Rura stalowa spawana spiralnie ASTM A252 klasy 3 (SSAW)
Podstawowy przegląd
Rura stalowa spawana spiralnie łukiem krytym (SSAW) klasy 3 ASTM A252jestnajwyższy stopień wytrzymałościw ramach specyfikacji ASTM A252 dla pali rur stalowych. Został specjalnie zaprojektowany dodo ciężkich-podkładówwymagające maksymalnej nośności-, na przykład-wieżowce, platformy wiertnicze, duże mosty i głębokie fundamenty w trudnych warunkach gruntowych.
Nazwa Wyjaśnienie
| Część | Oznaczający |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów) |
| A252 | Standardowa specyfikacja dla spawanych i bezszwowych pali rur stalowych |
| klasa 3 | Thenajwyższy stopień wytrzymałości– minimalna granica plastyczności310 MPa (45 000 psi) |
| SSAW | Spawanie łukiem krytym spiralnym –-spawanie dwustronne z materiałem dodatkowym; szew spawalniczy przebiega spiralnie wzdłuż długości rury |
Kluczowe dane techniczne
| Atrybut | Opis |
|---|---|
| Standard | ASTM A252 / A252M – „Standardowa specyfikacja dla spawanych i bezszwowych pali rur stalowych” |
| Funkcja podstawowa | Wytrzymałe-podparcie fundamentów konstrukcyjnych– stałe obciążenie-elementy nośne lub powłoki do pali-betonowych-wylewanych na miejscu |
| Proces produkcyjny | Spawanie łukiem krytym spiralnym (SSAW) –-dwustronne spawanie automatyczne |
| Minimalna siła plastyczności | 310–345 MPa (45 000–50 000 psi) |
| Minimalna wytrzymałość na rozciąganie | 455–480 MPa (66 000–70 000 psi) |
| Minimalne wydłużenie | 14-20%(różni się w zależności od grubości ścianki i długości miernika) |
| Zakres rozmiarów (SSAW) | 219 mm do 4064 mm(8” do 160”) OD – typowo do 3000 mm |
| Grubość ścianki | 3,2 mm do 60 mm(wspólny zakres 8-30 mm) |
| Długość | 6 m do 24 m standard; dostępne do 32 m |
| Końcowe wykończenia | Standardowe końcówki gładkie (PE); skośne końce (skos 30 stopni) do spawania w terenie |
Skład chemiczny
ASTM A252 określa jedynie maksymalne limity dla fosforu. Wszystkie trzy klasy mają te same ograniczenia dotyczące składu:
| Element | Maksymalny% | Notatki |
|---|---|---|
| Węgiel (C) | 0,26% (typowo) | Nie jest to wymagane przez normę |
| Mangan (Mn) | 1,60% (typowo) | Nie jest to wymagane przez normę |
| Krzem (Si) | 0,45% (typowo) | Nie jest to wymagane przez normę |
| Fosfor (P) | 0.050%(obowiązkowy) | Stal nie powinna zawierać więcej niż 0,050% fosforu |
| Siarka (S) | 0,030% (typowo) | Kontrolowane pod kątem spawalności |
Uwaga: Norma skupia się na właściwościach mechanicznych, a nie na ścisłym składzie chemicznym. Producenci mogą dodawać mikro-pierwiastki stopowe (Nb, V, Ti) w celu rozdrobnienia ziarna.
Porównanie właściwości mechanicznych
| Stopień | Granica plastyczności (min) | Wytrzymałość na rozciąganie (min) | Wydłużenie (min) | Siła a stopień 1 |
|---|---|---|---|---|
| Klasa 1 | 205 MPa (30 000 psi) | 345 MPa (50 000 psi) | 30% | Linia bazowa |
| klasa 2 | 240 MPa (35 000 psi) | 415 MPa (60 000 psi) | 25% | +17% wydajności |
| klasa 3 | 310–345 MPa (45 000–50 000 psi) | 455–480 MPa (66 000–70 000 psi) | 14-20% | +51-68% wydajności |
Źródło:
Tolerancje wymiarowe
| Parametr | Tolerancja |
|---|---|
| Średnica zewnętrzna (OD mniejsza lub równa 508 mm) | ±1% lub ±1,0 mm (w zależności od tego, która wartość jest większa) |
| Średnica zewnętrzna (OD > 508 mm) | ±1% lub ±4,0 mm (w zależności od tego, która wartość jest większa) |
| Grubość ścianki | +15% / -12,5% wartości nominalnej |
| Waga | +15% / -5% masy teoretycznej |
| Prostota | Mniejsze lub równe 0,1% całkowitej długości |
Dostępność typowego rozmiaru (SSAW):
| średnica zewnętrzna (cale) | średnica zewnętrzna (mm) | Zakres grubości ścianki (mm) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 8.0 - 14.0 |
| 20" | 508 | 8.0 - 16.0 |
| 24" | 610 | 8.0 - 18.0 |
| 30" | 762 | 8.0 - 21.0 |
| 36" | 914 | 9.0 - 24.0 |
| 40" | 1016 | 9.0 - 26.0 |
| 48" | 1219 | 10.0 - 28.0 |
| 56" | 1422 | 10.0 - 29.0 |
| 60" | 1524 | 10.0 - 30.0 |
| 64" | 1626 | 10.0 - 30.0 |
| 72" | 1829 | 10.0 - 30.0 |
Źródło:
Proces produkcyjny SSAW dla klasy 3
Rury ze szwem spiralnym zgodnie z normą ASTM A252 produkowane są w następującym procesie:
| Krok | Opis |
|---|---|
| 1. Przygotowanie surowca | Kręgi stali spełniające wymagania klasy 3 są poziomowane i-frezowane na krawędziach; często wykorzystuje stal TMCP (-przetworzona termicznie kontrolowana mechanicznie) w celu poprawy równowagi-wytrzymałości |
| 2. Przygotowanie krawędzi | Krawędzie taśmy są frezowane w celu prawidłowego zgrzania |
| 3. Formowanie spiralne | Taśma stalowa jest w sposób ciągły formowana w kształt cylindryczny pod określonym kątem linii śrubowej |
| 4. Spawanie łukiem krytym | Dwustronne-automatyczne spawanie łukiem krytym(wewnątrz i na zewnątrz) tworzy szew spiralny z pełną penetracją |
| 5. Kontrola podgrzewania/międzyściegowego | Zwykle wymagana jest temperatura 100-150 stopni, aby zapobiec pękaniu wodorowemu stali o wysokiej wytrzymałości |
| 6. Spawanie NDT | 100% kontrola ultradźwiękowa (UT)obowiązkowe dla klasy 3 |
| 7. Testy hydrostatyczne | Opcjonalnie zgodnie z ASTM A252; można wykonać w drodze porozumienia |
| 8. Zakończ wykończenie | Gładkie lub skośne końcówki do spawania w terenie |
Wymagania dotyczące testowania i inspekcji
| Typ testu | Wymóg | Notatki |
|---|---|---|
| Analiza chemiczna | Na partię ciepła | Wprowadzono limit fosforu |
| Próba rozciągania | Za dużo | Sprawdza plastyczność i wytrzymałość na rozciąganie |
| Próba spłaszczania | Wymagany | Sprawdza plastyczność i integralność spoiny |
| Próba zginania | Obowiązkowy– Próba zginania próbki spoiny pod kątem 180 stopni | Sprawdza plastyczność spoiny |
| Próba hydrostatyczna | Opcjonalnie zgodnie z ASTM A252 | Nieobowiązkowe w przypadku rur palowych |
| Kontrola ultradźwiękowa (UT) | 100% spoiny | Obowiązkowe dla klasy 3 |
| Kontrola wymiarowa | 100% | Zgodnie z tolerancjami ASTM A252 |
| Świadectwo testu młyna | EN 10204 Typ 3.1B | Dostarczane z pełnymi wynikami testów |
Aplikacje
Klasa 3 to najlepszy wybór dla najbardziej wymagających zastosowań fundamentowych:
| Aplikacja | Opis |
|---|---|
| High-Rise Buildings (>50 historii) | Głębokie fundamenty pod drapacze chmur; fundamenty z pali rdzeniowych wymagające maksymalnej nośności |
| Platformy offshore | Konstrukcje morskie wymagające wysokiego stosunku wytrzymałości-do-masy; wytrzymuje dynamiczne siły fal i pływów |
| Duże mosty | Main pier pile foundations for cross-river/sea bridges; load-bearing capacity >3000 kN wspólne |
| Strefy sejsmiczne | Konstrukcje wymagające zwiększonej absorpcji energii i plastyczności |
| Głębokowodne konstrukcje morskie | Porty, doki i nabrzeża w trudnych warunkach morskich |
| Fundamenty przemysłowe ciężkie | Fundamenty urządzeń wymagające maksymalnej nośności |
| Ekstremalne warunki glebowe | Gleby bardzo miękkie lub niestabilne wymagające maksymalnej nośności |
| Rekultywacja gruntów | Wały przybrzeżne, grodzie rekultywacyjne |
Wskazówki dotyczące wyboru klasy
| Stopień | Siła plonu | Najlepsze dla |
|---|---|---|
| Klasa 1 | 205 MPa (30 ksi) | Zastosowania przy lekkich-obciążeniach, dobre warunki glebowe, konstrukcje tymczasowe, najbardziej ekonomiczne |
| klasa 2 | 240 MPa (35 ksi) | Najczęściej– budynki-średniej wysokości, fundamenty mostów, palowanie ogólne |
| klasa 3 | 310-345 MPa (45-50 ksi) | Zastosowania-pod dużym obciążeniem, duże mosty, platformy wiertnicze, strefy sejsmiczne, głębokie fundamenty |
Zalety SSAW do palowania klasy 3
| Korzyść | Opis |
|---|---|
| Najwyższa siła | Wydajność 45 000–50 000 psi – o 51–68% wyższa niż w przypadku klasy 1, pozwalająca uzyskać do 40% mniej pali przy tym samym obciążeniu |
| Doskonała ładowność | Maksymalna nośność-na pal – idealna do głębokich fundamentów na wymagającym podłożu |
| Spiralny rozkład naprężeń | Spoina spiralna rozkłada naprężenia bardziej równomiernie podczas wbijania pali – o 15-20% większa wytrzymałość na ściskanie osiowe niż szew prosty |
| Doskonały opór jazdy | Wytrzymuje trudną jazdę przez trudne warstwy (głazy, gęsty piasek, glina lodowcowa) bez uszkodzeń |
| Możliwość stosowania dużych średnic | SSAW produkuje rury o średnicy zewnętrznej od 8” do 160” – idealne do palowania o dużej-średnicy-ciężkiego ładunku |
| Grube ściany | Grubość ścianki do 60 mm zapewnia wyjątkową nośność- |
| 100% kontrola UT | Obowiązkowa kontrola ultradźwiękowa spoiny zapewnia jakość |
| Długie długości | Długości do 32 m zmniejszają wymagania dotyczące łączenia na miejscu |
Opcje powlekania
W przypadku konstrukcji trwałych należy określić odpowiednie powłoki w oparciu o warunki środowiskowe:
| Typ powłoki | Najlepsze dla | Szacunkowy okres użytkowania |
|---|---|---|
| 3LPE (3-warstwowy polietylen) | Zakopane stosy, trudne warunki | 50+ lat |
| FBE (powłoka epoksydowa) | Strefa morska/rozbryzgowa, zakopane stosy | 30+ lat |
| Epoksyd ze smoły węglowej | Środowiska morskie | 40+ lat |
| Powłoka obciążająca beton (CWC) | Pale offshore/podmorskie | Ujemna pływalność, ochrona mechaniczna |
| Żywica epoksydowa / płatek szkła | Środowiska korozyjne | Sucha powłoka Większa lub równa 300 μm dla odporności na korozję solną |
| Galwanizowany-ogniowo | Zastosowania naziemne- | 20+ lat w środowiskach morskich |
| Powłoka bitumiczna | Pochowana służba | Ekonomiczna-ochrona |
Ważne uwagi
1. Klasa 3 a klasy niższe
Klasa 1: Zastosowania z niewielkimi-obciążeniami, dobre warunki glebowe, konstrukcje tymczasowe
klasa 2: Najpopularniejszy gatunek – budynki-średniej wysokości, palowanie ogólne
klasa 3: Klasa premium– zastosowania przy dużych-obciążeniach, głębokie fundamenty, konstrukcje morskie, strefy sejsmiczne
2. Wymagania dotyczące spawalności
Wyższy równoważnik węgla w klasie 3 (zwykle 0,40–0,48%) wymagaścisłe przestrzeganie kwalifikowanych procedur spawalniczych :
Temperatura podgrzewania: zazwyczaj wymagana jest temperatura 100-150 stopni
Kontrola temperatury międzyściegowej
Kwalifikowany WPS do łączenia w terenie
Zalecana-kontrola po spawaniu
3. Wymagania dodatkowe
W przypadku zastosowań krytycznych należy określić opcjonalne wymagania dodatkowe:
S1: Próba udarności Charpy V-(do zastosowań w niskich-temperaturach; typowo 27J przy -20 stopniach)
S4: Ultradźwiękowy test laminowania (wykrywa niedoskonałości płyty)
S5: Udoskonalony test zginania (dla trudnych warunków jazdy)
S6: Poprzez-testowanie grubości (weryfikacja właściwości kierunku Z w przypadku grubych ścian)
4. Kwestie dotyczące sprzętu do jazdy
Młoty o wyższej energiizwykle potrzebne ze względu na wyższą wytrzymałość
Projekt buta napędowego: Wzmocnione, często spawane ze stali wyższej jakości, aby zapobiec tworzeniu się grzybów
Monitorowanie stresu: Zalecany analizator wbijania pali (PDA), aby upewnić się, że naprężenia utrzymują się poniżej dopuszczalnych limitów
Łączenie: Spoiny doczołowe z pełną penetracją z podkładką w celu utrzymania ciągłości wytrzymałości
5. Czynniki ekonomiczne
Premia za koszty materiałów: 25-40% w stosunku do stopnia 2, 60-100% w stosunku do stopnia 1
Złożoność wykonania: Wyższe ze względu na kontrolę spawania
Czas realizacji: Typowo 6-10 tygodni (dłużej niż w niższych klasach)
Łagodzenie: Zoptymalizuj projekt pala, aby użyć mniejszej liczby pali o większej nośności – może to zmniejszyć całkowity koszt fundamentów
6. Brak obowiązkowych testów hydrostatycznych
ASTM A252 takniewymagają testów hydrostatycznych, ponieważ rury do palowania są wypełnione betonem i nie są wykorzystywane do transportu płynów
Różni się to od standardów rur ciśnieniowych, takich jak API 5L lub ASTM A53
7. Kontrola-osoby trzeciej
Dostępne usługi inspekcyjne obejmują SGS, BV, Lloyds
Streszczenie
Rura stalowa spawana spiralnie łukiem krytym (SSAW) klasy 3 ASTM A252jestpremium, najwyższa specyfikacja wytrzymałoścido pali rur stalowych w konstrukcji fundamentów. Przy minimalnej granicy plastyczności310–345 MPa (45 000–50 000 psi) – 51-68% wyższy niż stopień 1– i wytrzymałość na rozciąganie455–480 MPa (66 000–70 000 psi), klasa 3 to najlepszy wybór w przypadku- zastosowań wymagających dużych obciążeń, wymagających maksymalnej integralności strukturalnej.
Kluczowe cechy:
Norma materiałowa: ASTM A252 Grade 3 – najwyższy stopień wytrzymałości do palowania
Wydajność: minimum 310–345 MPa (45 000–50 000 psi) – 51–68% wyższe niż klasa 1
Wytrzymałość na rozciąganie: minimum 455–480 MPa (66 000–70 000 psi)
Wydłużenie: minimum 14-20% – ciągliwość odpowiednia do montażu
Produkcja SSAWprodukuje rury z8" do 160" średnicy zewnętrznejo grubości ścianki do60 mm
Spawanie-dwustronnetworzy pojedynczą-jedną spoinę wysokiej jakości
100% kontrola ultradźwiękowaszwu spawalniczego obowiązkowe dla klasy 3
Obowiązkowa próba zginania– krytyczne przy palowaniu
Nie jest wymagany test hydrostatyczny– rury są wypełnione betonem i nie służą do transportu cieczy
Wybór premiumdo najbardziej wymagających zastosowań fundamentowych
Typowe zastosowania obejmują:
Fundamenty-wysokich budynków (drapacze chmur)
Platformy offshore i konstrukcje morskie
Duże filary mostów i mosty krzyżowe-morskie
Strefy sejsmiczne wymagające zwiększonej absorpcji energii
Głębokie fundamenty w ekstremalnych warunkach gruntowych
Fundamenty przemysłowe ciężkie
Przy zamówieniu podaj:ASTM A252 klasa 3, SSAW (spawanie spiralnym łukiem krytym), rozmiar (OD x WT), długość, wykończenie końcowe (gładkie/skośne), wymagania dotyczące powłoki (FBE/3LPE/epoksyd/ocynkowane), wymagania dodatkowe (w razie potrzeby) i certyfikat testu walcowniczego zgodnie z EN 10204 typ 3.1B. W przypadku najbardziej wymagających projektów rozważ specyfikacjęinspekcja-strony trzeciej i badanie wpływu Charpy’ego (S1)aby zapewnić pełną zgodność z wymaganiami projektu.
