SS400 و A36 در یک نگاه
SS400 یک فولاد نورد ساختاری همه منظوره است که در استاندارد صنعتی ژاپن JIS G3101 تعریف شده است و A36 فولاد ساختاری کربنی متناظر با استاندارد آمریکایی ASTM A36/A36M است. هر دو گرید از پرمصرف‌ترین فولادهای سازه‌ای کم‌هزینه در جهان هستند، و هر دو به طور منظم به صورت مقاطع توخالی گرد، مربعی و مستطیلی برای قاب‌های ساختمان، تکیه‌گاه ماشین‌آلات، قفسه‌ها، سکوها و ساخت عمومی عرضه می‌شوند.
نام SS400 مخفف "فولاد برای ساختار عمومی" با حداقل استحکام کششی 400 مگاپاسکال است. نام A36 به حداقل قدرت تسلیم 36 ksi اشاره دارد که تقریباً برابر با 250 مگاپاسکال است. اگرچه این دو درجه اغلب در ساختارهای ساده قابل تعویض هستند، اما توسط سیستم‌های استاندارد متفاوتی کنترل می‌شوند و از نظر محدودیت‌های ترکیب، مقادیر مکانیکی تضمین‌شده و قوانین بازرسی متفاوت هستند، بنابراین جایگزینی باید همیشه با کد طراحی حاکم بررسی شود.
مقایسه ترکیب شیمیایی
هر دو ماده از فولادهای ساختاری کم کربن- هستند. SS400 ترکیب را تا حدی باز می گذارد و عمدتاً خواص مکانیکی را تضمین می کند، در حالی که A36 محدودیت های سخت تری را برای چندین عنصر مشخص می کند. جدول زیر مقادیر حداکثر یا محدوده ارائه شده در هر استاندارد را فهرست می کند.
| عنصر | SS400 (JIS G3101) | A36 (ASTM A36) |
|---|---|---|
| کربن (C) | کمتر یا مساوی 0.29٪ | کمتر یا مساوی 0.25٪ |
| منگنز (Mn) | کمتر یا مساوی 1.40٪ | 0.80–1.20% |
| سیلیکون (Si) | کمتر یا مساوی 0.35٪ | کمتر یا مساوی 0.40٪ |
| فسفر (P) | کمتر یا مساوی 0.050% | کمتر یا مساوی 0.04٪ |
| گوگرد (S) | کمتر یا مساوی 0.050% | کمتر یا مساوی 0.05٪ |
| مس (مس) | مشخص نشده است | بزرگتر یا مساوی 0.20٪ وقتی که به عنوان فولاد مس- مشخص شود |
اثر عملی آن اندک است: هر دو گرید به راحتی با فرآیندهای معمولی{0}هیدروژن جوش می‌شوند و هر دو برای سرویس‌های رنگ‌شده یا گالوانیزه مناسب هستند. سقف کربن کمی بالاتر SS400 به این معنی است که برای مقاطع بسیار ضخیم یا جوش هایی که به شدت مهار شده اند، پیش گرما باید با دقت بیشتری ارزیابی شود.
مقایسه خواص مکانیکی
| اموال | SS400 (JIS G3101) | A36 (ASTM A36) |
|---|---|---|
| استحکام کششی | 400-510 مگاپاسکال | 400-550 مگاپاسکال |
| قدرت تسلیم | بزرگتر یا مساوی 245 مگاپاسکال برای ضخامت کمتر یا مساوی 16 میلی متر. 235 مگاپاسکال برای 16-40 میلی متر؛ 215 مگاپاسکال بالای 40 میلی متر | بزرگتر یا مساوی 250 مگاپاسکال (36 ksi) برای ضخامت تا 200 میلی متر |
| ازدیاد طول بعد از شکست | ضخامت- و نمونه-وابسته. معمولاً برای مقاطع نازک بیشتر یا مساوی 21 درصد است | بزرگتر یا مساوی 20 درصد برای طول گیج 8 اینچی |
| چقرمگی ضربه | توسط JIS G3101 تضمین نشده است. در صورت لزوم در هر سفارش تأیید می شود | اجباری نیست؛ وقتی مشخص شد تست شد |
| سختی | مشخص نشده است | به طور معمول 137-155 HB هنگام اندازه گیری |
یک جزئیات کلیدی این است که با افزایش ضخامت بخش، مقادیر تسلیم SS400 کاهش می یابد، در حالی که A36 250 مگاپاسکال تا ضخامت 200 میلی متر را نگه می دارد. برای اعضای باربری سنگین-مقادیر وابسته به ضخامت-SS400 به جای رقم 245 مگاپاسکال که برای مقاطع نازک ذکر شده است، باید اعمال شود.
سناریوهای کاربردی
لوله ساختاری A36 یک انتخاب استاندارد در ساخت و ساز و زیرساخت است: ستون ها و خرپاهای ساختمان، اعضای پل، قاب ماشین آلات، کشتی سازی، ماشین آلات کشاورزی، تجهیزات معدن و قطعات ساختاری خودرو. ترکیبی از استحکام، جوش پذیری و ازدیاد طول قابل پیش بینی آن را به درجه پیش فرض در بسیاری از پروژه های آمریکایی و بین المللی تبدیل می کند.
لوله های ساختاری SS400 در پروژه هایی که مطابق با استانداردهای ژاپنی یا آسیایی طراحی شده اند، کاربردهای مشابهی دارند: ساخت و ساز، ساخت ماشین آلات، قطعات خودرو و کشتی سازی. صفحه و لوله SS400 همچنین در بخش پتروشیمی برای مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره سازی و لوله کشی فرآیند در دماهای محیطی و نسبتاً بالا استفاده می شود، که در آن طراحی بر اساس محدوده کششی تضمین شده به جای طراحی کنترل شده بازده{3}} است.
نحوه انتخاب بین SS400 و A36
هنگامی که یک پروژه بر اساس ASTM یا کدهای بین المللی ساختمان مهندسی می شود، معمولاً اسناد A36 مورد نیاز است. هنگامی که اساس طراحی JIS است، SS400 درجه طبیعی است. برای سازه های جوش داده شده، این دو عملکرد مشابهی دارند. اگر طراحی بسیار مهم است، به یاد داشته باشید که SS400 245 مگاپاسکال را تنها تا ضخامت 16 میلی‌متر تضمین می‌کند. برای شکل‌دهی سرد، هر دو گرید به خوبی خم می‌شوند و غلت می‌خورند، اما کنترل ترکیب A36 محکم‌تر، رفتار کمی قابل پیش‌بینی‌تر در کار سرد سنگین می‌دهد. هزینه و در دسترس بودن در بازار محلی اغلب زمانی که هر دو قابل قبول هستند، این موضوع را تعیین می کنند.
باورهای غلط رایج
SS400 و A36 یک فولاد نیستند. محدودیت های شیمیایی، مقادیر بازده تضمین شده و بندهای بازرسی متفاوت است و گواهی ها را نمی توان آزادانه مبادله کرد. SS400 به طور پیش‌فرض یک درجه «ضربه-تست‌شده» نیست و آزمایش ضربه A36 نیز به سفارش تکمیلی نیاز دارد. در نهایت، 400 در SS400 یک رقم کششی است، نه یک رقم بازده، بنابراین نباید مستقیماً با نام تسلیم 36 ksi A36 مقایسه شود.
سوالات متداول
Q1: آیا می توان از لوله های SS400 به جای لوله های A36 استفاده کرد؟
در بسیاری از سازه‌های غیر بحرانی بله، اما تعویض باید توسط مهندس طراح تایید شود. استانداردها در مقادیر بازده تضمین شده برای مقاطع ضخیم، محدودیت های ترکیب و الزامات آزمایش متفاوت است، بنابراین ابتدا باید کد حاکم و مشخصات پروژه بررسی شود.
Q2: کدام درجه جوش پذیری بهتری دارد؟
هر دو عالی هستند با کربن کمتر از 0.29٪، هر دو درجه بدون احتیاط خاص در ضخامت های معمولی جوش می شوند. برای اتصالات ضخیم یا بسیار مهار شده، تمرین پیش گرمایش استاندارد اعمال می شود و A36 به دلیل سقف کربن پایین تر، کمی حاشیه بیشتری می دهد.
Q3: آیا SS400 چقرمگی ضربه تضمین شده را ارائه می دهد؟
JIS G3101 آزمایش ضربه Charpy را برای SS400 الزامی نمی کند. هنگامی که خدمات دمای پایین مورد انتظار است، انرژی ضربه مانند 27 ژول در 0 درجه می تواند به عنوان یک نیاز تکمیلی در سفارش مشخص شود، یا درجه متفاوتی باید انتخاب شود.
Q4: اعداد 400 و 36 به چه معنا هستند؟
400 در SS400 حداقل استحکام کششی بر حسب MPa است. 36 در A36 حداقل قدرت تسلیم در ksi است که برابر با 250 مگاپاسکال است. بنابراین مقایسه مستقیم این دو عدد گمراه کننده است.
Q5: کدام استاندارد بازرسی و تحمل این لوله ها را پوشش می دهد؟
لوله های SS400 به JIS G3101 همراه با استانداردهای لوله JIS قابل اجرا مانند JIS G3445 یا G3466 بسته به فرم محصول بازرسی می شوند. لوله‌های A36 معمولاً به ASTM A36 همراه با ASTM A500، A501 یا A106 عرضه می‌شوند که بستگی به این دارد که محصول یک بخش توخالی جوش، بدون درز یا ساختاری باشد.
Q6: آیا SS400 و A36 برای سرویس{3}در دمای پایین مناسب هستند؟
هر دو برای ساختارهای کلی دمای محیط در نظر گرفته شده اند. در دماهای پایین، چقرمگی آن‌ها تضمین نمی‌شود، و از نمرات{2}}ضربه‌ای مانند A333 یا فولادهای کم آلیاژ{4} باید برای شرایط طراحی برودتی یا زیر{5}}صفر استفاده شود.