راهنمای عملی استاندارد EN 10219: انتخاب گرید فولادی مناسب برای مقاطع توخالی

هنگامی که برای پروژه های خود بخش های توخالی سازه ای جوش داده شده با شکل سرد را تهیه می کنید، EN 10219 یکی از استانداردهای اروپایی است که اغلب به آنها اشاره شده است. این استاندارد شرایط تحویل فنی را برای مقاطع توخالی ساخته شده از فولادهای غیرآلیاژی و ریزدانه که در سرد و بدون عملیات حرارتی بعدی به غیر از احتمالاً خط جوش تشکیل شده اند، تعیین می کند.

این راهنما شما را در مورد آنچه که EN 10219 پوشش می‌دهد، نحوه نام‌گذاری گریدهای فولادی و معنای آن‌ها، گریدهایی که بیشتر در برنامه‌های کاربردی در دنیای واقعی استفاده می‌شوند، و - مهم‌تر از همه - نحوه انتخاب مناسب برای شرایط خاص خود را به شما راهنمایی می‌کند. دو درجه ای که بیشتر در خریدهای روزمره مشاهده می کنید عبارتند ازS235وS355، و ما به تفاوت های بین آنها و زمان انتخاب یکی از دیگری توجه خواهیم کرد.

EN 10219 استاندارد اروپایی استمقاطع توخالی ساختاری جوش داده شده با شکل سرد. این برای مقاطع توخالی دایره ای (CHS)، مقاطع توخالی مربعی (SHS)، مقاطع توخالی مستطیلی (RHS) و اشکال بیضوی، ساخته شده با جوش الکتریکی یا جوشکاری قوس زیر آب (SAW) کاربرد دارد. بخش های توخالی در دمای اتاق تشکیل می شوند، بدون عملیات حرارتی بعدی به جز اینکه درز جوش ممکن است عملیات حرارتی شود. این استاندارد به چندین بخش تقسیم می‌شود، که قسمت‌های 1 و 2 معمولاً برای فولادهای غیرآلیاژی و ریزدانه مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که قسمت 3 گریدهای با مقاومت بالا و مقاوم در برابر آب و هوا را پوشش می‌دهد.

یک نکته کلیدی برای درک از قبل: طبق EN 10219، درجه فولاد به این اشاره داردمواد اولیهبرای شکل‌دهی سرد استفاده می‌شود، نه بخش توخالی تمام‌شده به همان شیوه‌ای که EN 10210 برای مقاطع کار گرم انجام می‌دهد. این به این معنی است که متالورژی در طول فرآیند شکل‌دهی سرد ({2}}) اندکی تغییر می‌کند، اما برای اهداف تدارکاتی عملی، خواص مکانیکی معمولاً با آنچه از همان درجه‌بندی تحت EN 10025، استاندارد محصولات فولادی سازه‌ای انتظار دارید، قابل مقایسه است.

مقاطع توخالی EN 10219 با ضخامت دیوار تا 40 میلی‌متر در دسترس هستند که اندازه‌های مقاطع مربع کوچک تا 500 میلی‌متر × 500 میلی‌متر برای مقاطع مربع و قطرهای خارجی تا 2500 میلی‌متر برای مقاطع دایره‌ای را پوشش می‌دهند.

قبل از بررسی نمرات فردی، به درک نحوه عملکرد سیستم نامگذاری کمک می کند. بیایید بگیریمS355J2Hبه عنوان نمونه

تعیین ضربه از یک الگوی ثابت پیروی می کند:

این پسوند همچنین شرایط تحویل و اینکه آیا فولاد از نوع دانه ریز است را نشان می دهد. به عنوان مثال،S355NHیک فولاد ریزدانه نرمال شده با خواص ضربه ای تضمین شده در -50 درجه است، در حالی کهS355MHبه صورت ترمومکانیکی نورد می شود.

در تدارکات تجاری روزمره، نمراتی که اغلب با آنها روبرو می شوید، هستندS235JRH, S275J0H, S275J2H, S355J0HوS355J2H، در کنار درجات مختلف NH/NLH و MH/MLH. اما وقتی به حجم سفارشات واقعی در بازار اروپا نگاه می کنیم،S235وS355مسلط شوند. S275 در میان قرار دارد، اما به طور قابل توجهی کمتر رایج است - در قاره اروپا، S235 اغلب برای کارهای ساختاری عمومی نسبت به S275 ترجیح داده می شود.

جدول زیر خواص کششی و ضربه ای کلیدی را برای پرکاربردترین گریدهای فولادی EN 10219 خلاصه می کند (ضخامت کمتر یا مساوی 16 میلی متر، که رایج ترین محدوده برای مقاطع توخالی سازه است). ارزش ها بر اساس الزامات استاندارد است.

برای دیوارهای ضخیم تر (16< t ≤ 40 mm), the yield strength reduces slightly. For S235JRH it becomes 225 MPa, for S275 grades 265 MPa, and for S355 grades 345 MPa.

نکته ای سریع در مورد ترکیب شیمیایی: درجه های استحکام بالاتر معمولاً معادل کربن کمی بالاتر (CEV) دارند. S235JRH دارای حداکثر CEV 0.35٪ است، در حالی که S355J0H و S355J2H تا 0.45٪ افزایش می یابد. این تفاوت پیامدهای عملی برای جوشکاری - دارد، اما برای اکثر روش‌های جوشکاری استاندارد، همه این درجه‌ها بدون احتیاط‌های خاص به راحتی قابل جوش هستند.

اگر به آنچه سازندگان و پیمانکاران اروپایی هر روز سفارش می دهند نگاه کنید،S235 و S355 دو اسب کار هستند. S275 وجود دارد و هر از چند گاهی مشخص می شود، اما به اندازه دو مورد دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرد. یک دلیل عملی برای این وجود دارد: جهش قدرت از S235 به S355 قابل توجه است، در حالی که تفاوت هزینه نسبتاً کم است. برای بسیاری از کاربردهای ساختاری، اگر S235 به اندازه کافی قوی نباشد، مهندسان اغلب به جای توقف در S275 مستقیماً به سمت S355 می روند. اجازه دهید به هر درجه به صورت عملی نگاه کنیم.

S{0}} همه جانبه قابل اعتماد

S235 درجه پایه فولاد سازه ای برای مقاطع توخالی با شکل سرد است. زمانی که کاربرد به استحکام زیاد نیاز ندارد اما به کارایی خوب، جوشکاری ساده و مقرون به صرفه بودن نیاز دارد، به آن دست پیدا می کنید.

• حداقل قدرت تسلیم: 235 مگاپاسکال (کمتر یا مساوی 16 میلی متر)
• محدوده مقاومت کششی: 360 – 510 مگاپاسکال
• شرایط تحویل معمولی: بازپخت سرد + تنش زدایی (+R)
• گزینه های تاثیر: JR (دمای اتاق) رایج ترین است

S235JRH معادل کربن بسیار پایینی دارد (CEV کمتر یا مساوی 0.35 %)، که باعث می شود در اکثر موارد بدون پیش گرم شدن بسیار قابل جوش باشد. همچنین برش، خم شدن و ساخت آن آسان است، که منجر به کاهش هزینه های پردازش در کارگاه شما می شود.

• برنامه های کاربردی معمول برای S235:

قاب های ساختمانی سبک و سازه های نیم طبقه

نرده ها، نرده ها و موانع ایمنی

تابلوهای تابلو و تیرهای روشنایی خیابان

اجزای مکانیکی در موقعیت های تحمل بار غیر بحرانی

سازه های موقت و داربست

قاب های مبلمان و سیستم های قفسه بندی

در رویه اروپای قاره‌ای، S235 اغلب انتخاب پیش‌فرض برای کارهای ساختاری عمومی است. برای بسیاری از خریداران B端، این درجه ای است که مشخص می کنند زمانی که بارهای طراحی متوسط ​​هستند و بودجه پروژه باید به شدت کنترل شود.

S{0}} مجری کارهای سنگین

S355 تقریباً 50٪ قدرت تسلیم بالاتری نسبت به S235 با هزینه نسبتاً متوسط ​​- معمولاً 15٪ تا 25٪ بیشتر در هر تن، بسته به شرایط بازار و حجم سفارش، ارائه می دهد. این نسبت استحکام به هزینه، S355 را برای کاربردهایی که کاهش وزن اهمیت دارد یا ظرفیت تحمل بار بیشتری مورد نیاز است، بسیار جذاب می کند.

• حداقل قدرت تسلیم: 355 مگاپاسکال (کمتر یا مساوی 16 میلی متر)
• محدوده مقاومت کششی: 470 – 630 مگاپاسکال
• شرایط تحویل معمولی: به طور معمول در شرایط عادی (+N) تحویل داده می شود که ساختار دانه را اصلاح می کند و چقرمگی ثابت را تضمین می کند.
• گزینه های تاثیر: J0H (0 درجه)، J2H (20- درجه)، K2H (20- درجه با 40 ژول)، NH (-50 درجه)

S355 معادل کربن بالاتری (CEV تا 0.45 %) نسبت به S235 دارد، به این معنی که جوشکاری ممکن است کمی بیشتر به توجه بیشتری نیاز داشته باشد - اما برای مغازه‌های تولیدی مجهز، این به ندرت مشکل ساز است. S355 همچنین دارای چقرمگی عالی در دمای پایین است، با درجه‌های J2 که گواهینامه ارائه 27 J در دمای 20- درجه را دارند.

• برنامه های کاربردی معمول برای S355:

ستون ها و تیرهای سازه ای اولیه در ساختمان های چند طبقه

اجزای پل و پروژه های زیربنایی

قاب ماشین آلات سنگین و سازه های جرثقیل

سکوهای دریایی و برنامه های کاربردی دریایی (اغلب با درجه های تایید شده ضربه)

برج های توربین بادی

تیرهای مشبک برای سقف های با دهانه بلند (از 20 متر و بالاتر)

S355J2H احتمالاً در میان گزینه‌های با مقاومت بالاتر، تنها درجه درخواستی است. قدرت تسلیم 355 مگاپاسکال را با عملکرد تست ضربه در 20- درجه ترکیب می‌کند و آن را برای سازه‌های بیرونی در اکثر آب و هوای اروپا مناسب می‌کند.

S{0}} فرزند وسط

S275 از نظر استحکام بین S235 و S355 قرار دارد (حداقل بازده 275 مگاپاسکال). کاربردهای خود را دارد، اما در دنیای واقعی کمتر از دو مورد دیگر مشخص می شود. با این اوصاف، S275J0H و S275J2H هنوز برای برنامه های خاص مرتبط هستند:

قاب های تحمل بار متوسط ​​برای ساختمان های صنعتی

تجهیزات مکانیکی که در آن S235 به اندازه کافی قوی نیست اما S355 بیش از حد مشخص می شود

محیط های بار استاتیک مانند سازه های ساختمانی و قاب های مکانیکی

اگر قبلاً S235 را برای استفاده عمومی و S355 را برای بارهای سنگین تهیه می کنید، ممکن است متوجه شوید که افزودن S275 به موجودی شما همیشه منطقی نیست مگر اینکه مشخصات مشتری خاص آن را ایجاب کند.

وقتی یک خریدار از ما می‌پرسد که از کدام درجه استفاده کنیم، معمولاً فهرست کوتاهی از نقاط تصمیم را بررسی می‌کنیم.

1. با بار طراحی شروع کنید

به قدرت تسلیم مورد نیاز نگاه کنید. اگر طراحی به قدرت تسلیم 235 مگاپاسکال یا کمتر نیاز دارد، S235 درجه شماست. اگر استحکام مورد نیاز بیش از 235 مگاپاسکال باشد، یا اگر کاهش وزن در اولویت باشد، S355 به مرحله بعدی طبیعی تبدیل می شود. افزایش 50 درصدی استحکام از S235 به S355 اغلب به شما امکان می‌دهد از بخش دیوار نازک‌تر برای همان ظرفیت باربری استفاده کنید - که می‌تواند با کاهش تناژ قیمت مواد بالاتر را جبران کند.

2. دمای سرویس را در نظر بگیرید

کاربردهای داخلی در آب و هوای معتدل: درجه ضربه استاندارد JR (دمای اتاق) معمولاً کافی است. S235JRH یا S355J0H کار خواهد کرد.

سازه های فضای باز در بیشتر اروپا: امتیاز ضربه J0 (0 درجه) اغلب حداقل است. S275J0H یا S355J0H انتخاب های مطمئنی هستند.

مناطق سرد (کشورهای نوردیک، مناطق کوهستانی، سیبری) یا بارهای پویا: رتبه بندی J2 (-20 درجه) به شدت توصیه می شود. S355J2H رایج ترین انتخاب در اینجا است.

قطب شمال یا محیط های بسیار کم دمای: نمرات NH یا NLH با آزمایش ضربه 50- درجه ممکن است مورد نیاز باشد.

3. به نوع برنامه نگاه کنید

جدول زیر یک مرجع سریع ارائه می دهد:

4. عامل در ساخت و جوش

برای مغازه هایی که جوشکاری زیادی انجام می دهند، S235 راحت ترین کار با آن است. S355 به نظم و انضباط بیشتری نیاز دارد، مخصوصاً در مقاطع ضخیم تر، اما هر کارگاه ماهر بدون مشکل با آن برخورد خواهد کرد. اگر تیم ساخت شما با مواد کم کربن راحت‌تر است، یا اگر با مجموعه‌های جوشی بسیار پیچیده سروکار دارید، S235 ممکن است انتخاب مطمئن‌تری باشد، حتی اگر مقاومت مورد نیاز مرزی باشد.

EN 10219 سه پروفیل بخش توخالی اصلی را پوشش می دهد که هر کدام برای نقش های ساختاری مختلف مناسب هستند.

مقاطع سرد فرم شده تحت EN 10219 معمولاً گوشه های خارجی تیزتری دارند و در طیف وسیع تری از اندازه های کوچک در مقایسه با مقاطع کار گرم موجود هستند. آنها همچنین معمولاً هزینه کمتری برای ابعاد کوچکتر دارند، و آنها را به انتخاب ترجیحی برای استفاده مکانیکی، مبلمان و سازه های غیراصولی تبدیل می کند.

اگر تیم تدارکات شما با هر دو استاندارد سر و کار داشته باشد، به دانستن تفاوت کمک می کند. هر دو تحت مقررات محصولات ساختمانی اتحادیه اروپا (CPR) هماهنگ هستند و هر دو می توانند نشان CE را داشته باشند. اما قابل تعویض نیستند.

یک نکته عملی: تعیین درجه یکسان به معنای چیزهای کمی متفاوت در این دو استاندارد است. طبق استاندارد EN 10210، درجه به فولاد در بخش نهایی اشاره دارد. تحت EN 10219، به ماده اولیه - اشاره دارد، بنابراین در حالی که خواص مکانیکی به طور کلی معادل هستند، خواص مقطعی SHS و RHS یکسان نیستند. هنگام نوشتن مشخصات، همیشه باید هم عدد استاندارد و هم نمره را ذکر کنید.

Q1: آیا S355 همیشه بهتر از S235 است؟

نه همیشه. بهتر بودن موضوع تناسب است. S355 استحکام تسلیم بسیار بالاتری دارد، اما همچنین هزینه بیشتری دارد و معادل کربن کمی بالاتر (CEV) دارد، که به این معنی است که جوشکاری به کمی دقت بیشتری نیاز دارد. اگر بارهای طراحی شما کم است، S235 انتخاب اقتصادی تر است. هیچ فایده ای ندارد برای قدرتی که استفاده نمی کنید هزینه کنید.

Q2: آیا می توانم بخش های توخالی EN 10219 را بدون پیش گرمایش جوش دهم؟

برای S235JRH در ضخامت های معمولی تا 16 میلی متر، بله. برای گریدهای S355، به‌ویژه در مقاطع ضخیم‌تر یا شرایط سرد، باید از یک روش جوشکاری واجد شرایط پیروی کنید -، اما برای اکثر محیط‌های کارگاهی، پیش‌گرم به‌طور خودکار مورد نیاز نیست. CEV خود را بررسی کنید و توصیه های EN 1011 یا WPS خود را دنبال کنید.

Q3: آیا می توان بخش های توخالی EN 10219 را گالوانیزه کرد؟

بله. گالوانیزه گرم معمولاً در بخش های توخالی EN 10219 اعمال می شود و محافظت در برابر خوردگی عالی را ارائه می دهد. با این حال، به دلیل تنش‌های پسماند موجود در بخش‌های سرد، باید در مورد فرآیند گالوانیزه کردن با تامین‌کننده خود صحبت کنید تا از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید و خطر اعوجاج یا شکنندگی هیدروژنی را به حداقل برسانید. با طراحی مناسب و کنترل فرآیند، گالوانیزه کردن بخش های EN 10219 به خوبی کار می کند.

Q4: آیا نمرات EN 10219 معادل ASTM A500 است؟

معادل مستقیم یک به یک وجود ندارد، اما برای مقایسه عملی:

ASTM A500 درجه B (حداقل بازده 315 مگاپاسکال) جایی بین S275 و S355 قرار دارد.

ASTM A500 درجه C (حداقل بازده 345 مگاپاسکال) به S355 نزدیکتر است.

اگر یک استاندارد را جایگزین استاندارد دیگری می‌کنید، به جای فرض هم ارزی، باید خواص مکانیکی واقعی و طراحی را بر اساس آن بررسی کنید.

انتخاب گرید مناسب فولاد بر اساس استاندارد EN 10219 به سه چیز بستگی دارد: باری که سازه شما باید تحمل کند، دمایی که در هنگام سرویس با آن مواجه می شود و تعادلی که بین هزینه مواد و کارایی ساخت می خواهید.

S235JRHبرای ساختن همه منظوره مورد استفاده شماست. کار با آن آسان است، قیمت مناسبی دارد و برای طیف وسیعی از کاربردهای ساختاری کاملاً مناسب است.

S355J2Hگزینه با کارایی بالا شماست. این تقریباً 50 درصد استحکام تسلیم بیشتری نسبت به S235 ارائه می‌کند و در دمای 20- درجه آزمایش شده است که آن را برای نقش‌های ساختاری، محیط‌های بیرونی و کاربردهای حیاتی ایمنی مناسب می‌سازد.

اکثر خریداران هر دو را در سبد سهام خود نگه می‌دارند و پروژه به پروژه بین آن‌ها انتخاب می‌کنند، با S275 زمانی که توسط مشتریان خاص یا کدهای طراحی مشخص شود، نقش کوچک‌تری را ایفا می‌کند.

هنگامی که آماده سفارش خود هستید، سه اطلاعات را به تامین کننده خود ارائه دهید: استاندارد EN 10219، درجه فولاد کامل (به عنوان مثال، S355J2H، نه فقط S355) و ابعاد پروفیل مورد نیاز. این سطح از دقت از سوء تفاهمات پرهزینه جلوگیری می کند و تضمین می کند که دقیقاً آنچه پروژه شما نیاز دارد دریافت می کنید.

اگر در مورد یک درجه خاص یا یک برنامه خاص سؤالی دارید، با تیم فنی ما تماس بگیرید --لفین استیل، ما تجربه تامین EN 10219 h را داریمبه خریداران در سراسر اروپا، خاورمیانه و فراتر از آن مراجعه کنید، و ما خوشحالیم که به شما در انتخاب مناسب برای پروژه بعدی خود کمک می کنیم.