فولاد مقاوم به فشار-فروش فولاد پر کاربرد در صنعت-A516-A106-Ck45-St52-HSS
فولاد مقاوم به فشار
فولاد مقاوم به فشار در استانداردهای خاص (مثل ASME BPVC Sec VIII یا EN 13445) تولید میشوند تا بهصورت تضمینشده:
- تنش مجاز و استحکام کششی مشخصی داشته باشند
- در دماهای طراحی، خواص ضربهای (تافنس) کافی برای جلوگیری از شکست ناگهانی ارائه دهند
- ترکیب شیمیایی و فرآیند حرارتیشان کنترلشده باشد تا هنگام افزایش فشار داخلی، تغییر شکل پلاستیک یا ترکخوردگی نداشته باشند
بههمین دلیل در طراحی دیوارهها، درزها و جوشهای مخازن فشار، ایمنی و دوام بالا تضمین شده و آنها را «فولاد تحت فشار» مینامند.
ویژگیهای فولادهای تحت فشار
فولادهای تحت فشار طبق استانداردهای ASME (مثل SA-516) و ASTM تولید میشوند. تا در دماها و فشارهای طراحی، ترکیب شیمیایی و ریزساختار کنترلشدهشان، علاوه بر استحکام مناسب. تافنس و چقرمگی کافی برای جلوگیری از شکست ترد را تضمین کند.
ویژگیهای مکانیکی
این فولادها باید در برابر بارگذاری پیچشی و کششی ناشی از فشار داخلی مخزن مقاومت کنند. و در عین حال تغییر شکل پلاستیک کنترلشدهای داشته باشند:
- استحکام کششی بالا
مقدار استحکام کششی معمولاً بین 415 تا 585 مگاپاسکال قرار دارد تا تحمل بار داخلی و ضریب ایمنی مناسب فراهم شود. - حد تناژ (Yield Strength)
حد تناژ یا تنش جاریسازی بین 205 تا 260 مگاپاسکال تنظیم میشود تا قبل از شروع بارگذاری، تغییرشکل قابلپیشبینی باشد. - تافنس و مقاومت ضربهای
در دماهای پایین (تا −۲۹ °C)، آزمون و نوت چارپی معمولاً تافنس بالای 27 ژول را نشان میدهد. تا از شکست ترد جلوگیری شود. - سختی (Hardness)
سختی برنل این فولادها عموماً زیر 217 HBW نگه داشته میشود تا قابلیت جوشکاری و ماشینکاری حفظ شود. - داکتیلیتی (Ductility)
مقدار ازدیاد طول (Elongation) بالای 21 درصد برای جلوگیری از ترکهای حین بارگذاری ضروری است.
ویژگیهای شیمیایی
کنترل دقیق عناصر اصلی و محدودیت ناخالصیها، کلید دستیابی به خواص مکانیکی و ایمنی مناسب است:
- کربن (C)
برای تأمین استحکام و قابلیت جوشکاری، در محدوده 0.20–0.29 درصد نگه داشته میشود. - منگنز (Mn)
بین 0.85–1.35 درصد برای بهبود استحکام و چقرمگی بهکار میرود. - سیلیسیم (Si)
بهعنوان مغناطیسزدا و بهبود خواص ریختهگری، معمولاً تا 0.35 درصد محدود میشود. - فسفر و گوگرد (P, S)
هر دو کمتر از 0.035 درصد کنترل میشوند تا از تردشدگی زودرس جلوگیری شود.
ترکیبات آلیاژی
بسته به شرایط سرویس (دما و فشار)، برخی عناصر آلیاژی اضافه میشوند:
- کروم–مولیبدن (Cr–Mo)
در فولادهایی مثل SA-387، کروم (0.5–1.25%) و مولیبدن (0.3–0.7%) برای افزایش مقاومت خزشی. و استحکام در دمای بالا اضافه میشود. - نیکل (Ni)
در سرویسهای دمای پایین و مخازن LNG باعث حفظ تافنس و جلوگیری از شکست ترد میشود. - وانادیم (V) و تیتانیوم (Ti)
برای تنظیم دانهبندی و جلوگیری از رشد دانه در دماهای بالا بهکار میروند. - عناصر ریزآلیاژی
تیتانیم و نیتروژن برای تثبیت کاربیدها و کنترل ریزساختار قبل از جوشکاری اضافه میشوند.
فولاد مقاوم به فشار
فولادهای تحت فشار بهواسطهی کنترل ریزساختار (ریزدانه)، تنظیم ترکیب شیمیایی و افزودن عناصر آلیاژی مناسب. بیشینهی ایمنی و دوام را در مخازن و دیگهای تحت فشار تضمین میکنند. اطلاعات بیشتر در استاندارد ASME BPVC Sec VIII و EN 13445 موجود است.
انواع فولاد تحت فشار در ایران
🧱 فولادهای کربنی و آلیاژی پرکاربرد در فشار بالا
| نام فولاد | استاندارد | کاربرد اصلی |
| SA-516 Gr 70 | ASME | مخازن فشار متوسط، دیگ بخار، منابع هوای فشرده |
| SA-387 Gr 11/22 | ASME | فشار بالا و دمای بالا، مبدلهای حرارتی |
| SA-350 LF2 | ASME | فشار بالا در دمای پایین، منابع LNG و هوای سرد |
| ST52-3 | DIN | منابع فشار صنعتی، مخازن هوا، سازههای مقاوم |
| A106 Gr B | ASTM | لولههای فشار بالا، خطوط انتقال هوا و بخار |
| A105 | ASTM | فلنجها و اتصالات تحت فشار بالا |
| API 5L X52/X60/X65 | API | لولههای انتقال گاز و هوا با فشار بالا |
| CK45 | DIN | شفتها و قطعات تحت فشار مکانیکی بالا |
| A234 WPB | ASTM | اتصالات لولهای در سیستمهای فشار بالا |
| SS304 / SS316 | ASTM | فولاد زنگنزن برای مخازن فشار در محیطهای خورنده |
| SA-240 | ASME | ورقهای زنگنزن برای منابع فشار بهداشتی و غذایی |
⚙️ فولادهای خاص و ابزار مقاوم به فشار هوا
| نام فولاد | نوع | ویژگی خاص |
| HSS (خشکه هوایی) | فولاد تندبر | مقاومت بالا در برابر فشار و دمای بالا، سختی زیاد |
| M2 / M35 / T1 | سری HSS | مناسب برای قطعات ابزار صنعتی تحت فشار هوا |
| 50CrV4 | آلیاژی فنری | مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار متناوب |
| 42CrMo4 | آلیاژی سختکاریپذیر | مناسب برای قطعات تحت فشار و تنش بالا |
فولاد مقاوم به فشار
این فولادها در صنایع مختلف مثل نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهها، صنایع غذایی، و تأسیسات مکانیکی بهکار میروند.
تولیدکنندگان ایرانی فولاد تحت فشار
| نام شرکت | حوزه فعالیت | شهر |
| ماشینسازی اراک | تولید فولاد صنعتی، مخازن تحت فشار، تجهیزات نیروگاهی | اراک |
| پیدمکو | طراحی و ساخت مخازن تحت فشار، مبدلها، برجها | تهران |
| پاکمن | تولید دیگ بخار، مخازن تحت فشار، مبدل حرارتی | تهران |
| سولار صنعت بخار | ساخت دیگهای بخار، مخازن فشار، تجهیزات پالایشگاهی | تهران |
| بهران مبدل | تولید تجهیزات مکانیکی تاسیسات، مخازن فشار | تهران |
| رادایران | تولید مبدلهای حرارتی، ایرکولر، مخازن فشار | تهران |
| ثنا مبدل توسعه پارس | تولید مبدلهای حرارتی و مخازن صنعتی | مشهد |
🌍 تولیدکنندگان معتبر خارجی فولاد تحت فشار
| نام شرکت | کشور | تخصص |
| Salzgitter Flachstahl GmbH | آلمان | تولید فولادهای نورد شده مخصوص فشار بالا |
| Dillinger Hüttenwerke AG | آلمان | تولید ورقهای فولادی برای مخازن تحت فشار |
| Bilfinger MCE GmbH | آلمان | تولید مخازن صنعتی و فولادهای خاص |
| GNEE Steel Group | چین | تولید فولادهای آلیاژی، مقاوم در برابر فشار و خوردگی |
| UNIVERSAL Eisen und Stahl GmbH | آلمان | تولید فولادهای سخت و مخصوص مخازن فشار |
| Karl Flender GmbH | آلمان | تولید تجهیزات مخازن فشار و لولهکشی صنعتی |
🏷️ نامهای دیگر فولاد تحت فشار هوا
- فولاد مخزنسازی
اشاره به فولادهایی که در ساخت مخازن تحت فشار، دیگ بخار، و مبدلهای حرارتی استفاده میشن. - فولاد Pressure Vessel
اصطلاح بینالمللی برای فولادهایی که در ساخت مخازن تحت فشار هوا، گاز یا مایع کاربرد دارن. - فولاد دیگ بخار (Boiler Steel)
مخصوص دیگهای بخار و سیستمهای گرمایشی تحت فشار. - فولاد آلیاژی مقاوم به فشار
مثل SA-387 یا فولادهای کروم-مولیبدندار که برای دما و فشار بالا طراحی شدن. - فولاد کربنی مخصوص فشار
مثل SA-516 که در ساخت مخازن فشار پایین تا متوسط استفاده میشه. - فولاد زنگنزن تحت فشار
برای محیطهای خورنده یا بهداشتی، مثل فولاد 304 یا 316 در مخازن فشار هوا در صنایع غذایی و دارویی. - فولاد ساخت منبع تحت فشار هوا
چقرمگی فولادهای تحت فشار یکی از حیاتیترین ویژگیهای مکانیکی آنهاست. چون این فولادها باید در برابر بارهای ناگهانی، فشارهای داخلی بالا، و تغییرات دمایی شدید مقاومت کنند. بدون اینکه دچار شکست ترد یا ترکخوردگی شوند.
💪 تعریف چقرمگی (Toughness)
چقرمگی یعنی توانایی یک ماده برای جذب انرژی قبل از شکست. در فولاد، این ویژگی ترکیبی از استحکام و شکلپذیری است. فولادی که هم قوی باشد و هم بتواند تغییر شکل دهد بدون اینکه بشکند، چقرمه نامیده میشود.
🔬 انواع چقرمگی در فولادهای تحت فشار
- چقرمگی شکست (Fracture Toughness)
مقاومت فولاد در برابر گسترش ترک. در مخازن فشار، ترکهای ریز میتوانند فاجعهبار باشند، پس این نوع چقرمگی بسیار مهم است. - چقرمگی ضربهای (Impact Toughness)
توانایی فولاد در جذب انرژی ضربه ناگهانی. با آزمون چارپی (Charpy) در دماهای مختلف سنجیده میشود. - چقرمگی در دمای پایین
فولادهای تحت فشار باید در دماهای زیر صفر هم چقرمگی کافی داشته باشند تا شکننده نشوند. فولادهایی مثل SA-350 LF2 برای همین منظور طراحی شدهاند.
⚙️ عوامل مؤثر بر چقرمگی فولادهای تحت فشار
- ترکیب شیمیایی
عناصر آلیاژی مثل نیکل، مولیبدن، کروم و منگنز باعث افزایش چقرمگی میشوند. نیکل بهویژه در دماهای پایین مؤثر است. - ریزساختار (Microstructure)
فولادهای ریزدانه چقرمگی بیشتری دارند چون تنشها بهتر در ساختار پخش میشوند. - عملیات حرارتی
تمپر کردن (Tempering) بعد از سختکاری باعث افزایش چقرمگی میشود. فولادهای سختشده بدون تمپر، شکنندهاند. - دما و سرعت بارگذاری
با کاهش دما، چقرمگی کم میشود. همچنین بارگذاری سریع میتواند باعث شکست ترد شود.
📊 سنجش چقرمگی
- آزمون ضربه چارپی (Charpy Impact Test)
در این آزمون، نمونه فولاد در دمای مشخص تحت ضربه قرار میگیرد. و انرژی جذبشده قبل از شکست اندازهگیری میشود. - نمودار تنش–کرنش
مساحت زیر این نمودار نشاندهندهی چقرمگی است. هرچه این مساحت بیشتر باشد، فولاد چقرمهتر است.
فولادهای تحت فشار باید چقرمگی بالایی داشته باشند چون در صورت شکست، جان انسانها و ایمنی تأسیسات در خطر قرار میگیرد. به همین دلیل، استانداردهایی مثل ASME و EN برای کنترل دقیق چقرمگی این فولادها تعریف شدهاند.
_sim9.jpg)
