولاد کم کربن است؟
شماره C45 یک فولاد کربن متوسط با تقریباً 0.45 درصد کربن است که به آن استحکام و سختی بالاتری نسبت به فولاد کم کربن می دهد، اما شکل پذیری را کاهش می دهد و جوشکاری را سخت تر می کند.
س: آیا EN8 یک فولاد کم کربن است؟
شماره EN8 مربوط به درجه کربن متوسط 080M40 با تقریباً 0.40 درصد کربن است و برای اجزای تحت فشار مانند شفت، محور و کلیدها استفاده می شود.
س: آیا لوله فولادی کم کربن همان لوله آلومینیومی است؟
خیر. لوله آلومینیومی یک محصول غیرآهنی با تقریباً یک سوم چگالی فولاد و استحکام و رفتار حرارتی متفاوت است و تحت استانداردهای جداگانه مانند ASTM B241 مشخص شده است.
س: آیا لوله فولادی کم کربن قبل از جوشکاری نیاز به گرم کردن دارد؟
در ضخامت دیوار معمولی و در دمای محیط متوسط، چنین نیست. مقاطع سنگین، اتصالات با محدودیت بالا و شرایط آب و هوای سرد، پیش گرمای متوسطی را برای جلوگیری از ترک خوردن و مناطق سخت توجیه می کنند.
