การทำความเข้าใจวัสดุ MS: องค์ประกอบคุณสมบัติและการใช้งานในการผลิตท่อเหล็ก

เหล็กอ่อน (MS) เป็นหนึ่งในวัสดุที่หลากหลายและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมท่อและท่อ ในฐานะที่เป็นโลหะผสมคาร์บอนเหล็กพื้นฐานวัสดุ MS นำเสนอความสมดุลที่ยอดเยี่ยมของความสามารถในการใช้งานได้อย่างคุ้มค่าและลักษณะการทำงานที่เชื่อถือได้ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานจำนวนมากในระบบท่อส่วนประกอบโครงสร้างและโครงการวิศวกรรมทั่วไป

วัสดุเหล็กอ่อนคืออะไร?

Mild Steel เป็นโลหะผสมเหล็กคาร์บอนต่ำที่โดดเด่นโดยช่วงปริมาณคาร์บอนที่เฉพาะเจาะจงซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.16% ถึง 0.29% เปอร์เซ็นต์คาร์บอนที่ควบคุมได้อย่างระมัดระวังนี้ให้วัสดุ MS ที่มีความสมดุลของความแข็งแรงและความเหนียวทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความสามารถในการสร้างมีความสำคัญเท่ากับความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

ซึ่งแตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเหล็กอ่อนรักษาคุณสมบัติความร้อนที่ยอดเยี่ยมโดยมีจุดหลอมเหลวตั้งแต่ 1450 ° C ถึง 1520 ° C จุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการผลิตอุณหภูมิสูงที่พบได้ทั่วไปในการผลิตท่อรวมถึงการเชื่อมการกลิ้งและการดำเนินงานที่ร้อนแรง

องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุ MS

คุณสมบัติของเหล็กอ่อนจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำ นอกเหนือจากความสัมพันธ์ระหว่างคาร์บอนเหล็กหลักแล้ววัสดุ MS มีองค์ประกอบการผสมที่สำคัญหลายประการที่มีผลต่อลักษณะทางกลและเคมีของมัน:

• คาร์บอน (c):  0.16-0.29% - ให้ความแข็งแรงพื้นฐานในขณะที่รักษาความสามารถในการสร้าง

• แมงกานีส (MN):  0.30-1.00% - ช่วยเพิ่มความทนทาน

• ซิลิคอน (SI):  0.10-0.30% - ทำหน้าที่เป็น deoxidizer และตัวแทนเสริมสร้างความเข้มแข็ง

• ฟอสฟอรัส (P):  ≤0.04% - โดยทั่วไปถือว่าเป็นสิ่งเจือปน แต่สามารถปรับปรุงได้

• ซัลเฟอร์ (s):  ≤0.05% - โดยทั่วไปจะลดลง แต่สามารถเพิ่มความสามารถในการใช้กลไกในบางเกรด

เกรดและข้อกำหนดของท่อเหล็ก MS ทั่วไป

ในการผลิตท่อและท่อจะมีการใช้เกรดเหล็กอ่อนมาตรฐานหลายชนิดโดยทั่วไปแต่ละรายการเสนอโปรไฟล์คุณสมบัติเฉพาะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน เกรดที่ระบุบ่อยที่สุด ได้แก่ :

Aisi 1008

เทียบเท่ากับ DIN 1.0204 เกรดนี้มีความสามารถในการเย็นที่ยอดเยี่ยมทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบการผลิตเช่นอุปกรณ์ท่อที่ประทับตราภาชนะโลหะและอุปกรณ์เสริมที่เกิดขึ้นสำหรับระบบท่อ ความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมทำให้เหมาะสำหรับการผลิตท่อ ERW (ความต้านทานไฟฟ้า)

AISI 1010

สอดคล้องกับ DIN 1.0301 เกรดนี้ให้ความแข็งแรงต่ำรวมกับการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับท่อมักจะเลือกสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กไฟฟ้าในระบบตรวจสอบท่อและแกนมอเตอร์ในสถานีสูบน้ำ

AISI 1015

การจับคู่ DIN 1.0401 ระดับความสมดุลนี้จะสึกหรอด้วยความสามารถในการกลึงทำให้เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบเชิงกลในโครงสร้างพื้นฐานของท่อรวมถึงช่องว่างของเกียร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีความเครียดทางกลปานกลาง

AISI 1018

เทียบเท่ากับ DIN 1.0419 เกรดอเนกประสงค์นี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการรักษาด้วยคาร์บูไรซิ่ง ในการผลิตท่อมันถูกเลือกบ่อยครั้งสำหรับเพลาส่งและชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอในชุดวาล์วท่อและระบบการมีเพศสัมพันธ์ที่จำเป็นต้องใช้ความแข็งของพื้นผิว

AISI 1020

สอดคล้องกับ DIN 1.0044 เกรดนี้มีคุณสมบัติความแข็งแรงและความเหนียวที่สมดุล มันมักจะระบุไว้สำหรับการใช้งานโครงสร้างเรือความดันและระบบท่อสายที่ทำงานภายใต้สภาวะความดันปานกลางที่ API 5L เกรด B เทียบเท่าเป็นที่ยอมรับ

คุณสมบัติสำคัญของวัสดุ MS สำหรับการใช้งานท่อ

เมื่อระบุเหล็กอ่อนสำหรับผลิตภัณฑ์ท่อและท่อวิศวกรจะพิจารณาคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการที่กำหนดประสิทธิภาพในการใช้งานภาคสนาม:

• แรงดึง:  โดยทั่วไป 330-500 MPa (48,000-72,500 psi)

• ความแข็งแรงของผลผลิต:  โดยทั่วไป 250-380 MPa (36,000-55,000 psi)

• การยืดตัว:  20-30% (แสดงถึงความเหนียวที่ดี)

• ความแข็ง:  110-150 HB (Brinell Hardness)

• ความสามารถในการเชื่อม:  ยอดเยี่ยมเนื่องจากปริมาณคาร์บอนต่ำ

• ความสามารถในการใช้งาน:  ดีถึงยอดเยี่ยมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่แน่นอน

ข้อได้เปรียบในการผลิตของท่อเหล็กอ่อน

ความหลากหลายในการผลิตของ Mild Steel ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตท่อ ในระหว่างการผลิตวัสดุ MS จะอ่อนไหวเมื่อถูกความร้อนอำนวยความสะดวกในการดำเนินการขึ้นรูปมากมายรวมถึงการหมุนการปลอมการตัดและการขุดเจาะ ความสามารถในการทำงานนี้แปลโดยตรงกับประสิทธิภาพของต้นทุนในกระบวนการผลิตท่อ

ความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมของวัสดุทำให้เหมาะสำหรับวิธีการผลิตท่อ ERW ซึ่งการเชื่อมความถี่สูงสร้างตะเข็บที่เชื่อถือได้ด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่เข้าใกล้วัสดุพื้นฐาน สำหรับการใช้งานขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้น Mild Steel ทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการผลิตท่อ LSAW

มาตรฐานอุตสาหกรรมและแอปพลิเคชัน

ท่อเหล็กอ่อนมักถูกผลิตขึ้นเพื่อให้ได้มาตรฐานสากลที่หลากหลายรวมถึง:

• API 5L:  สำหรับแอปพลิเคชันท่อสาย (โดยทั่วไปจะเป็นข้อกำหนดเกรด A และเกรด B)

• ASTM A53:  สำหรับการใช้งานท่อมาตรฐานในน้ำก๊าซและการส่งอากาศ

• ASTM A106:  สำหรับแอปพลิเคชันบริการอุณหภูมิสูง

• ISO 3183:  สำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ

ข้อกำหนดที่เป็นมาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ท่อเหล็กอ่อนรักษาคุณภาพและคุณสมบัติประสิทธิภาพที่สอดคล้องกันในห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกและสภาพแวดล้อมการทำงานที่หลากหลาย

บทสรุป

วัสดุเหล็กอ่อนยังคงเป็นรากฐานที่สำคัญในการผลิตท่อและท่อเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่สมดุลความคุ้มค่าและความสามารถในการประมวลผล เมื่อระบุและประดิษฐ์อย่างเหมาะสมวัสดุ MS ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานท่อส่งข้อมูลจำนวนมากตั้งแต่การส่งน้ำพื้นฐานไปจนถึงกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องการมากขึ้น

การทำความเข้าใจกับองค์ประกอบคุณสมบัติและความแตกต่างของเกรดเหล็กอ่อนช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกวัสดุสำหรับการใช้งานท่อและท่อเฉพาะเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและอายุการใช้งานในสนาม