ASTM A252 Степен 3 Спирално заварени стоманени тръби (SSAW)
Основен преглед
ASTM A252 Клас 3 Спирална дъгово заварена (SSAW) стоманена тръбаенай-висок клас на якоств рамките на спецификацията ASTM A252 за пилоти от стоманени тръби. Той е специално проектиран заприложения за тежки-основиизискващи максимален{0}}носещ капацитет, като високи-сгради, офшорни платформи, големи мостове и дълбоки основи при трудни почвени условия.
Име Обяснение
| Част | Значение |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Американско общество за изпитване и материали) |
| A252 | Стандартна спецификация за заварени и безшевни стоманени тръбни пилоти |
| 3 клас | Theнай-висок клас на якост– минимална граница на провлачване от45 000 psi (310 MPa) |
| SSAW | Спирално дъгово заваряване под флюс – двустранно-заваряване с допълнителен метал; заваръчният шев върви непрекъснато в спирала по дължината на тръбата |
Основни спецификации
| Атрибут | Описание |
|---|---|
| Стандартен | ASTM A252 / A252M – „Стандартна спецификация за заварени и безшевни стоманени тръбни пилоти“ |
| Основна функция | Тежко{0}}подпора за структурна основа– постоянни товароносещи-елементи или черупки за отлети-на-бетонни пилоти |
| Производствен процес | Спирално дъгово заваряване под флюс (SSAW) – двустранно автоматично заваряване- |
| Минимална граница на провлачване | 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) |
| Минимална якост на опън | 455-480 MPa (66 000-70 000 psi) |
| Минимално удължение | 14-20%(варира според дебелината на стената и дължината на габарита) |
| Размерна гама (SSAW) | 219 mm до 4064 mm(8" до 160") OD – до 3000 mm типично |
| Дебелина на стената | 3,2 mm до 60 mm(общ диапазон 8-30 mm) |
| Дължина | 6 m до 24 m стандарт; налични до 32м |
| Крайни завършвания | Стандарт с равни краища (PE); скосени краища (30 градуса скосяване) за полево заваряване |
Химичен състав
ASTM A252 определя само максимални граници за фосфор. И трите степени споделят едни и същи ограничения на състава:
| елемент | Максимален % | Бележки |
|---|---|---|
| Въглерод (C) | 0,26% (типично) | Не се изисква от стандарта |
| Манган (Mn) | 1,60% (типично) | Не се изисква от стандарта |
| Силиций (Si) | 0,45% (типично) | Не се изисква от стандарта |
| Фосфор (P) | 0.050%(задължително) | Стоманата трябва да съдържа не повече от 0,050% фосфор |
| Сяра (S) | 0,030% (типично) | Контролиран за заваряемост |
Забележка: Стандартът се фокусира върху механичните свойства, а не върху стриктния химичен състав. Производителите могат да добавят микро-легиращи елементи (Nb, V, Ti) за усъвършенстване на зърното.
Сравнение на механичните свойства
| Степен | Степен на провлачване (мин.) | Якост на опън (мин.) | Удължение (мин.) | Сила срещу степен 1 |
|---|---|---|---|---|
| 1 клас | 205 MPa (30 000 psi) | 345 MPa (50 000 psi) | 30% | Базово ниво |
| 2 клас | 240 MPa (35 000 psi) | 415 MPa (60 000 psi) | 25% | +17% добив |
| 3 клас | 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) | 455-480 MPa (66 000-70 000 psi) | 14-20% | +51-68% добив |
източник:
Допустими отклонения на размерите
| Параметър | Толерантност |
|---|---|
| Външен диаметър (OD по-малък или равен на 508 mm) | ±1% или ±1,0 mm (което от двете е по-голямо) |
| Външен диаметър (OD > 508 mm) | ±1% или ±4,0 mm (което от двете е по-голямо) |
| Дебелина на стената | +15% / -12,5% от номинала |
| Тегло | +15% / -5% от теоретичното тегло |
| Прямост | По-малко или равно на 0,1% от общата дължина |
Наличен типичен размер (SSAW):
| OD (инч) | OD (mm) | Диапазон на дебелината на стената (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 |
източник:
Производствен процес на SSAW за 3 клас
Спиралните заварени тръби съгласно ASTM A252 се произвеждат по следния процес:
| стъпка | Описание |
|---|---|
| 1. Подготовка на суровината | Стоманените рулони, отговарящи на изискванията за клас 3, са нивелирани и фрезовани по ръбовете-; често използва TMCP (термо-обработена с механичен контрол) стомана за подобрен баланс на здравина-издръжливост |
| 2. Подготовка на ръба | Ръбовете на лентата са фрезовани за правилно заваряване |
| 3. Оформяне на спирала | Стоманената лента непрекъснато се оформя в цилиндрична форма под определен ъгъл на спиралата |
| 4. Заваряване под флюс | Дву{0}}странно автоматично заваряване под флюс(отвътре и отвън) създава спираловиден шев с пълно проникване |
| 5. Предварително загряване/Междупроходен контрол | 100-150 градуса обикновено са необходими за предотвратяване на водородно напукване в стомана с висока якост |
| 6. Заварете NDT | 100% ултразвукова проверка (UT)задължително за 3 клас |
| 7. Хидростатично изпитване | По избор според ASTM A252; може да се изпълни по договаряне |
| 8. Крайна обработка | Гладки или скосени краища за полево заваряване |
Изисквания за тестване и инспекция
| Тип тест | Изискване | Бележки |
|---|---|---|
| Химичен анализ | За топлинна партида | Наложен е лимит на фосфор |
| Тест на опън | На лот | Проверява провлачването и якостта на опън |
| Тест за сплескване | Задължително | Проверява пластичността и целостта на заваръчния шев |
| Тест за огъване | Задължително– Тест за огъване на 180 градуса върху заваръчен образец | Проверява пластичността на заваръчния шев |
| Хидростатичен тест | По избор според ASTM A252 | Не е задължително за набивни тръби |
| Ултразвукова инспекция (UT) | 100% заваръчен шев | Задължително за 3 клас |
| Проверка на размерите | 100% | Съгласно допустимите отклонения на ASTM A252 |
| Сертификат за изпитване на мелница | EN 10204 Тип 3.1B | Предоставя се с пълни резултати от теста |
Приложения
Степен 3 е първокласният избор за най-взискателните приложения за основа:
| Приложение | Описание |
|---|---|
| High-Rise Buildings (>50 истории) | Дълбоки основи за небостъргачи; пилотни основи със сърцевинни тръби, изискващи максимална товароносимост |
| Офшорни платформи | Морски конструкции, изискващи високо съотношение-към-тегло; издържа на динамични вълни и приливни сили |
| Големи мостове | Main pier pile foundations for cross-river/sea bridges; load-bearing capacity >3000 kN общ |
| Сеизмични зони | Конструкции, изискващи повишена енергийна абсорбция и пластичност |
| Дълбоководни морски структури | Пристанища, докове, кейове в предизвикателна морска среда |
| Основи на тежката промишленост | Фундаменти на оборудване, изискващи максимална товароносимост |
| Екстремни почвени условия | Много меки или нестабилни почви, изискващи максимална носимоспособност |
| Мелиорация | Крайбрежни насипи, мелиоративни прегради |
Ръководство за избор на степен
| Степен | Сила на провлачване | Най-добро за |
|---|---|---|
| 1 клас | 205 MPa (30 ksi) | Приложения с леко{0}}натоварване, добри почвени условия, временни конструкции, най-икономични |
| 2 клас | 240 MPa (35 ksi) | Най-често срещаните– средно{0}}етажни сгради, основи на мостове, общи пилоти |
| 3 клас | 310-345 MPa (45-50 ksi) | Тежко{0}}приложения, големи мостове, офшорни платформи, сеизмични зони, дълбоки основи |
Предимства на SSAW за пилоти от степен 3
| Предимство | Описание |
|---|---|
| Най-висока сила | 45 000-50 000 psi добив – 51-68% по-висок от клас 1, позволяващ до 40% по-малко пилоти за същото натоварване |
| Превъзходна товароносимост | Максимална{0}}носеща способност на пилот – идеален за дълбоки основи в трудна почва |
| Спирално разпределение на напрежението | Спиралната заварка разпръсква напрежението по-равномерно по време на забиване на пилоти – 15-20% по-висока якост на аксиален натиск от правия шев |
| Отлично съпротивление при шофиране | Издържа на тежко шофиране през трудни пластове (камъни, плътен пясък, ледников тил) без повреди |
| Възможност за голям диаметър | SSAW произвежда тръби от 8" до 160" OD – идеални за голям-диаметър и тежки{3}}натоварвания |
| Дебели стени | Дебелината на стената до 60 мм осигурява изключителна товароносимост- |
| 100% UT инспекция | Задължителната ултразвукова проверка на заваръчния шев гарантира качеството |
| Дълги дължини | До 32 m дължини намаляват изискванията за снаждане на място |
Опции за покритие
За постоянни конструкции посочете подходящи покрития въз основа на условията на околната среда:
| Тип покритие | Най-добро за | Оценка на експлоатационния живот |
|---|---|---|
| 3LPE (3-слоен полиетилен) | Заровени купчини, сурови условия | 50+ години |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Морска зона/зона на пръски, заровени купчини | 30+ години |
| Катран епоксид | Морска среда | 40+ години |
| Покритие за бетонно тегло (CWC) | Офшорни/подводни пилоти | Отрицателна плаваемост, механична защита |
| Епоксидна смола / стъклени люспи | Корозивни среди | Сух филм По-голям или равен на 300 μm за устойчивост на солена корозия |
| Горещо галванизирано- | Надземни-приложения | 20+ години в офшорни среди |
| Битумно покритие | Погребан сервиз | Разходо{0}}ефективна защита |
Важни съображения
1. Клас 3 срещу по-ниски класове
1 клас: приложения с леко-натоварване, добри почвени условия, временни конструкции
2 клас: Най-често срещаният клас – средно{0}}етажни сгради, общи пилоти
3 клас: Премиум клас– приложения с тежко{0}}натоварване, дълбоки фундаменти, морски конструкции, сеизмични зони
2. Изисквания за заваряемост
По-високият въглероден еквивалент на степен 3 (обикновено 0,40-0,48%) налагастриктно спазване на квалифицирани процедури за заваряване :
Температура на предварително загряване: обикновено се изисква 100-150 градуса
Междупроходен температурен контрол
Квалифициран WPS за полево снаждане
Препоръчва се проверка след{0}}заваряване
3. Допълнителни изисквания
За критични приложения посочете незадължителни допълнителни изисквания:
S1: Тест за удар на Шарпи V-Notch (за ни-температурни приложения; типично 27J при -20 градуса )
S4: Ултразвуков тест за ламиниране (откриване на несъвършенства на плочата)
S5: Подобрен тест за огъване (за тежки условия на шофиране)
S6: Чрез-тестване на дебелината (проверка на свойствата на посоката Z-за дебели стени)
4. Съображения относно оборудването за шофиране
Чукове с по-висока енергияобикновено са необходими поради по-висока якост
Дизайн на обувки за шофиране: Подсилени, често заварени от по-висок клас стомана, за да се предотврати образуването на гъби
Мониторинг на стреса: Препоръчва се анализатор за набиване на пилоти (PDA), за да се гарантира, че напреженията остават под допустимите граници
Снаждане: Челни заварки с пълно проникване с подложка за поддържане на здравина
5. Икономически фактори
Премия за материални разходи: 25-40% над степен 2, 60-100% над степен 1
Сложност на изработката: По-високо поради управлението на заваряването
Време за изпълнение: 6-10 седмици типично (по-дълго от по-ниските класове)
Смекчаване: Оптимизирайте дизайна на пилоти, за да използвате пилоти с по-малко/по-голям капацитет – може да намали общите разходи за фундамент
6. Без задължително хидростатично изпитване
ASTM A252 правинеизискват хидростатично изпитване, тъй като пилотните тръби са пълни с бетон и не се използват за пренос на течности
Това се различава от стандартите за тръби под налягане като API 5L или ASTM A53
7. Проверка-от трета страна
Наличните услуги за проверка включват SGS, BV, Lloyds
Резюме
ASTM A252 Клас 3 Спирална дъгово заварена (SSAW) стоманена тръбаепървокласна спецификация с най-висока якостза пилоти от стоманени тръби в фундаментни конструкции. С минимална граница на провлачване от45 000-50 000 psi (310-345 MPa) – 51-68% по-висока от степен 1– и якост на опън на66 000-70 000 psi (455-480 MPa), Степен 3 е най-добрият избор за приложения с тежко-натоварване, изискващи максимална структурна цялост.
Ключови характеристики:
Стандарт на материала: ASTM A252 клас 3 – най-висок клас на якост за набиване
Граница на провлачване: минимум 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) – 51-68% по-високо от степен 1
Якост на опън: минимум 455-480 MPa (66 000-70 000 psi)
Удължение: минимум 14-20% – подходяща пластичност за монтаж
Производство на SSAWпроизвежда тръби от8" до 160" ODс дебелина на стената до60 мм
Двустранно-заваряванесъздава единичен високо{0}}качествен заваръчен елемент
100% ултразвукова проверкана заваръчния шев е задължителен за степен 3
Задължителен тест за огъване– критичен за приложения за натрупване
Не се изисква хидростатичен тест– тръбите са запълнени с бетон, не се използват за пренос на течности
Премиум изборза най-взискателните приложения на основата
Често срещаните приложения включват:
Основи на-високи сгради (небостъргачи)
Офшорни платформи и морски съоръжения
Големи стълбове на мостове и пресичащи{0}}морски мостове
Сеизмични зони, изискващи повишено усвояване на енергия
Дълбоки основи при екстремни почвени условия
Тежки промишлени основи
При поръчка посочете:ASTM A252 клас 3, SSAW (спирално дъгово заварено под флюс), размер (OD x WT), дължина, крайно покритие (обикновено/скосено), изисквания за покритие (FBE/3LPE/епоксидно/поцинковано), допълнителни изисквания (ако е необходимо) и сертификат за изпитване на мелница съгласно EN 10204 тип 3.1B. За най-взискателните проекти, помислете за уточняванеинспекция-от трета страна и изпитване на удар на Шарпи (S1)за осигуряване на пълно съответствие с изискванията на проекта.
