ASTM A252 Grade 3 spirálhegesztett acélcső (SSAW)
Alapvető áttekintés
ASTM A252 Grade 3 spirálisan merülő ívhegesztett (SSAW) acélcsőazlegmagasabb szilárdsági fokozataz ASTM A252 acélcsőcölöpökre vonatkozó specifikáción belül. Kifejezetten arra terveztéknehéz{0}}alapozási alkalmazásokmaximális teherbíró képességet{0}}igényelnek, például magas-épületek, tengeri platformok, nagy hidak és mély alapok nehéz talajviszonyok között.
Név Magyarázat
| Rész | Jelentése |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Amerikai Vizsgáló és Anyagok Társasága) |
| A252 | Szabványos specifikáció hegesztett és varrat nélküli acélcső cölöpökhöz |
| 3. évfolyam | Alegmagasabb szilárdsági fokozat– minimális folyáshatár45 000 psi (310 MPa) |
| SSAW | Spirális merülőíves hegesztés – kétoldalas-hegesztés töltőfémmel; A hegesztési varrat folyamatosan spirálisan fut a cső hosszában |
Legfontosabb specifikációk
| Attribútum | Leírás |
|---|---|
| Standard | ASTM A252 / A252M – "Szabványos specifikáció hegesztett és varrat nélküli acélcsőcölöpökre" |
| Elsődleges funkció | Nagy teherbírású-szerkezeti alapozás– állandó teherhordozó-tartóelemek vagy héjak-öntött-betoncölöpökhöz |
| Gyártási folyamat | Spirális merülőíves hegesztés (SSAW) – kétoldalas{0}}automatikus hegesztés |
| Minimális hozamerősség | 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) |
| Minimális szakítószilárdság | 455-480 MPa (66 000-70 000 psi) |
| Minimális nyúlás | 14-20%(falvastagságtól és mérőhossztól függően változik) |
| Mérettartomány (SSAW) | 219 mm-től 4064 mm-ig(8"-tól 160"-ig) OD – 3000 mm-ig jellemző |
| Falvastagság | 3,2 mm és 60 mm között(közös tartomány 8-30 mm) |
| Hossz | 6 m-től 24 m-ig szabványos; 32 m-ig elérhető |
| Befejezések | Sima végek (PE) szabvány; ferde végek (30 fokos ferde) terepi hegesztéshez |
Kémiai összetétel
Az ASTM A252 csak a foszfor maximális határértékeit határozza meg. Mindhárom osztálynak ugyanazok az összetételi határértékei vannak:
| Elem | Maximum % | Megjegyzések |
|---|---|---|
| szén (C) | 0,26% (jellemző) | A szabvány nem írja elő |
| Mangán (Mn) | 1,60% (jellemző) | A szabvány nem írja elő |
| Szilícium (Si) | 0,45% (jellemző) | A szabvány nem írja elő |
| Foszfor (P) | 0.050%(kötelező) | Az acél legfeljebb 0,050% foszfort tartalmazhat |
| Kén (S) | 0,030% (jellemző) | A hegeszthetőség érdekében szabályozott |
Megjegyzés: A szabvány a szigorú kémiai összetétel helyett a mechanikai tulajdonságokra összpontosít. A gyártók hozzáadhatnak mikro-ötvözőelemeket (Nb, V, Ti) a szemcsefinomítás érdekében.
Mechanikai tulajdonságok összehasonlítása
| Fokozat | Hozamerősség (perc) | Szakítószilárdság (perc) | Megnyúlás (perc) | Erő vs. 1. fokozat |
|---|---|---|---|---|
| 1. fokozat | 205 MPa (30 000 psi) | 345 MPa (50 000 psi) | 30% | Alapvonal |
| 2. évfolyam | 240 MPa (35 000 psi) | 415 MPa (60 000 psi) | 25% | +17% hozam |
| 3. évfolyam | 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) | 455-480 MPa (66 000-70 000 psi) | 14-20% | +51-68% hozam |
Forrás:
Mérettűrések
| Paraméter | Tolerancia |
|---|---|
| Külső átmérő (OD kisebb vagy egyenlő, mint 508 mm) | ±1% vagy ±1,0 mm (amelyik nagyobb) |
| Külső átmérő (OD > 508 mm) | ±1% vagy ±4,0 mm (amelyik nagyobb) |
| Falvastagság | +15% / -12,5% a névleges értékből |
| Súly | +15% / -5% az elméleti tömeghez képest |
| Egyenesség | A teljes hossz 0,1%-a vagy annál kisebb |
Tipikus méret elérhetőség (SSAW):
| OD (hüvelyk) | OD (mm) | Falvastagság tartomány (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 |
Forrás:
SSAW gyártási folyamat a 3. fokozathoz
Az ASTM A252 szerinti spirálhegesztett csöveket a következő eljárással állítják elő:
| Lépés | Leírás |
|---|---|
| 1. Nyersanyag előkészítés | A 3. fokozat követelményeinek megfelelő acéltekercseket vízszintbe állítják és él{1}}marják; gyakran használ TMCP (termo-mechanikailag szabályozott feldolgozott) acélt a szilárdság-javítása érdekében |
| 2. Élek előkészítése | A szalagélek marása a megfelelő hegesztés érdekében |
| 3. Spirálformálás | Az acélszalagot folyamatosan hengeres alakra formálják meghatározott csavarvonalszögben |
| 4. Merülőíves hegesztés | Kétoldalas{0}}automatikus merülőíves hegesztés(belül és kívül) létrehozza a spirálvarratot teljes behatolással |
| 5. Előmelegítés/közbelépés szabályozás | 100{1}}150 fok általában szükséges ahhoz, hogy megakadályozzuk a hidrogénrepedést nagy szilárdságú acélban |
| 6. NDT hegesztés | 100%-os ultrahangos vizsgálat (UT)3. évfolyamon kötelező |
| 7. Hidrosztatikai vizsgálat | Opcionális az ASTM A252 szerint; megegyezés szerint teljesíthető |
| 8. Befejezés | Sima vagy ferde végek terepi hegesztéshez |
Tesztelési és ellenőrzési követelmények
| Teszt típusa | Követelmény | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Kémiai elemzés | Hő tételenként | Foszfor határérték betartva |
| Szakítóvizsgálat | tételenként | Ellenőrzi a hozamot és a szakítószilárdságot |
| Lapítási teszt | Kívánt | Ellenőrzi a rugalmasságot és a hegesztés integritását |
| Hajlítási teszt | Kötelező– 180 fokos hajlítási próba hegesztési mintán | Ellenőrzi a hegesztési varrat rugalmasságát |
| Hidrosztatikai teszt | Opcionális az ASTM A252 szerint | Csövek cölöpezésénél nem kötelező |
| Ultrahangos vizsgálat (UT) | 100% hegesztési varrat | 3. évfolyamnak kötelező |
| Méretvizsgálat | 100% | Az ASTM A252 tűrések szerint |
| Malom vizsgálati bizonyítvány | EN 10204 3.1B típus | Teljes vizsgálati eredményekkel ellátva |
Alkalmazások
A Grade 3 a prémium választás a legigényesebb alapozó alkalmazásokhoz:
| Alkalmazás | Leírás |
|---|---|
| High-Rise Buildings (>50 történet) | Felhőkarcolók mély alapjai; maximális teherbírást igénylő magcső cölöpalapok |
| Offshore platformok | Tengeri szerkezetek, amelyek nagy szilárdsági-/-tömeg arányt igényelnek; ellenáll a dinamikus hullám- és árapály erőknek |
| Nagy hidak | Main pier pile foundations for cross-river/sea bridges; load-bearing capacity >3000 kN közös |
| Szeizmikus zónák | Fokozott energiaelnyelést és hajlékonyságot igénylő szerkezetek |
| Mélyvízi tengeri szerkezetek | Kikötők, dokkok, rakpartok kihívásokkal teli tengeri környezetben |
| Nehézipari alapok | Maximális teherbírást igénylő berendezések alapjai |
| Extrém talajviszonyok | Nagyon puha vagy instabil talajok, amelyek maximális teherbírást igényelnek |
| Melioráció | Tengerparti töltések, meliorációs válaszfalak |
Útmutató az évfolyamválasztáshoz
| Fokozat | Hozamerő | Legjobb For |
|---|---|---|
| 1. fokozat | 205 MPa (30 ksi) | Könnyű-terhelésű alkalmazások, jó talajviszonyok, ideiglenes szerkezetek, a leggazdaságosabb |
| 2. évfolyam | 240 MPa (35 ksi) | Leggyakoribb– közepes-emeletes épületek, hídalapok, általános cölöpözés |
| 3. évfolyam | 310-345 MPa (45-50 ksi) | Nagy{0}}terhelésű alkalmazások, nagy hidak, tengeri platformok, szeizmikus zónák, mély alapozások |
Az SSAW előnyei a 3. fokozatú cölöpökhöz
| Előny | Leírás |
|---|---|
| Legnagyobb Erő | 45 000-50 000 psi hozam – 51-68%-kal magasabb, mint az 1. fokozatnál, ami akár 40%-kal kevesebb cölöpet tesz lehetővé ugyanazon terhelés mellett |
| Kiváló terhelhetőség | Maximális teherbírás-cölönként – ideális mély alapozáshoz nehéz talajban |
| Spirális stresszeloszlás | A spirálhegesztés egyenletesebben oszlatja el a feszültséget cölöpverés közben – 15-20%-kal nagyobb axiális nyomószilárdság, mint az egyenes varratnál |
| Kiváló Vezetési Ellenállás | Sérülés nélkül kibírja a nehéz rétegeken (sziklák, sűrű homok, gleccser talaj) történő kemény áthajtást |
| Nagy átmérőjű képesség | Az SSAW 8"-tól 160"-ig terjedő külső átmérőjű csöveket gyárt – ideális nagy-átmérőjű nehéz-terhelésű cölöpökhöz |
| Vastag falak | Az akár 60 mm-es falvastagság kivételes teherbírást- tesz lehetővé |
| 100% UT ellenőrzés | A hegesztési varrat kötelező ultrahangos vizsgálata biztosítja a minőséget |
| Hosszú hosszok | Az akár 32 m hosszúság csökkenti a terepi illesztési követelményeket |
Bevonatolási lehetőségek
Állandó szerkezetek esetén a környezeti feltételek alapján határozza meg a megfelelő bevonatokat:
| Bevonat típusa | Legjobb For | Élettartam becslése |
|---|---|---|
| 3LPE (3 rétegű polietilén) | Eltemetett cölöpök, zord környezet | 50+ év |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Tengeri/fröccsenő zóna, eltemetett cölöpök | 30+ év |
| Kőszénkátrány epoxi | Tengeri környezet | 40+ év |
| Betonsúlyú bevonat (CWC) | Offshore/tenger alatti cölöpök | Negatív felhajtóerő, mechanikai védelem |
| Epoxigyanta / üvegpehely | Korrozív környezetek | Száraz film Nagyobb vagy egyenlő, mint 300 μm a só korrózióval szembeni ellenállása érdekében |
| Tűzi-horganyzott | Föld feletti-alkalmazások | 20+ év offshore környezetben |
| Bitumenes bevonat | Eltemetett szolgálat | Költséghatékony{0}}védelem |
Fontos megfontolások
1. 3. évfolyam vs. alsó tagozat
1. fokozat: Könnyű-terhelésű alkalmazások, jó talajviszonyok, ideiglenes építmények
2. évfolyam: A leggyakoribb minőség – közepes-emeletes épületek, általános cölöpözés
3. évfolyam: Prémium fokozat– nagy-terhelésű alkalmazások, mély alapok, tengeri építmények, szeizmikus zónák
2. Hegeszthetőségi követelmények
A 3. fokozat magasabb szén-egyenértéke (általában 0,40-0,48%) szükségessé teszia minősített hegesztési eljárások szigorú betartása :
Előmelegítési hőmérséklet: 100-150 fok általában szükséges
Interpass hőmérséklet szabályozás
Minősített WPS terepi illesztéshez
A hegesztési varrat-utáni ellenőrzése javasolt
3. Kiegészítő követelmények
Kritikus alkalmazásokhoz határozzon meg opcionális kiegészítő követelményeket:
S1: Charpy V-Notch Impact Test (alacsony-hőmérsékletű alkalmazásokhoz; tipikus 27J -20 fokon)
S4: Ultrahangos laminálási teszt (a lemez hiányosságainak észlelése)
S5: Továbbfejlesztett kanyarteszt (súlyos vezetési körülményekhez)
S6: -Vastagsági teszteléssel (Z-irányú tulajdonságellenőrzés vastag falak esetén)
4. Vezetői felszerelésekkel kapcsolatos megfontolások
Nagyobb energiájú kalapácsokjellemzően a nagyobb szilárdság miatt szükséges
Drive Shoe Design: Megerősített, gyakran jobb minőségű acélból hegesztett, hogy megakadályozza a gombásodást
Stresszfigyelés: Cölöpverés analizátor (PDA) ajánlott annak biztosítására, hogy a feszültségek a megengedett határértékek alatt maradjanak
Illesztés: Teljesen áthatoló tompahegesztések hátlappal a szilárdság folytonosságának megőrzése érdekében
5. Gazdasági tényezők
Anyagköltség prémium: 25-40% 2. fokozat felett, 60-100% 1. fokozat felett
A gyártás összetettsége: Magasabb a hegesztési vezérlők miatt
Átfutási idő: 6-10 hét jellemző (hosszabb, mint alsó tagozat)
Enyhítés: Optimalizálja a cölöp kialakítását a kevesebb/nagyobb kapacitású cölöpök használatához – csökkentheti a teljes alapozási költséget
6. Nincs kötelező hidrosztatikai vizsgálat
Az ASTM A252 igennemhidrosztatikai vizsgálatot igényelnek, mivel a cölöpcsövek betonnal vannak feltöltve, és nem használják folyadékszállításra
Ez eltér az olyan nyomócső-szabványoktól, mint az API 5L vagy az ASTM A53
7. Harmadik-fél vizsgálata
Az elérhető ellenőrzési szolgáltatások közé tartozik az SGS, BV, Lloyds
Összegzés
ASTM A252 Grade 3 spirálisan merülő ívhegesztett (SSAW) acélcsőazprémium, legnagyobb szilárdságú specifikációacélcső cölöpökhöz alapozásban. Minimális folyáshatárral45 000-50 000 psi (310-345 MPa) – 51-68%-kal magasabb, mint az 1. fokozat– és szakítószilárdsága66 000-70 000 psi (455-480 MPa), A 3. fokozat a legjobb választás nagy-terhelésű alkalmazásokhoz, amelyek maximális szerkezeti integritást igényelnek.
Főbb jellemzők:
Anyagszabvány: ASTM A252 Grade 3 – a legmagasabb szilárdsági fokozat cölöpözésnél
Termőerő: minimum 310-345 MPa (45 000-50 000 psi) – 51-68%-kal magasabb, mint az 1. fokozat
Szakítószilárdság: minimum 455-480 MPa (66 000-70 000 psi)
Megnyúlás: 14-20% minimum – megfelelő alakíthatóság a telepítéshez
SSAW gyártásbelőle csöveket gyárt8" - 160" ODig terjedő falvastagsággal60 mm
Kétoldalas{0}}hegesztésegyetlen kiváló minőségű{0}}hegesztési rögöt hoz létre
100%-os ultrahangos vizsgálata hegesztési varrat kötelező a 3. osztályhoz
Hajlítási teszt kötelező– kritikus cölöpös alkalmazásoknál
Nincs szükség hidrosztatikai vizsgálatra– a csövek betonnal vannak feltöltve, nem folyadékszállításra használják
Prémium választása legigényesebb alapozó alkalmazásokhoz
A gyakori alkalmazások a következők:
Magas{0}}épületek alapjai (felhőkarcolók)
Offshore platformok és tengeri építmények
Nagy hídpillérek és tengeri{0}}hidak
Fokozott energiaelnyelést igénylő szeizmikus zónák
Mélyalapozás szélsőséges talajviszonyok között
Nehézipari alapok
Megrendeléskor tüntesse fel:ASTM A252 Grade 3, SSAW (spirálíves ívhegesztés), méret (OD x WT), hossz, végkikészítés (sima/ferde), bevonatkövetelmények (FBE/3LPE/epoxi/horganyzott), kiegészítő követelmények (ha szükséges) és marási típusvizsgálati tanúsítvány az EN 1021B4 szabvány szerint. A legigényesebb projektek esetében fontolja meg a pontosítástharmadik fél általi ellenőrzés és Charpy hatásteszt (S1)a projekt követelményeinek való teljes megfelelés biztosítása érdekében.
