مقدار تنش مجاز برای A516 درجه 70 چقدر است؟

در بخش های صنعتی مانند پتروشیمی، تولید برق و انرژی هسته ای،A516 درجه 70یکی از پرکاربردترین فولادهای کربنی برای مخازن تحت فشار است. معمولاً در ساخت تجهیزات حیاتی مانند بویلرها، مخازن ذخیره سازی و راکتورها استفاده می شود. چنین تجهیزاتی تحت شرایط پیچیده عملیاتی از جمله قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نوسانات فشار و دما قرار دارند و عملکرد ایمن آن به طور مستقیم به تنش مجاز مواد بستگی دارد.

تنش مجاز به حداکثر تنشی اشاره دارد که یک ماده می تواند بدون شکست تحمل کند-مانند تغییر شکل پلاستیک یا شکست- و به عنوان پایه اصلی برای طراحی تجهیزات عمل می کند. بسیاری از مهندسان و تکنسین ها تنش مجاز دقیق A516 Grade 70 را در هنگام طراحی و انتخاب مواد در نظر می گیرند. در واقع، این مقدار ثابت نیست. در درجه اول به عوامل کلیدی مانند دمای عملیاتی و استانداردهای قابل اجرا بستگی دارد. این مقاله توضیح مفصلی در مورد مقادیر تنش آن ارائه می دهد. اگر برای پروژه خود نیاز به خرید صفحات فولادی درجه 70 A516 دارید، لطفا با ما تماس بگیرید.

در حال حاضر یک نقل قول درخواست کنید

متداول ترین استاندارد ASME (استاندارد بین المللی مخازن تحت فشار) را به عنوان مثال در نظر بگیرید:

در دمای محیط (20- تا 100 درجه فارنهایت، تقریباً 29- تا 38 درجه)، حداکثر تنش مجاز 20.0 ksi (تقریباً 137.9 مگاپاسکال) است. با افزایش دمای عملیاتی، تنش مجاز به تدریج کاهش می یابد. این به این دلیل است که دماهای بالا باعث کاهش استحکام فولاد می شود و باعث می شود که نتواند در برابر بارهای تنشی که در دمای محیط ایجاد می شود مقاومت کند.

برای مثال، در 600 درجه فارنهایت (تقریبا. 316 درجه)، تنش مجاز به 19.4 ksi (تقریبا. 133.8 مگاپاسکال) کاهش می‌یابد. در 1000 درجه فارنهایت (تقریبا. 538 درجه)، تنها 2.5 ksi (تقریبا. 17.2 مگاپاسکال) است. این همچنین تعیین می کند که محدوده دمایی قابل اجرا آن معمولاً از 1000 درجه فارنهایت تجاوز نمی کند (الزامات خاص به استانداردهای قابل اجرا تجهیزات بستگی دارد).

برای درک استرس مجاز، ابتدا باید منطق محاسبه آن را درک کرد. تنش مجاز با تقسیم تنش نهایی ماده (مقاومت تسلیم یا مقاومت کششی) بر ضریب ایمنی، با استفاده از فرمول: تنش مجاز=تنش نهایی ÷ ضریب ایمنی به دست می‌آید.

خواص مکانیکی A516 Grade 70 اساس این محاسبات را تشکیل می دهد. طبق استاندارد ASTM A516، حداقل استحکام تسلیم آن 260 مگاپاسکال (38 ksi) و مقاومت کششی آن از 485 تا 620 مگاپاسکال (70 تا 90 ksi) است. این خاستگاه نام "Grade 70" است که حداقل مقاومت کششی 70 ksi را نشان می دهد.

انتخاب یک ضریب ایمنی باید اهمیت تجهیزات و شرایط عملیاتی آن را در نظر بگیرد و به طور کلی از الزامات استانداردهایی مانند ASME پیروی می کند:

برای مخازن تحت فشار فولاد کربنی، ضریب ایمنی بر اساس استحکام تسلیم معمولاً کمتر از 1.5-1.6 نیست، در حالی که ضریب ایمنی بر اساس استحکام کششی کمتر از 3.0-4.0 نیست. تنش مجاز نهایی به عنوان حداقل دو مقدار محاسبه شده در نظر گرفته می شود تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات دارای حاشیه ایمنی کافی هستند. برای مثال، در دمای اتاق، محاسبه استحکام تسلیم 260 مگاپاسکال ÷ 1.6 ≈ 162.5 مگاپاسکال، و محاسبه استحکام کششی 485 مگاپاسکال ÷ 3.0 ≈ 161.7 مگاپاسکال است. با این حال، استاندارد واقعی 137.9 MPa (20.0 ksi) را مشخص می کند. این به این دلیل است که عوامل عملی مانند فرآیندهای تولید و کیفیت جوش نیز باید در نظر گرفته شود که باعث کاهش بیشتر تنش مجاز برای افزایش ایمنی می شود.

دمای عملیاتی مهم‌ترین عامل مؤثر بر تنش مجاز A516 Grade 70 است. استحکام فولاد با افزایش دما کاهش می‌یابد و سرعت کاهش به طور قابل توجهی بالای 300 درجه افزایش می‌یابد. بنابراین تنش مجاز باید متناسب با دما تنظیم شود.

طبق استاندارد ASME BPVC تنش مجاز در دماهای مختلف به وضوح مشخص شده است:

• در محدوده 20- تا 300 درجه فارنهایت (تقریباً 29- تا 149 درجه)، تنش مجاز در 20.0 ksi ثابت می ماند.
• در 600 درجه فارنهایت (تقریبا. 316 درجه)، به 19.4 ksi کاهش می‌یابد.
• در 700 درجه فارنهایت (تقریبا. 371 درجه)، به 18.1 ksi کاهش می‌یابد.
• در 850 درجه فارنهایت (تقریبا. 454 درجه)، به 9.3 ksi کاهش می‌یابد.
• در بالای 850 درجه فارنهایت، تنش مجاز به شدت کاهش می یابد و در 1000 درجه فارنهایت به 2.5 ksi می رسد.

مقدار تنش مجاز هسته برای A516 Grade 70 20.0 ksi (137.9 مگاپاسکال) در دمای اتاق است، با عوامل مؤثر اولیه دمای کار و استاندارد قابل اجرا. هر چه دما بیشتر باشد، تنش مجاز کمتر می شود. با درک این اصل و تلفیق آن با شرایط عملیاتی واقعی و الزامات استاندارد تجهیزات، می توانید تنش مجاز مناسب را به دقت انتخاب کنید. این یک پایه قابل اعتماد برای طراحی، ساخت و بهره برداری ایمن مخازن تحت فشار فراهم می کند، از خرابی تجهیزات ناشی از انتخاب نامناسب تنش جلوگیری می کند و ایمنی و پایداری تولید صنعتی را تضمین می کند.

فولاد یوکسین عرضه طولانی‌مدت و پایدار ورق‌های فولادی در درجه‌ها و مشخصات مختلف را ارائه می‌کند. لطفابا ما تماس بگیریدبرای راه حل های پروژه دقیق

قیمت و پشتیبانی فنی رایگان