ASTM A500 - المواصفة القياسية لأنابيب الفولاذ الكربوني الهيكلية الملحومة وغير الملحومة والمشكّلة على البارد بأشكال دائرية ومربعة ومستطيلة.
ASTM A500 هو معيار وضعته الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) خصيصًا لأنابيب الفولاذ الكربوني الهيكلية الملحومة وغير الملحومة والمشكّلة على البارد. يُستخدم هذا النوع من الأنابيب الفولاذية على نطاق واسع في هياكل المباني، والجسور، والدعامات الميكانيكية، وهياكل المركبات، وغيرها، ويتميّز بمتانته العالية وسهولة تشكيله.
ميزات أنبوب ASTM A500:
عملية التشكيل على البارد: تُحسّن عملية التشكيل على البارد تشطيب السطح ودقة الأبعاد من خلال الدرفلة على البارد أو السحب على البارد.
ملحومة أو غير ملحومة: يمكن أن تكون أنبوبًا فولاذيًا ملحومًا كهربائيًا (ERW) أو غير ملحومة (SMLS)، حسب عملية التصنيع.
الاستخدام الهيكلي: مناسب للهياكل المعرضة لأحمال ساكنة وديناميكية، مثل هياكل المباني والأبراج وأنظمة النقل، إلخ.
نطاق أحجام أنابيب ASTM A500:
أنبوب دائري: القطر الخارجي: 6.35~660 مم، الوزن: 1.27~25.4 مم
أنبوب مربع: طول الجانب: 25×25~500×500 مم، الوزن: 2~16 مم
أنبوب مستطيل: طول الجانب: 50×25~500×300 مم، الوزن: 1.2~18 مم
الطول القياسي: 6 أمتار، 12 مترًا (قابل للتخصيص: 5.8 أمتار، 4 أمتار، إلخ).
التصنيف الرئيسي لمعيار ASTM A500:
يُقسّم هذا المعيار إلى الدرجات والأنواع التالية وفقًا لشكل الأنابيب الفولاذية:
A500 المجموعة أ: أنابيب دائرية ومربعة ومستطيلة.
A500 المجموعة ب: أنابيب دائرية ومربعة ومستطيلة (أقوى من المجموعة أ).
A500 المجموعة ج: أنابيب دائرية ومربعة ومستطيلة (أقوى، ومناسبة للهياكل الثقيلة).
A500 المجموعة د: للأنابيب الدائرية والمربعة فقط (ذات مقاومة خضوع أعلى).
عملية التصنيع:
يمكن تصنيع أنابيب ASTM A500 الفولاذية باللحام أو اللحام، ولكن معظم الأنابيب الهيكلية التجارية تُشكّل على البارد باللحام.
التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية لمعيار ASTM A500:
يحدد معيار ASTM A500 متطلبات التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية لأنابيب الفولاذ الكربوني الإنشائية الملحومة وغير الملحومة المشكلة على البارد. يُصنف هذا المعيار حسب درجة المتانة (المجموعات أ، ب، ج، د) والشكل (دائري، مربع، مستطيل).
1. التركيب الكيميائي
يُحدد معيار ASTM A500 متطلبات تركيب كيميائي فضفاضة نسبيًا، مع التركيز بشكل رئيسي على الخواص الميكانيكية، إلا أن تركيب درجات الفولاذ الكربوني المختلفة يختلف اختلافًا طفيفًا.
Elements
|
Gr.A (%)
|
Gr.B (%)
|
Gr.C (%)
|
Gr.D (%)
|
C
|
≤0.26
|
≤0.30
|
≤0.23
|
≤0.27
|
Mn
|
≤1.35
|
≤1.35
|
≤1.35
|
≤1.35
|
P
|
≤0.035
|
≤0.035
|
≤0.035
|
≤0.030
|
S
|
≤0.035
|
≤0.035
|
≤0.035
|
≤0.030
|
Cu
|
≥0.20
|
≥0.20
|
≥0.20
|
≥0.20
|
ملاحظة:
ينطبق التركيب الكيميائي على جميع الأشكال (مستديرة، مربعة، مستطيلة).
في حال استخدامه للهياكل الملحومة، قد يتطلب مكافئ الكربون (CE) تحكمًا إضافيًا (عادةً ≤ 0.50).
- الفئة أ: محتوى كربون منخفض، مع متطلبات قوة محددة، ومناسب لبعض الاستخدامات الإنشائية العامة التي لا تتطلب قوة عالية بشكل خاص.
- الفئة ب: بالمقارنة مع الفئة أ، تتميز هذه الفئة بقوتها المُحسّنة، ويمكن استخدامها في الأجزاء الإنشائية ذات متطلبات قوة أعلى.
- الفئة ج: محتوى كربون عالي، قوة عالية، متانة عالية، وصلابة جيدة، ومناسبة للهياكل ذات الأحمال الكبيرة.
- الفئة د: محتوى كربون أعلى، تتطلب معالجة حرارية لتلبية متطلبات قوة ومتانة أعلى، وعادةً ما تُستخدم في الأجزاء الإنشائية ذات متطلبات أداء مادية صارمة. بالنسبة للأنابيب المربعة والمستطيلة، تكون متطلبات قوة الخضوع لكل فئة أعلى من متطلبات الأنابيب المستديرة.
2. الخواص الميكانيكية
يُصنّف معيار ASTM A500 الدرجات بشكل رئيسي بناءً على قوة الخضوع وقوة الشد.
Grade
|
Yield strength (MPa)
|
Tensile strength (MPa)
|
Elongation (%) (gauge length 50mm)
|
Gr.A
|
≥230 (33 ksi)
|
310-427 (45-62 ksi)
|
≥25 (round tube)
≥23 (square/rectangular tube)
|
Gr.B
|
≥317 (46 ksi)
|
400-550 (58-80 ksi)
|
≥23 (round tube)
≥21 (square/rectangular tube)
|
Gr.C
|
≥345 (50 ksi)
|
427-550 (62-80 ksi)
|
≥21 (round tube)
≥19 (square/rectangular tube)
|
Gr.D
|
≥386 (56 ksi)
|
483-621 (70-90 ksi)
|
≥15 (round tube)
≥15 (square tube)
|
ملاحظة:
يُستخدم النوعان B وC بشكل شائع، مما يوفر توازنًا جيدًا بين المتانة وقابلية اللحام.
يُناسب النوع D الأنابيب الدائرية والمربعة فقط، وليس الأنابيب المستطيلة؛ أما النوع D فيُناسب متطلبات المتانة الفائقة، ولكن استطالته منخفضة، ويجب استخدامه بحذر في حالات الأحمال الديناميكية.
يختلف شرط الاستطالة باختلاف سُمك الجدار، وقد تتطلب الأنابيب الأكثر سُمكًا متطلبات أقل.
الفحص والاختبار:
تُحدد طرق فحص واختبار مُختلفة للأنابيب، مثل فحص المظهر، وقياس الأبعاد، واختبار الخواص الميكانيكية، وتحليل التركيب الكيميائي، وغيرها. كما تُدرج طرق أخذ العينات وترددات الفحص لضمان استيفاء كل دفعة من الأنابيب للمتطلبات القياسية.
وضع العلامات والتغليف:
يجب وضع معلومات الإنتاج، ودرجة الفولاذ، والمواصفات، ورقم الدفعة، وغيرها من المعلومات على الأنبوب لتسهيل تتبعه وإدارته. يجب أن يكون التغليف قادرًا على حماية الأنبوب من التلف والتآكل أثناء النقل والتخزين.
مقارنة بمعايير الفولاذ الإنشائي الأخرى:
ASTM A500: تشكيل على البارد، أبعاد عالية الدقة، مناسب للتطبيقات الإنشائية عالية القوة مثل هياكل المباني، والدعامات الميكانيكية، إلخ.
ASTM A53 (GR.B): أكثر تنوعًا، ومناسب لأنظمة الأنابيب، ولكن قوته أقل عمومًا من A500.
ASTM A1085: معيار أحدث بتركيب كيميائي وخصائص ميكانيكية مُحسّنة، يحل محل بعض تطبيقات A500.
مجالات استخدام أنبوب ASTM A500 المربع:
الهياكل المعمارية:
هياكل المباني الشاهقة، مصانع الهياكل الفولاذية، الجدران والأرضيات، وغيرها من الهياكل الثقيلة.
الجدران الزجاجية، ديكورات الأبواب والنوافذ، السور الواقي، وغيرها من الهياكل الزخرفية.
تصنيع الآلات:
هياكل الآلات الهندسية، حامل معدات النقل.
هياكل السيارات، رفوف الدراجات النارية، الرفوف، ومعدات اللياقة البدنية.
إنشاءات البنية التحتية:
هياكل دعم الجسور، تدعيم الأنفاق.
منشآت الطاقة، الصوب الزراعية، ومشاريع الحفاظ على المياه.
النقل:
هياكل مركبات السكك الحديدية، تصنيع الحاويات.
قطع غيار السفن والمعدات المساعدة للطيران.
مجالات أخرى:
خطوط أنابيب نقل السوائل (الماء/الغاز/الحماية من الحرائق).
تصنيع الأثاث، معدات الترفيه، وتغليف النفط.
Read more: Types of Seamless Carbon Steel Pipes
