Co to jest rura stalowa 20 #
Oznaczenie 20#, odczytywane jako 20 hao, to chiński gatunek stali węglowej o nominalnej zawartości węgla około 0,20%. Gatunek jest określony w normie GB/T 699 dla prętów i jest dostarczany jako rura bez szwu zgodnie z normą GB/T 8163 do transportu płynów, z wariantami obsługi kotła i ciśnienia objętymi normami GB 3087 i GB 5310. Jego typowa minimalna granica plastyczności wynosi 245 MPa przy wytrzymałości na rozciąganie w zakresie od 410 do 530 MPa.
Pod względem chemicznym i mechanicznym gatunek ten odpowiada normie ASTM A106, klasa B i EN 10216-1 P235GH, dlatego też rura 20# jest powszechnie akceptowana na całym świecie w rurociągach wody, pary, ropy i gazu, gdzie korozja jest kontrolowana za pomocą powłok lub inhibitorów.
Tabela porównawcza
| Tworzywo | Minimalna granica plastyczności | Temperatura serwisowa | Odporność na korozję | Koszt względny |
|---|---|---|---|---|
| Rura ze stali węglowej 20# | 245 MPa | Nadaje się do pary i gorącej wody, nie nadaje się do długotrwałej-pracy w temperaturze powyżej około 400 stopni C | Słaby bez powłoki i hamowania | Linia bazowa |
| Rura stalowa konstrukcyjna Q355B | 355 MPa dla grubości do 16 mm | Porównywalna ze stalą węglową, z lepszą- ciągliwością w niskich temperaturach | Słabe bez powłoki | Umiarkowanie wyższa niż 20 # |
| Rura ze stali nierdzewnej 304 | 205 MPa | Temperatura kriogeniczna do podwyższonej w granicach określonych przepisami | Bardzo dobry w większości wód i łagodnych chemikaliów | Kilka razy koszt 20 # |
| Rura z tworzywa PCV | Nie dotyczy, oceniane według klasy ciśnienia | Ograniczona do około 60 stopni C | Dobrze radzi sobie z wodą i wieloma rozcieńczonymi chemikaliami | Najniższy dla małych średnic |
| Rura aluminiowa 6061-T6 | Minimum 240 MPa zgodnie z ASTM B241 | Nadaje się do niskich i umiarkowanych temperatur | Dobry, chroniony naturalną warstwą tlenkową | Wyższa niż 20# za tonę |
Dane podane dla stali i aluminium są określonymi wartościami minimalnymi z odpowiednich norm; Praktyczny ranking kosztów różni się w zależności od średnicy, grubości ścianki, cyklu rynkowego i wymaganej ilości zabezpieczenia powierzchni.
Wytrzymałość, waga i konsekwencje projektowe
Q355B, znany pod wcześniejszym oznaczeniem Q345 i znormalizowany w GB/T 1591, oferuje granicę plastyczności o około 40% wyższą niż 20#. Pozwala to na zastosowanie cieńszej ściany przy tym samym obciążeniu, co zmniejsza ciężar rury, a w zastosowaniach konstrukcyjnych i mechanicznych może zrównoważyć jej wyższą cenę za tonę. Kompromisem jest-spawanie: gatunki o wyższej wytrzymałości mają wyższy równoważnik węgla, zatem kontrola wstępnego podgrzewania i dopływu ciepła staje się częścią kwalifikowanej procedury.
Aluminium stanowi mniej więcej jedną trzecią gęstości stali i wynosi około 2,7 grama na centymetr sześcienny, co ma znaczenie w sprzęcie przeładunkowym, elementach pojazdów i konstrukcjach, w których w konstrukcji dominuje masa. Jego minimalna granica plastyczności wynosząca 240 MPa zgodnie z ASTM B241 dla 6061-T6 jest zbliżona do granicy plastyczności stali 20#, więc o porównaniu decyduje zwykle sztywność i zachowanie przy wyboczeniu, a nie sama wytrzymałość.
Korozja, temperatura i żywotność
stal 20# w wilgotnym lub zakopanym środowisku wymaga zabezpieczenia, takiego jak trójwarstwowy-polietylen, wykładzina epoksydowa,-cynkowanie ogniowe lub ochrona katodowa; niezabezpieczony, jego żywotność jest ograniczona przez ogólną korozję.
Stal nierdzewna 304 jest odporna na korozję atmosferyczną i wodną dzięki pasywnej warstwie tlenku chromu i nie wymaga dodatkowej powłoki w większości środowisk wewnętrznych i procesowych.
Rura PVC jest odporna na wodę i wiele rozcieńczonych chemikaliów, ale jej ciśnienie znamionowe gwałtownie spada wraz ze wzrostem temperatury i staje się nieodpowiednia w temperaturze powyżej około 60 stopni C.
Aluminium tworzy ochronną warstwę tlenku, która zapewnia mu dobrą trwałość atmosferyczną, ale nie nadaje się do stosowania w środowiskach zawierających silne zasady lub chlorki-w połączeniu ze stalą, chyba że stosuje się parę bimetaliczną.
Temperatura jest często czynnikiem decydującym: stal węglowa wytrzymuje parę i gorące płyny procesowe, które niszczą PCV, podczas gdy stal nierdzewna spełnia zadania korozyjne i higieniczne, których stal węglowa nie jest w stanie.
Spawanie, łączenie i koszt posiadania
Stal 20# łatwo spawa się z wypełniaczami ze stali węglowej, takimi jak ER70S-6 do spawania łukiem gazowym i wolframem w gazie, elektrodami E7018 do spawania łukiem metalowym w osłonie oraz odpowiednimi kombinacjami łuku krytym; podgrzewanie wstępne jest wymagane tylko w przypadku grubych przekrojów lub przy niskiej temperaturze otoczenia.
Q355B wymaga kwalifikowanej procedury z kontrolowanym dopływem ciepła, a w przypadku grubszych ścian należy go wstępnie podgrzać, aby uniknąć pękania na zimno.
Stal nierdzewna 304 wymaga wypełniaczy ze stali nierdzewnej, takich jak ER308L, niskiego dopływu ciepła, czystych narzędzi i-czyszczenia po spawaniu, co zwiększa koszty produkcji.
Rury PCV łączy się metodą cementowania rozpuszczalnikowego lub stapiania doczołowego, co jest szybkie w przypadku małych średnic, ale zapewnia klasę ciśnienia ograniczoną temperaturą.
Aluminium wymaga specjalnych procedur, osłony gazu obojętnego i materiałów eksploatacyjnych i nie można go połączyć ze stalą bez elementu przejściowego lub izolacji.
Całkowity koszt posiadania powinien obejmować ochronę powierzchni, konserwację i wymianę, a nie samą cenę zakupu; stal węglowa plus system powłok to często najbardziej ekonomiczny wybór w przypadku dużych-średnic i zastosowań o niskiej-korozyjności, a stal nierdzewna sprawdza się tam, gdzie dostęp do konserwacji jest utrudniony.
Często zadawane pytania
P: Co to jest rura stalowa 20 #?
Jest to chiński gatunek rur ze stali węglowej o nominalnej zawartości węgla około 0,20%, zwykle dostarczany zgodnie z normą GB/T 8163 przy minimalnej granicy plastyczności wynoszącej 245 MPa i szeroko stosowany w instalacjach wody, pary, ropy i gazu.
P: Czy stal 20 # jest taka sama jak klasa B ASTM A106?
Są one ściśle porównywalne pod względem chemicznym i wytrzymałościowym, ale nie mają identycznych specyfikacji, dlatego przed wymianą należy potwierdzić równoważną klasę w oparciu o odpowiedni certyfikat materiałowy.
P: Co jest mocniejsze, stal 20 # czy Q355B?
Q355B jest mocniejszy i ma minimalną granicę plastyczności 355 MPa dla grubości do 16 mm w porównaniu z 245 MPa dla stali 20#, co pozwala uzyskać cieńszą ściankę przy tym samym obciążeniu kosztem ściślejszej kontroli spawania.
P: Czy zamiast stali nierdzewnej 304 można zastosować rurę stalową 20 #?
Tylko tam, gdzie korozja jest kontrolowana przez powłokę, okładzinę lub inhibitory. W środowisku wilgotnym lub agresywnym chemicznie stal nierdzewna 304 ma znacznie dłuższą żywotność ze względu na pasywną warstwę tlenku.
P: Dlaczego rury PCV nie zastępują rur stalowych w instalacjach gorących?
PVC traci wytrzymałość wraz ze wzrostem temperatury i na ogół jest ograniczona do około 60 stopni C, podczas gdy rury ze stali węglowej obsługują parę i gorącą wodę przy znacznie wyższym ciśnieniu.
P: Kiedy rura aluminiowa jest lepszym wyborem niż stal 20 #?
Gdy konstrukcją rządzi niska waga, na przykład w sprzęcie do transportu bliskiego lub konstrukcjach pojazdów, ponieważ aluminium ma około jednej trzeciej gęstości stali, oferując jednocześnie porównywalną minimalną granicę plastyczności w stanie 6061-T6.
