برای شروع،ASTM A709یک استاندارد فولاد جامع است که توسط ASTM International صادر شده است. این الزامات برای فولادهای کربنی و فولادهای-آلیاژی با مقاومت بالا-(HSLA) مورد استفاده در اشکال ساختاری، صفحات و میله‌ها برای کاربردهای پل را تشریح می‌کند.
استاندارد A709 با ادغام چندین مشخصات فردی در یک سند یکپارچه، به مهندسان و خریداران یک مرجع ثابت و کاربردی ارائه می دهد که فرآیند ارزیابی و انتخاب مواد را ساده می کند.
یکی از مزیت های قابل توجه ASTM A709 گنجاندن گریدهای فولادی در شرایط جوی است. این فولادها به طور طبیعی یک پتینه اکسید محافظ ایجاد می کنند که مقاومت در برابر خوردگی اتمسفر را بهبود می بخشد، که به طور قابل توجهی تعمیر و نگهداری طولانی مدت و رنگ آمیزی مجدد را کاهش می دهد.
نمای کلی فولاد ASTM A709
نمرات اصلی تحت ASTM A709
مشخصات A709 شامل شش سطح مقاومت اولیه است که هر کدام برای نیازهای عملکردی خاص و خواسته‌های محیطی طراحی شده‌اند.
گریدهای 36، 50 و 50 وات
این فولادها بیشترین استفاده را برای ساخت پل های معمولی دارند.
درجه 36
یک فولاد کربن استاندارد با حداقل استحکام تسلیم 36 ksi. تطبیق پذیری و مقرون به صرفه بودن{2}}آن را برای سازه هایی با بار متوسط و چقرمگی شکست مناسب می سازد.
درجه 50
درجه آلیاژی-مقاومت کم- با حداقل استحکام تسلیم 50 ksi. این ترکیب خوبی{4}}از استحکام، جوش‌پذیری و چقرمگی است.
درجه 50 وات
"W" مخففهوازدگی. در حالی که سطح استحکامی مشابه با درجه 50 دارد، مقاومت در برابر خوردگی جوی عالی را ارائه می‌کند و ظاهری مانند زنگ{2}}پایدار شبیه فولاد کورتن ایجاد می‌کند. برای سازه های فولادی در معرض دید ایده آل است.
فولادهای با عملکرد بالا (HPS): 50 وات و 70 وات
فولاد با عملکرد بالا (HPS) یک پیشرفت بزرگ در فناوری مواد پل است.
HPS 50W
نسخه بهبود یافته 50 وات، چقرمگی بالاتر و جوش پذیری بهتر را ارائه می دهد. برای محیط‌های سرد یا سازه‌های دارای بار دینامیکی-به خوبی مناسب است.
HPS 70W
بالاترین-نمره عملکرد در خانواده A709.
حداقل قدرت تسلیم: 70 ksi
بخش های سبک تر، نازک تر و طراحی پل را مقرون به صرفه تر می کند
جوش پذیری فوق العاده و چقرمگی شکست را ارائه می دهد
ترجیحاً برای اجزای مهم پل-طول و شکست-
فولادهای آلیاژی خاموش و تمپر شده: درجه 100 و 100 وات
این درجه‌ها برای پروژه‌هایی طراحی شده‌اند که به استحکام بسیار بالا-تا-وزن عملکرد نیاز دارند.
حداقل قدرت تسلیم: 100 ksi
مورد استفاده در خرپاهای دهانه بلند-، تیرهای عمیق و مناطقی که عمق سازه محدود است
در عین کاهش وزن، استحکام بسیار خوبی را ارائه دهید
ترکیب شیمیایی
| عنصر | درجه 36 | درجه 50 | درجه 50 وات | HPS 50W | HPS 70W | گرید 100/100 وات |
|---|---|---|---|---|---|---|
| کربن (C) | 0.25 | 0.23 | 0.19 | 0.11 | 0.11 | 0.20 |
| منگنز (Mn) | 0.80–1.20 | 1.35 | 0.80–1.35 | 1.10–1.50 | 1.50–2.00 | 0.60–1.00 |
| فسفر (P) | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.020 | 0.020 | 0.030 |
| گوگرد (S) | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.006 | 0.006 | 0.030 |
| سیلیکون (Si) | 0.40 | 0.40 | 0.30–0.65 | 0.30–0.50 | 0.30–0.50 | 0.15–0.35 |
| مس (مس) | بزرگتر یا مساوی 0.20 | بزرگتر یا مساوی 0.20 | 0.20–0.40 | 0.25–0.40 | 0.25–0.40 | 0.15–0.50 |
| کروم (کروم) | – | – | 0.40–0.65 | 0.45–0.70 | 0.45–0.70 | 0.40–0.65 |
| نیکل (Ni) | – | – | 0.25 | 0.25–0.40 | 0.25–0.40 | 0.40–0.70 |
| وانادیوم (V) | – | 0.01–0.15 | 0.02–0.10 | 0.04–0.08 | 0.04–0.08 | – |
خوراکی های کلیدی
فولادهای هوازدگی و HPS کربن را برای جوش پذیری بهتر کاهش داده اند.
نمرات هوازدگی حاوی مس، کروم و نیکل هستند تا یک پتینه مقاوم در برابر خوردگی-تشکیل شوند.
گریدهای HPS گوگرد و فسفر بسیار کم را برای چقرمگی برتر حفظ می کنند.
الزامات خواص مکانیکی
| اموال | درجه 36 | درجه 50 | درجه 50 وات | HPS 50W | HPS 70W | گرید 100/100 وات |
|---|---|---|---|---|---|---|
| مقاومت کششی (ksi / MPa) | 58–80 / 400–550 | 65 / 450 | 70 / 485 | 70 / 485 | 85–110 / 585–760 | 110–130 / 760–895 |
| قدرت تسلیم (دقیقه، ksi / مگاپاسکال) | 36 / 250 | 50 / 345 | 50 / 345 | 50 / 345 | 70 / 485 | 100 / 690 |
| ازدیاد طول (حداقل درصد) | 23 | 21 | 21 | 21 | 19 | 18* |
| چقرمگی CVN | استاندارد | استاندارد | درجه هواشناسی | بالا | عالی | استاندارد |
چرا ASTM A709 برای ایمنی و طول عمر پل بسیار مهم است؟
ASTM A709 نقش اصلی را در مهندسی پل مدرن به دلیل موارد زیر ایفا می کند:
1. شکستگی{1}}شرایط حیاتی
برخی از اعضای پل باید الزامات سختی سختی را رعایت کنند تا از شکست فاجعه بار جلوگیری شود. A709 این سطوح چقرمگی را دقیقاً تعریف می کند.
2. مقاومت در برابر آب و هوا برای عمر طولانی
فولادهای هوازدگی و HPS به پل ها اجازه می دهد تا عمر مفید 75 تا 100 سال را با حداقل تعمیر و نگهداری داشته باشند.
3. بهینه سازی مواد از طریق گزینه های قدرت
با درجات مختلف از ksi 36 تا 100 ksi، مهندسان می توانند فولادی را انتخاب کنند که تعادل:
بهره وری ساختاری
هزینه
ایمنی
قرار گرفتن در معرض محیطی
نحوه انتخاب گرید ASTM A709 مناسب
ملاحظات کلیدی
سطوح بار و استرس
فولادهای{0}}با استحکام بالاتر مانند HPS 70W وزن و مصرف مواد را کاهش می‌دهند.
مواجهه با محیط زیست
درجه های هواشناسی در جوهای مرطوب، ساحلی یا صنعتی برتری دارند.
شکستگی{0}}شرایط حیاتی
قطعات با حساسیت ایمنی بالا باید از بررسی های چقرمگی A709 پیروی کنند.
نیازهای ساخت
جوش پذیری، عملکرد خمشی و روش های پردازش را در نظر بگیرید.
سوالات متداول
Q1: ASTM A709 چه تفاوتی با A992 دارد؟
A709 به طور خاص برای پل ها از جمله شرایط جوی و چقرمگی طراحی شده است.
A992 در درجه اول برای ساخت اشکال سازه ای در نظر گرفته شده است.
Q2: آیا می توان A709 درجه 50 وات را رنگ کرد؟
بله. در صورت لزوم می توان آن را روکش کرد، اگرچه مزیت اصلی آن عملکرد بدون رنگ است.
Q3: آیا جوشکاری HPS 70W آسان است؟
بله. فولادهای HPS برای جوشکاری عالی طراحی شده اند و معمولاً به پیش گرمایش کمتری نیاز دارند.
Q4: درجه 50 در مقابل HPS 70W - که مقرون به صرفه‌تر است-؟
در حالی که درجه 50 از قبل ارزان تر است، HPS 70W اغلب هزینه کل پروژه را به دلیل زیر کاهش می دهد:
بخش های سبک تر
هزینه های حمل و نقل کمتر
ساخت راحت تر
کاهش بار پایه
نعوظ سریعتر
برای پل‌های با دهانه متوسط و بلند-HPS 70W اغلب هزینه چرخه عمر- بهتری را ارائه می‌کند.
