ASTM A234 WPB和国内20#碳钢及Q235钢对比

  目前国内碳钢管件制造标准比较多，主要有国家标准GB/T12459-2017、GB/T13401-2017及行业标准如SH/T3408-2022 、SH/T3409-1997、HG/T21635 、HG/T21631以及电力、石油等行业标准，但从其使用材料的类别来分，不外乎两类，一类用于制造无缝管件的无缝钢管类，另一类用于制造焊缝管件的钢板类。其中用于碳钢对焊管件的典型材料为：GB8163-20#、GB5310-20G 及 GB3274-Q235A、Q235B，宁钢管件小编将介绍这几种碳钢系列的化学成份及机械性能区别以及它们的应用区别。

二、国内管件用碳钢材料：   

表1 .碳钢管件常用原材料标准

表2 管件常用原材料的化学成份及机械性能（标准值）

三.ASTM A234 Gr.WPB材料概况：

  WPB材料是目前国际上最为常用的用于中、高温条件下的碳钢管件材料，其来源可以是钢管，如ASTM A106 Gr.C ，也可以是钢板，如ASTM A285 GR.C。其主要的化学成份及机械性能标准要求见表3。宁钢管件、品质保证。

表3   ASTM A234 GR.WPB化学成份及性能指标(标准值)

四、国产碳钢材料的实际供货参数：

  我们通过对目前市场上最普及的宝钢、成都无缝及包头等几大钢材生产的无缝钢管（GB8163-20#），武钢、南钢产的中厚热轧碳钢板（GB3274-Q235A/B）的实际供货数值的进行了统计，具体统计结果见表4。

表4   几种常见无缝管及钢板化学成份及性能统计表（供货值）

五、国产碳钢材料与ASTM A234 GR.WPB的比较：

  表2及表3列出了国产碳钢材料及WPB的主要化学成份要求及机械性能指标，这些数据包含了标准材料的主要要求，也就是说，在目前国际、国内冶金水平条件下，只要能符合表2、表3的要求，其材料性能即可认为是符合相应标准的要求（表中未列的一些辅助要求，视同认为可以100%符合）同时也可认为国内、国外材料间除表2、表3所列项目外，其余要求可以认为是一致的，在此不作比较。

1 标准值与标准值的比较：

⑴化学成份的比较：

  由表2、表3看出：国产类材料含C量为0.12---0.24%,完全符合WPB C≤0.3%的要求，国产原材料Mn：0.35—0.70%, 完全符合WPB Mn:：0.29—1.06%的要求，国产原材料:P、S: ≤0.045%也完全符合 WPB P≤0.05%、S≤0.058%的要求,Si含量国产原材料20#及20G与WPB要求完全符合。

Q235A及Q235B中Si的含量要求与WPB与相互交叉部分，不是完全一致，但由表4看出，在实际上供货数值中，Q235A及Q235B的含Si量均在0.16—0.22%之间，因此，对于实际上供货的Q235A、Q235B 材料，Si的含量也是与WPB相一致的。由上看出：就标准规范来说，国产类碳钢材料在化学成份方面20#及20G与WPB完全相一致，Q235A、Q235B 除Si以外，其余也均与WPB一致，且Si的含量实际供货数值可以有选择地保证与WPB一致。

⑵性能指标的比较：

  由上看出,尽管两类材料在化学成份要求上可以保持一致, 但由于国产碳钢材料中碳含量的实际供货值( 0.13-0.22% )明显处于WPB要求的≤0.30%的下限值(尽管其处于要求范围内), 这就直接导致了在标准要求方面, 国产类材料强度要求的下限低于WPB的标准要求, 由表2、表3 可以看出, 除20G以外，国产类材料的抗拉强度下限标准值为375---410MPa, 屈服强度下限标准值为235Mpa， 分别低于WPB标准规定的415MPa及240MPa的要求。但同时, 在材料塑性指标方面, 也正因为国产类材料含碳量低于WPB的要求，国产类材料延伸率（E%）的标准要求（≥20-26%）却完全高于WPB的标准指标(≥20%)

  由上看出：就标准规范来说，国产类碳钢材料在性能指标方面的要求均低于WPB的要求。也正由于此，,致使国产类碳钢材料在众多的设计项目中,被判定不能替代WPB的使用。

  综上,从标准规范比较得出结论:国产类碳钢材料20#、20G、 Q235A、Q235B与ASTM A234 WPB在化学成份方面是基本一致的（其中Q系列钢中Si含量需择选），而性能指标低于WPB的要求。

2 国产材料的供货指标值与WPB标准值的比较：

  尽管从标准的角度来看，似乎国产材料无法替代WPB，但我们从国产材料的实际供货值来分析，仍可以寻找到一些具有实际替代价值的结论，由前分析，影响替代成立主要有两个方面：

⑴Q系列钢板中Si含量问题；

⑵所有国产材料性能标准指标低于WPB的标准要求。

通过比较表3及表4,我们可以看出：

⑴Q系列钢板中SI含量的实际供货值均在0.13—0.22%之间, 符合WPB SI≥0.1%的要求。

⑵国产类材料

  20#、20G钢管的性能指标实际供货值：Ts为420-550Mpa，Ys为250-350Mpa，延伸率EL为24%-38%, HB为145-185(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致), 所有被测炉号性能强度指标值均符合WPB标准的要求； ⑶国产类材料Q235A、Q235B钢板的性能指标实际供货值：Ts为405-495Mpa，其中小于410Mpa的只有两炉（低于WPB的要求），占总炉数的0.8%；Ys为255-360Mpa，符合WPB的要求；延伸率EL为25%-37%，符合WPB的要求； HB为140-170(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致)，符合WPB的要求。

六：结论：

  宁波宁钢管件通过对国产GB8163-20#及GB5310-20G无缝钢管及GB3274-Q235A、Q235B中厚板的化学成份及机械性指标与ASTMA234GR.WPB在标准规范及实际供值之间的比较,在受统计的炉批范围内,国产碳钢类无缝钢管100%市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求；国产碳钢类板材中99%以上的市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求。通过在采购原材料时,有选择地控制进货材料的成份和性能指标,用国产碳钢材料可完全满足ASTM A234Gr.WPB要求。

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