اتصالات ASTM A234 WP22

ASTM A234 WP22 fittings

 

 

اتصالات ASTM A234 WP22 مربوط به استاندارد ASTM A234 می‌باشد که مشخصات اتصالات لوله‌های فولادی کربنی و فولادی آلیاژی را تعیین می‌کند. در این مورد، WP22 نشان‌دهنده گروه فولادی آلیاژی می‌باشد.

استاندارد ASTM A234 یک استاندارد صنعتی است که مشخصات اتصالات لوله‌های فولادی کربنی و فولادی آلیاژی را تعیین می‌کند. این استاندارد توسط ASTM International (سازمان بین‌المللی استانداردها) تدوین شده است و برای اتصالات لوله‌های فولادی در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهمترین مواردی که استاندارد ASTM A234 شامل آنهاست عبارتند از :

مشخصات مواد : استاندارد A234 مشخصات شیمیایی و مکانیکی مواد فولادی را برای اتصالات فراهم می‌کند.

گروه‌های فولادی : این استاندارد گروه‌های مختلفی از فولادها را بر اساس ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی مشخص می‌کند. مثلاً WPB (کربنی)، WPC (کربنی با تقویت مخلوط)، WP5 (فولاد آلیاژی با کروم) و موارد مشابه.

نوع اتصالات : مشخصات انواع اتصالات مانند آرماتورها، لوله‌های تخت و خمیده، لوله‌های مخصوص خوراکی (خوراکی) و غیره را تعیین می‌کند.

دمای کار : محدوده دمای کاربرد اتصالات نیز در این استاندارد مشخص شده است.

استفاده از این استاندارد به تدوین، تولید و انتخاب اتصالات لوله‌ها برای استفاده در صنایع مختلف کمک می‌کند.

در ASTM A234، مشخصات گروه‌های فولادی با حروف و اعداد نشان داده می‌شوند. به عنوان مثال، WP22 به معنای گروه فولادی آلیاژی با ترکیب شیمیایی مشخص و ویژگی‌های خاص است. در اینجا، WP22 به فولاد آلیاژی که شامل کروم و مولیبدن است، اشاره دارد.

به طور خاص، WP22 به فولاد آلیاژی با ترکیب شیمیایی معین، که شامل کروم، مولیبدن، و کمی منگنز است، ارجاع دارد. این نوع فولاد به عنوان مواد اولیه برای ساخت اتصالات لوله‌های فولادی آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استاندارد ASTM A234 WP22 برای اولین بار در سپتامبر سال 1982 توسط ASTM International (سازمان بین‌المللی استانداردها) منتشر شد. این استاندارد با ترکیبی از فولاد کرومی–مولیبدنی با کمی مانگانز، مشخصات اتصالات لوله‌های فولادی آلیاژی را تعیین می‌کند. استفاده از این استاندارد در انواع مختلفی از صنایع، از جمله صنعت نفت، گاز، نیروگاه‌ها و صنایع شیمیایی رایج است.

 

فرایند تولید

فرایند تولید اتصالات ASTM A234 WP22 معمولاً شامل چند مرحله است که در زیر توضیح داده شده است :

 

تهیه مواد اولیه :

مواد اولیه برای تولید اتصالات ASTM A234 WP22 شامل فولاد آلیاژی با ترکیبات خاص از کروم، مولیبدن، منگنز، سیلیسیم و سایر عناصر می‌شود. این مواد به صورت مذاب یا لوله‌های نورد شده فراهم می‌شوند.

 

آماده‌سازی مواد :

مواد به مدت مشخص در یک محیط کنترل شده حرارت داده می‌شوند تا به ترکیبات شیمیایی مورد نظر برسند و ویژگی‌های مکانیکی مناسب را داشته باشند.

شکل‌دهی و تشکیل دادن :

مواد در دما و فشار مناسب به شکل‌های مختلف اتصالات تشکیل داده می‌شوند. این می‌تواند به وسیله روش‌های گوناگونی مانند فرآیند نورد گرم، فرآیند سردکاری (cold forming)، یا حتی تراکم فشار (forging) انجام شود.

 

حرارت‌دهی (Heat Treatment) :

اتصالات تولید شده ممکن است نیاز به حرارت‌دهی بعدی داشته باشند تا ویژگی‌های مکانیکی بهینه را داشته باشند. این مرحله معمولاً شامل گرمکن (annealing)، تطبیق (normalizing) یا حتی تطبیق و گرمکن همزمان است.

 

ماشینکاری و تکمیل :

اتصالات پس از فرآیندهای فوق ممکن است نیاز به مراحل ماشینکاری بیشتری داشته باشند تا به ابعاد و شکل نهایی برسند. این مراحل ممکن است شامل حفاری، مته‌کاری، و یا سایر عملیات ماشینکاری باشد.

 

آزمون و کنترل کیفیت :

اتصالات تحت آزمون‌های مختلفی مانند آزمون ترکیبات شیمیایی، آزمون ترکیبات فلزی، آزمون هیدرواستاتیک و آزمون ترکیبات مکانیکی قرار می‌گیرند. این مراحل جهت اطمینان از کیفیت و استاندارد اتصالات انجام می‌شوند.

 

پوشش دادن و پایان دادن :

در نهایت، اتصالات ممکن است با روش‌هایی مانند گالوانیزه کردن یا رنگ‌آمیزی پوشش داده شوند تا از زنگ‌زدگی و حفاظت در برابر عوامل خارجی محافظت شوند.

 

ترکیب شیمیایی  ASTM A234 WP22

کروم (Cr) : 2.0 – 2.5%

مولیبدن (Mo) : 0.87 – 1.13%

منگنز (Mn) :  0.3 – 0.6%

سیلیسیم (Si) : ≤ 0.5%

فسفر (P) : ≤ 0.04%

گوگرد (S) : ≤ 0.04%

کربن (C) : 0.05 – 0.15%

مواد دیگر (نیتروژن، آلومینیوم و …) در مقادیر کمتر

 

ویژگی‌های مکانیکی  ASTM A234 WP22

مقاومت تسلیم (Yield Strength) :  حداقل 30 ksi (205 MPa)

استحکام تسلیم (Tensile Strength) :  حداقل 60 ksi (415 MPa)

اندازه‌گیری کرنش (Elongation in 2 in. or 50 mm) :  حداقل 30%

ضریب کاهش مساحت (Reduction of Area) :  حداقل 50%

آزمون ضربه (Impact Test) : در دمای مناسب

این ویژگی‌ها معمولاً برای فولاد آلیاژی ASTM A234 WP22 به عنوان یک ماده‌ی اتصالات مورد نظر هستند. مقادیر دقیق ممکن است با تولید کننده و نسخه خاص استاندارد تفاوت داشته باشند. برای کسب اطلاعات دقیق‌تر و به‌روزتر، معمولاً به مستندات استاندارد یا فراورده‌های تولیدکننده مراجعه می‌شود.

 

ویژگی‌ها

ویژگی‌های مهم فولاد آلیاژی ASTM A234 WP22 که این ماده را به عنوان مواد اتصالات در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی مورد استفاده قرار می‌دهند، به شرح زیر هستند :

 

مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی :

حاوی کروم به میزان مناسب برای افزایش مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی در محیط‌های مختلف.

 

مقاومت به دماهای بالا :

مولیبدن به میزان مناسب افزایش داده شده تا فولاد در دماهای بالا (مثلاً در نواحی با دماهای بالا یا در صنعت نفت و گاز) پایداری و مقاومت خوبی داشته باشد.

 

ویژگی‌های مکانیکی مناسب :

مقاومت تسلیم و استحکام تسلیم مناسب، که این ویژگی‌ها باعث انعطاف پذیری و استحکام مناسب در برابر فشارها و انواع بارهای مختلف می‌شوند.

 

انعطاف پذیری و کشسانی مناسب :

اتصالات ASTM A234 WP22 باید انعطاف پذیری مناسبی داشته باشند تا بتوانند با تغییرات دما و فشار در سیستم‌های لوله‌کشی به خوبی سازگاری یابند.

 

قابلیت جوشکاری :

فولاد آلیاژی ASTM A234 WP22 باید قابلیت جوشکاری خوبی داشته باشد تا به راحتی بتوان اتصالات را در محل‌های مختلف لوله‌کشی جوش داد.

 

مطابقت با استانداردها :

تطابق با استانداردهای ASTM A234 و سایر استانداردهای مرتبط جهت اطمینان از کیفیت و استاندارد اتصالات.

برای استفاده از فولاد آلیاژی ASTM A234 WP22 در یک پروژه خاص، مهم است که با نیازها و استانداردهای مربوط به آن پروژه آشنا باشید و از مشخصات فنی و کیفیت محصولات تولیدکننده آگاه باشید.

 

جوشکاری

اتصالات ASTM A234 WP22 و سایر گریدهای فولاد آلیاژی این استاندارد، در کل دارای خواص جوشکاری مناسبی هستند، اما برخی نکات در مورد قابلیت جوشکاری آنها باید در نظر گرفته شوند :

 

جوشکاری MIG (Metal Inert Gas) و TIG (Tungsten Inert Gas) :

اتصالات ASTM A234 WP22 به خوبی با روش‌های MIG و TIG قابلیت جوشکاری دارند. این روش‌ها از گازهای محافظ مانند آرگون یا همراه آرگون و هلیم برای محافظت از جوش در برابر اکسیژن و نیتروژن استفاده می‌کنند.

 

جوشکاری SMAW (Shielded Metal Arc Welding) یا الکترود خمیری :

این روش نیز برای جوشکاری اتصالات ASTM A234 WP22 مناسب است. الکترودهای خمیری با پوشش محافظ جوش را از اکسیژن و نیتروژن در محیط هوایی حفاظت می‌کنند.

 

جوشکاری با فلز گرم (Hot Welding) :

جوشکاری فلز گرم نیز به‌طور معمول در تولید اتصالات از جنس ASTM A234 WP22 استفاده می‌شود. این روش، فلزها را به دماهای بالاتر از دمای محیط گرم کرده و سپس جوش می‌دهد.

 

پس‌جوشکاری (Post Weld Heat Treatment – PWHT) :

برخی از حالت‌های جوشکاری ممکن است نیاز به پس‌جوشکاری داشته باشند تا خواص مکانیکی و استحکام جوش بهبود یابد و تنش‌های جوشکاری کاهش یابد. این مرحله معمولاً در دماهای بالاتر انجام می‌شود.

 

جوشکاری تابعیت با طیف (Welding to Code) :

در بسیاری از پروژه‌ها، اتصالات باید با استانداردها و کدهای خاصی هماهنگ شوند. قابلیت جوشکاری براساس استانداردهای مشخص از اهمیت بالایی برخوردار است.

توجه به توصیه‌ها و دستورالعمل‌های تولید کننده، استانداردهای جوشکاری معتبر و نیازهای خاص پروژه، به انتخاب متد و شرایط جوشکاری مناسب کمک می‌کند. همچنین، آزمون‌های جوشکاری و آزمون‌های غیرمخرب نیز می‌توانند به اطمینان از کیفیت جوشکاری کمک کنند.

 

عملیات حرارتی

عملیات حرارتی می‌تواند به بهبود خواص مکانیکی و استحکام جوش اتصالات فولادی کمک کند. دو نوع عملیات حرارتی رایج در این زمینه عبارتند از :

 

PWHT  ( Post Weld Heat Treatment – پس‌جوشکاری ) :

PWHT یک فرآیند حرارتی است که پس از اتمام عملیات جوشکاری انجام می‌شود. هدف از این عملیات حرارتی افزایش یا بهبود خواص مکانیکی جوش است. در PWHT، قطعات یا اتصالات به دماهای بالاتر از دمای محیط گرم می‌شوند و سپس به طور کندی سرد می‌شوند. این عملیات می‌تواند تنش‌های جوشکاری را کاهش دهد و خواص مکانیکی مثل استحکام تسلیم و استحکام کشش را بهبود بخشد.

 

آنیل کردن  (Annealing) :

آنیل کردن یک فرآیند حرارتی است که به منظور بهبود خواص مکانیکی، تغییرات ساختاری، و کاهش تنش‌ها اجرا می‌شود. در آنیل کردن، فلز به دماهای بالاتر از دمای محیط گرم می‌رسد و سپس به طور آهسته سرد می‌شود. این فرآیند ممکن است به کاهش تنش‌ها، تغییر ساختار فلز و افزایش انعطاف‌پذیری و استحکام فلز منجر شود.

هر یک از این فرآیندهای حرارتی می‌تواند بسته به نوع فلز و خصوصیات مورد نظر، انجام شود. در صورت استفاده از اتصالات ASTM A234 WP22، توصیه می‌شود که با دستورالعمل‌های تولید کننده و استانداردهای مرتبط هماهنگ شود تا بهترین نتایج به دست آید.

 

گریدهای دیگر  ASTM A234

استاندارد ASTM A234 برای اتصالات لوله‌های فولادی کربنی و فولادی آلیاژی چندین گرید مختلف را تعیین کرده است. هر گرید به یک ترکیب خاص از فولاد اشاره دارد که برای شرایط خاصی مناسب است. در زیر، چند گرید معمولی از اتصالات ASTM A234 را بررسی می‌کنیم:

 

 WPB (کربنی) :

این گرید برای اتصالات کربنی فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیب شیمیایی آن شامل کربن، منگنز، فسفر، گوگرد، سیلیسیم و مس است.

 

WPC (کربنی با تقویت مخلوط) :

این گرید نیز برای اتصالات کربنی استفاده می‌شود و افزودن عناصر تقویت مخلوط به آن، ویژگی‌های مکانیکی آن را بهبود می‌بخشد.

 

WP5  (کروم – مولیبدن) :

این گرید برای فولادهای آلیاژی با ترکیبات کروم و مولیبدن معین استفاده می‌شود. این ترکیبات افزون بر مقاومت به خوردگی، مقاومت به دماهای بالا را نیز به اتصالات می‌دهند.

 

WP11 (کروم – مولیبدن با تقویت مخلوط) :

مانند  WP5، این گرید نیز از فولادهای آلیاژی با ترکیب کروم و مولیبدن استفاده می‌کند و افزودن عناصر تقویت مخلوط به ویژگی‌های مکانیکی آن افزوده می‌شود.

 

WP9 (کروم – مولیبدن – وانادیم) :

این گرید از ترکیب کروم، مولیبدن و وانادیم برای افزایش خواص مکانیکی و دمایی استفاده می‌کند.

 

WP22 (کروم – مولیبدن) :

همانند WP5 اما با ترکیبات متفاوت، این گرید نیز برای فولادهای آلیاژی با خواص مکانیکی و دمایی خاص استفاده می‌شود.

 

WP91 (کروم – مولیبدن – وانادیم – نیتروژن) :

این گرید از ترکیب کروم، مولیبدن، وانادیم و نیتروژن برای خواص مکانیکی بهبود یافته و دمایی بالا استفاده می‌کند.

هر گرید با توجه به ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی خود در شرایط خاصی استفاده می‌شود و انتخاب گرید صحیح بسیار مهم است.

 

مقایسه گرید WP22 با برخی از گریدهای دیگر

مقایسه گرید WP22 با برخی از گریدهای دیگر اتصالات ASTM A234 کمک می‌کند تا تفاوت‌ها در ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی آنها روشن شود. در ادامه، مقایسه‌ای اجمالی ارائه می‌شود :

 

WP22 (کروم-مولیبدن) :

ترکیب شیمیایی :

کروم (Cr) : 2.0 – 2.5%

مولیبدن (Mo) : 0.87 – 1.13%

منگنز (Mn) : 0.3 – 0.6%

سیلیسیم (Si) : ≤ 0.5%

فسفر (P) : ≤ 0.04%

گوگرد (S) : ≤ 0.04%

کربن (C) : 0.05 – 0.15%

ویژگی‌های مکانیکی :

مقاومت تسلیم (Yield Strength) : حداقل 30 ksi (205 MPa)

استحکام تسلیم (Tensile Strength) : حداقل 60 ksi (415 MPa)

اندازه‌گیری کرنش (Elongation) : حداقل 30%

ضریب کاهش مساحت (Reduction of Area) : حداقل 50%

 

WP5 (کروم-مولیبدن) :

ترکیب شیمیایی :

کروم (Cr) : 4.0 – 6.0%

مولیبدن (Mo) : 0.45 – 0.65%

منگنز (Mn) : 0.3 – 0.6%

سیلیسیم (Si) : ≤ 0.5%

فسفر (P) : ≤ 0.04%

گوگرد (S) : ≤ 0.04%

کربن (C) : 0.05 – 0.15%

ویژگی‌های مکانیکی :

مقاومت تسلیم (Yield Strength) : حداقل 30 ksi (205 MPa)

استحکام تسلیم (Tensile Strength) : حداقل 60 ksi (415 MPa)

اندازه‌گیری کرنش (Elongation) : حداقل 30%

ضریب کاهش مساحت (Reduction of Area) : حداقل 50%

 

WP9 (کروم-مولیبدن-وانادیم) :

ترکیب شیمیایی :

کروم (Cr) : 8.0 – 10.0%

مولیبدن (Mo) : 0.9 – 1.1%

وانادیم (V) : 0.1 – 0.25%

منگنز (Mn) : 0.3 – 0.6%

سیلیسیم (Si) : ≤ 0.5%

فسفر (P) : ≤ 0.04%

گوگرد (S) : ≤ 0.04%

کربن (C) : 0.05 – 0.15%

ویژگی‌های مکانیکی :

مقاومت تسلیم (Yield Strength) : حداقل 30 ksi (205 MPa)

استحکام تسلیم (Tensile Strength) : حداقل 60 ksi (415 MPa)

اندازه‌گیری کرنش (Elongation) : حداقل 30%

ضریب کاهش مساحت (Reduction of Area) : حداقل 50%

هر یک از این گریدها برای شرایط مختلف و با توجه به نیازهای خاص در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب گرید مناسب بستگی به شرایط کاربرد و مشخصات فنی پروژه دارد.

 

تفاوت‌های اصلی در ویژگی‌های مهم مکانیکی و شیمیایی بین گریدهای ASTM A234 WP22، WP5، و WP9 به شرح زیر است :

 

تفاوت بین WP22 و WP5 :

کمیت کروم :

WP22 : 2.0 – 2.5%

WP5 : 4.0 – 6.0%

کمیت مولیبدن :

WP22 : 0.87 – 1.13%

WP5 : 0.45 – 0.65%

 

تفاوت بین WP22 و WP9 :

کمیت کروم :

WP22 : 2.0 – 2.5%

WP9 : 8.0 – 10.0%

کمیت مولیبدن :

WP22 : 0.87 – 1.13%

WP9 : 0.9 – 1.1%

کمیت وانادیم :

WP9 : 0.1 – 0.25%

 

تفاوت بین WP5 و WP9 :

کمیت کروم :

WP5 : 4.0 – 6.0%

WP9 : 8.0 – 10.0%

کمیت مولیبدن :

WP5 : 0.45 – 0.65%

WP9 : 0.9 – 1.1%

کمیت وانادیم :

WP9 : 0.1 – 0.25%

تفاوت‌های ویژگی‌های مکانیکی :

مقاومت تسلیم (Yield Strength) و استحکام تسلیم (Tensile Strength) : ویژگی‌های مکانیکی این گریدها معمولاً به طور مشابه هستند و حدوداً در محدوده‌های یکسان قرار دارند.

اندازه‌گیری کرنش (Elongation) و ضریب کاهش مساحت (Reduction of Area) : نیز برای این گریدها در حدود مشابه قرار دارند.

تفاوت‌های شیمیایی و مکانیکی به دلیل ترکیبات مختلف فلزات آلیاژی در هر گرید و نیازهای خاص صنایع مختلف استفاده کننده می‌باشد. انتخاب گرید مناسب بستگی به محیط کاربرد، خواص مکانیکی مورد نیاز و دماهای کاری مورد نظر دارد.

 

معایب

هر گرید فولاد آلیاژی در ASTM A234 ویژگی‌ها و مزایای خود را دارد، اما برخی معایب نیز ممکن است وجود داشته باشد. در مورد گرید WP22 و سایر گریدها، معایب زیر ممکن است مد نظر باشند :

 

هزینه :

مواد آلیاژی معمولاً گرانتر از فولادهای کربنی هستند. بنابراین، استفاده از گریدهای آلیاژی ممکن است هزینه‌های پروژه را افزایش دهد.

 

پیچیدگی جوشکاری :

فولادهای آلیاژی ممکن است نیاز به تکنیک‌های جوشکاری خاصی داشته باشند و در مقایسه با فولادهای کربنی، جوشکاری آنها پیچیده‌تر باشد.

 

حساسیت به خوردگی :

با وجود مقاومت به خوردگی فولادهای آلیاژی، در برخی موارد، ممکن است حساسیت به خوردگی در مقایسه با فولادهای ضد زنگ باشد.

 

محدودیت‌های دمایی :

برخی از گریدهای فولاد آلیاژی محدودیت‌های دمایی خاصی دارند. برای مثال، برخی از گریدها برای کار در دماهای بسیار پایین یا بسیار بالا مناسب نیستند.

 

نیاز به نگهداری و مراقبت بیشتر :

برخی از فولادهای آلیاژی نیاز به نگهداری و مراقبت بیشتری دارند تا از خوردگی و دیگر مشکلات جلوگیری شود.

 

پیچیدگی در تامین مواد :

تامین فولادهای آلیاژی ممکن است به دلیل موارد محدودیتی مانند تولید محدود، نیاز به تخصص فنی، وابستگی به تامین‌کنندگان خاص، وابستگی به واردات و… پیچیده باشد.

برای تامین این اتصالات میتوانید با ما در تماس باشید.

همیشه مهم است که معایب و مزایای مواد را با نیازها و شرایط خاص پروژه مقایسه کنید تا انتخاب مناسبی داشته باشید.