Thép ống đúc tiêu chuẩn ASTM A572 cường độ cao

Thép ống đúc tiêu chuẩn ASTM A572 cường độ cao

Thép ống đúc theo tiêu chuẩn ASTM A572 là loại thép hợp kim thấp, cường độ cao (HSLA). Loại thép này có độ bền chảy khoảng 345 MPa và thường được ứng dụng trong các lĩnh vực như đóng tàu, xây dựng cầu cảng, và các kết cấu ống hàn. Thép A572 được nhập khẩu từ nhiều quốc gia như Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và EU.

Các mác thép phổ biến 

• Grade 42 (290): Độ bền chảy tối thiểu 290 MPa (42 ksi).
• Grade 50 (345): Độ bền chảy tối thiểu 345 MPa (50 ksi). Đây là mác thép được sử dụng phổ biến nhất.
• Grade 55 (380): Độ bền chảy tối thiểu 380 MPa (55 ksi).
• Grade 60 (415): Độ bền chảy tối thiểu 415 MPa (60 ksi).
• Grade 65 (450): Độ bền chảy tối thiểu 450 MPa (65 ksi). 

Thành phần hóa học (đối với Grade 50) 

Thành phần hóa học chính của thép A572 Grade 50 bao gồm:

• Carbon (C): Tối đa 0,23%
• Mangan (Mn): Tối đa 1,35%
• Phospho (P): Tối đa 0,030%
• Lưu huỳnh (S): Tối đa 0,030%
• Silic (Si): 0,15%–0,40%
• Các nguyên tố hợp kim khác: Columbi (Niobi) và Vanadi được bổ sung để tăng cường các đặc tính của thép. 

Tính chất cơ học (đối với Grade 50) 

• Độ bền chảy tối thiểu: 345 MPa (50 ksi).
• Độ bền kéo tối thiểu: 450 MPa (65 ksi).
• Độ giãn dài: 18% (trong 200 mm) hoặc 21% (trong 50 mm). 

Phương pháp sản xuất ống đúc 

Ống đúc A572 không có đường hàn và được sản xuất bằng các phương pháp sau:

• Cán nóng: Phù hợp với ống có đường kính và độ dày lớn.
• Cán nguội, kéo nguội hoặc ép đùn: Cho các loại ống có kích thước chính xác hơn. 

Ưu điểm của ống đúc ASTM A572

• Độ bền cao: Cung cấp độ bền và khả năng chịu tải vượt trội so với thép cacbon thông thường.
• Khả năng hàn tốt: Có thể được hàn, bắt bu lông hoặc tán đinh một cách dễ dàng.
• Chống ăn mòn: Có khả năng chống ăn mòn trong môi trường khí quyển tốt hơn.
• Độ dẻo dai tốt: Có độ bền va đập tốt, đặc biệt ở nhiệt độ thấp.

Bảng quy cách thép ống theo tiêu chuẩn ASTM A572

Một bảng quy cách cụ thể cho thép ống đúc ASTM A572 không tồn tại, vì tiêu chuẩn này quy định về thành phần hóa học và tính chất cơ học, chứ không quy định về kích thước và độ dày cố định. Kích thước ống thép ASTM A572 thường được sản xuất theo các tiêu chuẩn kích thước phổ biến khác như ASME B36.10M, với các độ dày được phân loại theo "schedule". 

Dưới đây là một số quy cách chung và ví dụ về các "schedule" phổ biến mà thép ống ASTM A572 có thể được sản xuất:

Các thông số kích thước phổ biến

• Đường kính ngoài (Outer Diameter - OD): Từ 6 mm đến 1250 mm.
• Độ dày thành ống: Từ 1 mm đến 150 mm.
• Chiều dài: Từ 3 m đến 14 m, hoặc theo yêu cầu cụ thể của khách hàng. 

Bảng ví dụ về schedule

Hệ thống "schedule" là cách phân loại độ dày thành ống phổ biến cho các loại ống thép. Thép ống ASTM A572 có thể được sản xuất theo nhiều schedule khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu ứng dụng. 

Lưu ý

• Các nhà sản xuất và nhà cung cấp thép ống có thể có các bảng quy cách chi tiết hơn cho các sản phẩm của họ, dựa trên các yêu cầu cụ thể của dự án và thị trường.
• Khi đặt hàng thép ống đúc ASTM A572, cần chỉ rõ mác thép (ví dụ: Grade 50), đường kính ngoài, độ dày thành ống hoặc "schedule" mong muốn, và chiều dài.

Ứng dụng cụ thể của thép ống đúc A572 trong xây dựng?

Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của thép ống đúc ASTM A572 (HSLA) trong xây dựng:

• Kết cấu cầu và dầm thép: Ống đúc A572 được dùng làm thành phần chịu lực chính trong dầm, xà, và các cấu kiện kết cấu của cầu. Cường độ cao cho phép giảm tiết diện và khối lượng, đồng thời duy trì khả năng chịu tải trọng động và rung.
• Khung kết cấu nhà xưởng và tòa nhà cao tầng: Sử dụng ống đúc với độ bền cao giúp tối ưu hóa tiết diện, giảm khối lượng tổng thể và chi phí vận chuyển/thi công. Thường gặp ở các khung chịu tải và liên kết chịu kéo.
• Ống chống va đập và ống cổ thẳng trong hệ thống cơ khí xây dựng: Ống đúc A572 có khả năng chịu tải trọng tác động và uốn tốt, phù hợp làm ống dẫn hoặc các bộ phận liên kết trong các hệ thống cơ khí hoặc đường ống chịu tải.
• Cầu tàu, cầu cảng và kết cấu biển: Do khả năng chống ăn mòn và bền độ cao ở môi trường biển ở mức độ nhất định (kết hợp với xử lý bề mặt), A572 được dùng cho cấu kiện ống chịu lực và nền móng thép.
• Khung thép cho nhà công nghiệp và nhà xưởng: Ống đúc làm cột, thanh dia, và các thành phần cho khung chịu tải trọng trọng lực và torsion, giúp tối ưu hóa mô-men và độ cứng của khung.
• Ống dẫn lỏng và gas trong công trình công nghiệp: Với độ bền cao và khả năng hàn tốt, ống A572 có thể được sử dụng cho hệ thống ống dẫn áp suất ở mức độ vừa phải khi yêu cầu độ an toàn cơ học cao.
• Liên kết và phụ kiện kết cấu: Ống đúc được chế tạo thành các phụ kiện như ống chịu lực cho các cột, cặp chữ U, tay dắt, và các khớp nối chịu kéo – nâng cao độ tin cậy của toàn bộ hệ thống liên kết.

Các lưu ý thiết kế:

• Thoả mãn tiêu chuẩn ASTM A572 loại phù hợp (A572 Gr.50, Gr.42, Gr.60, Gr.65, Gr.70) tùy yêu cầu cường độ và độ dẻo. Thông thường Gr.50 và Gr.60 là phổ biến cho ống đúc.
• Kiểm tra và đánh giá môi trường làm việc (mưa muối, axit, độ ẩm) để chọn lớp phủ bảo vệ bề mặt (mạ, sơn, hoặc kín bệ) phù hợp.
• Thiết kế liên kết hàn và khuôn đúc cần chú ý tới ứng suất như kéo, uốn, và xoắn, cũng như ảnh hưởng của hiện tượng giảm cường độ sau hàn (hàn nhiệt) và sự co ngót.
• Xem xét tiêu chuẩn kết cấu và quy trình thi công hiện hành tại địa phương để đảm bảo khả năng gia công và lắp đặt.

So sánh thép ống đúc A572 với các tiêu chuẩn khác?

Dưới đây là một so sánh tổng quát giữa thép ống đúc ASTM A572 (HSLA) với một số tiêu chuẩn thép ống luyện kim hoặc đúc phổ biến khác. Lưu ý: các tiêu chuẩn có thể có khác nhau về phạm vi, thành phần hợp kim, và ứng dụng; bảng dưới đây trình bày các điểm nổi bật để tham khảo khi bạn chọn vật liệu cho dự án.

1. ASTM A572 (HSLA) – Thép ống đúc cường độ cao

• Đặc điểm chính: Hóa học tối ưu để đạt cường độ cao với độ bền dẻo tốt, ít ứng suất hàn, và khả năng hàn tốt. Thường dùng cho kết cấu cầu, khung thép, ống chịu lực.
• Cường độ điển hình: Gr.50 (345 MPa bền chảy), Gr.60 (450 MPa trở lên tùy grade), có các grade khác như Gr.42, Gr.65, Gr.70 tùy yêu cầu.
• Ứng dụng điển hình: Kết cấu thép, dầm và ống chịu lực trong xây dựng và đóng tàu biển, công trình công nghiệp.
• Ưu điểm: Cường độ cao với chi phí tương đối hợp lý, khả năng gia công và hàn tốt, độ dẻo phù hợp cho liên kết DLC.
• Nhược điểm: Thành phần hợp kim giới hạn so với các thép hợp kim cao siêu, khả năng chống ăn mòn phụ thuộc bề mặt và lớp phủ.

2. API 5L (Lưu khí đường ống) – Ống thép cho đường ống dẫn

• Đặc điểm chính: Ống đúc hay thép đúc cấp cho đường ống chất lỏng, khí; có các cấp bền và độ dẻo khác nhau.
• Cường độ: N/A theo grade phụ thuộc vào loại ống (PSL 1/PSL 2; nhiều grade như X42, X70).
• Ứng dụng: Ống dẫn dầu khí, hệ thống chịu áp suất trong công nghiệp.
• So với A572: API 5L nhấn mạnh hiệu suất đường ống và khả năng chịu áp suất; ít nhắc tới cường độ cơ học trong kết cấu như A572.

3. ASTM A312/A358 (Ống và ống hợp kim đặc biệt cho hàn) – Ống thép cho hệ thống ống công nghiệp

• Đặc điểm: Ống thép không gỉ hoặc thép hợp kim dùng cho hệ thống ống có yêu cầu về ăn mòn và vệ sinh.
• So với A572: Chịu ăn mòn tốt hơn (nếu dùng inox hoặc thép hợp kim có Ni-Cr), nhưng độ bền kéo và ứng xử hàn có thể khác. Thông thường không so sánh trực tiếp vì mục đích sử dụng khác.

4. ASTM A106/A53 – Ống thép carbon cho hệ thống ống và kết cấu

• Đặc điểm chính: A106 dùng cho ống chịu áp suất cao, A53 cho ống phổ thông. Có độ bền khác nhau (Grade A, B, C cho A53; sch A106 Grade A/B/C).
• So với A572: A106/A53 tập trung vào ống cho hệ thống ống và áp suất, không nhấn mạnh độ cứng kết cấu như A572. Giá thành có thể thấp hơn hoặc tương đương tùy grade và kích thước.

5. EN 10250/EN 10297 (Ống thép hợp kim cho liên kết và kết cấu – châu Âu)

• Đặc điểm: Tiêu chuẩn châu Âu cho thép ống hợp kim, với các grade tương tự cường độ cao cho kết cấu và liên kết.
• So với A572: Giao diện và quy trình thử nghiệm khác (EU vs ASTM), có thể có sự khác biệt về quy định nhiệt luyện và kiểm tra hàn. Thương hiệu và nguồn gốc có thể ảnh hưởng đến chất lượng và chi phí.

6. JIS G3454/G3461 (Ống thép đúc và ống thép liên kết – Nhật Bản)

• Đặc điểm: Tiêu chuẩn Nhật Bản cho ống chịu áp lực và liên kết trong công nghiệp.
• So với A572: Có chú trọng vào liên kết và ứng xử trong hàn; ký hiệu grade khác nhau. Có sự khác biệt về chuẩn thử nghiệm và dung sai kích thước.

Những điểm cần cân nhắc khi so sánh:

• Mục đích sử dụng: Nếu bạn làm kết cấu chịu lực và liên kết trong xây dựng, A572 thường phù hợp. Nếu bạn làm hệ thống ống chịu áp suất hoặc hệ thống vận chuyển chất lỏng/khí, các tiêu chuẩn như API 5L, A106/A53 có thể phù hợp hơn.
• Cường độ và dẻo: A572 có HSLA với cường độ cao và độ dẻo tốt, phù hợp cho thiết kế kết cấu. Các tiêu chuẩn khác có thể cung cấp tối ưu hóa khác về độ cứng, độ chịu nén, hoặc sự chống ăn mòn.
• Khả năng gia công và hàn: A572 được thiết kế để hàn dễ và kiểm soát hiện tượng giảm cường độ do hàn. Các chuẩn khác có thể yêu cầu điều kiện hàn/thiết kế khuôn và mối hàn khác.
• Điều kiện môi trường: Nếu cần chống ăn mòn mạnh hoặc yêu cầu vệ sinh ở môi trường đặc thù, có thể cần thép hợp kim kháng ăn mòn hoặc thép không gỉ (inox), vượt ra khỏi phạm vi A572.

Cách chọn đúng tiêu chuẩn cho dự án:

• Xác định vai trò yếu tố: kết cấu chịu lực, hệ thống ống, hay liên kết kết cấu.
• Xác định tải trọng và môi trường làm việc (áp suất, rung động, ăn mòn, nhiệt độ).
• Xem xét yêu cầu quy trình thi công và gia công tại địa phương (tiêu chuẩn địa phương, quy trình hàn, kiểm tra NDT).
• Tra cứu độ có sẵn và chi phí: nguồn cung cấp, thông số kỹ thuật cụ thể của grade mong muốn, và thời gian giao hàng.

CÔNG TY TNHH ALPHA STEEL

Địa chỉ cụ thể: 5 Đường 13, KCX Linh Trung, P Linh Trung, Q Thủ Đức, HCM

Địa chỉ Email: satthepalpha@gmail.com

Số điện thoại liên hệ/zalo: 0907315999