معايير القوة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة

في التطبيقات العملية، تشير القوة العالية إلى أن المادة أقل عرضة للتشوه والكسر (التشقق) تحت الأحمال الساكنة؛ كما أنها تتميز عادةً بصلابة ومقاومة جيدة للتآكل. لذلك، عادةً ما تُصنع المواد التي تتطلب صلابة ومقاومة عالية للتآكل من مواد عالية القوة. تُقدم هذه المقالة معايير القوة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة.


تأثير الأبعاد وسمك الجدار على قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة


لا تُحدد القوة الفعلية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة بالمادة نفسها فحسب، بل تتأثر أيضًا بشكل كبير بالعوامل التالية:


1. أبعاد المقطع العرضي (العرض والارتفاع):


الأبعاد الأكبر تُؤدي إلى مقاومة انحناء وانحناء أقوى.


على سبيل المثال، يتمتع أنبوب مربع 40×40 بمقاومة انحناء أكبر بكثير من أنبوب مربع 20×20.


2. سمك الجدار


زيادة سمك الجدار ← زيادة معامل المقطع ← تحسين القوة بشكل ملحوظ.


السماكات الشائعة:
0.6 مم، 0.8 مم، 1.0 مم، 1.2 مم، 1.5 مم، 2.0 مم، 3.0 مم...
زيادة سماكة الجدار من 1.0 مم إلى 2.0 مم يمكن أن تزيد من قدرة تحمل الانحناء بنسبة 50-120%.

3. جودة اللحام

أنابيب 304 المربعة هي في الغالب أنابيب ملحومة، مما يجعل سلامة اللحام بالغة الأهمية.

يتمتع اللحام الذي يستوفي المعايير التالية بقوة تعادل قوة المعدن الأساسي:

التحام كامل لمعدن اللحام

عدم وجود شقوق أو مسامية أو شوائب خبث

نفاذية كافية على الجانب الخلفي

تؤدي اللحامات الضعيفة إلى انخفاض مباشر في قدرة تحمل الحمل.

معايير قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة (مواصفات التنفيذ)
تستند معايير قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة بشكل أساسي إلى المواصفات التالية:

(1) المعايير الدولية (شائعة الاستخدام للمنتجات التصديرية)
ASTM A554 (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الهيكلية الملحومة)
ASTM A312 (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة)
EN 10296-2 (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ للأغراض الهيكلية)
DIN 17455

(2) المعايير الوطنية الصينية
GB/T 19228.1-2011 "أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة"
GB/T 14976 "أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة لنقل السوائل"

GB/T 12771 "أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة لنقل السوائل"

ما هي قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة؟

قوة المادة هي قدرتها على مقاومة التلف الناتج عن القوى الخارجية. عند تعرضها لقوى خارجية، يتولد إجهاد داخلي. ومع ازدياد القوة الخارجية، يزداد الإجهاد تدريجيًا حتى تصبح قوة الترابط بين جزيئات المادة الداخلية غير كافية لمقاومة القوة الخارجية المطبقة، وعندها تنهار المادة. تُسمى قيمة الإجهاد القصوى التي يتم الوصول إليها عند فشل المادة "القوة القصوى للمادة".

بناءً على درجة الحرارة المحيطة، يمكن تصنيف القوة إلى: قوة في درجة حرارة الغرفة (مقاومة القوى الخارجية في درجة حرارة الغرفة)، وقوة حرارية (درجات حرارة عالية) أو قوة باردة (درجات حرارة منخفضة) (مقاومة القوى الخارجية في درجات حرارة عالية أو منخفضة). بناءً على طبيعة القوة الخارجية، تشمل نقاط القوة الرئيسية قوة الخضوع، وقوة الشد، وقوة الضغط، وقوة الانحناء. في الهندسة، تُستخدم قوة الخضوع وقوة الشد بشكل شائع؛ ويمكن قياس هذين المؤشرين من خلال اختبار الشد.

قوة الشد هي أقصى إجهاد يمكن للمادة تحمله قبل الكسر. عندما يلين أنبوب مربع من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 إلى حد معين، تزداد مقاومته للتشوه مرة أخرى نتيجة إعادة ترتيب حبيباته الداخلية. عند هذه النقطة، على الرغم من أن التشوه يتطور بسرعة، إلا أنه لا يمكن أن يزداد إلا مع زيادة الإجهاد حتى يصل الإجهاد إلى أقصى قيمة له. بعد ذلك، تنخفض مقاومة الفولاذ للتشوه بشكل ملحوظ، ويحدث تشوه لدن كبير عند أضعف نقطة. ينكمش المقطع العرضي للأنبوب بسرعة عند هذه النقطة، مما يؤدي إلى انكماش، حتى الكسر. تُسمى أقصى قيمة للإجهاد قبل انكسار الفولاذ تحت الشد "قوة الشد القصوى" أو "قوة الشد".

قوة الشد لأنبوب مربع من الفولاذ المقاوم للصدأ 304: ≥515~1035 (ميجا باسكال). ولأن قوة الشد تمثل أقصى قدرة تحمل للجزء الفعلي في ظل ظروف الشد الساكنة، ويسهل قياسها مع إمكانية إعادة إنتاج جيدة، فهي أحد أهم مؤشرات الخواص الميكانيكية للمواد المعدنية في الهندسة، وتُستخدم على نطاق واسع في مواصفات المنتجات أو مؤشرات مراقبة الجودة.

مقاومة الخضوع هي حدّ خضوع المادة المعدنية عند خضوعها، أي الإجهاد الذي يقاوم قدرًا ضئيلًا من التشوه اللدن. أما بالنسبة للمواد المعدنية التي لا تحتوي على نقطة خضوع واضحة، فإن قيمة الإجهاد التي تُنتج تشوهًا متبقيًا بنسبة 0.2% تُعرّف بحدّ خضوعها، ويُسمى حدّ الخضوع المشروط أو مقاومة الخضوع. ستؤدي القوى الخارجية التي تتجاوز هذا الحدّ إلى عطل دائم لا رجعة فيه للمكون.

مقاومة الخضوع المشروطة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة هي ≥205 ميجا باسكال. تُستخدم مقاومة الخضوع المشروطة عادةً كمؤشر لتقييم الخصائص الميكانيكية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة، وتمثل حدّ الخدمة الفعلي للمادة. ويرجع ذلك إلى حدوث التضييق عندما يتجاوز الإجهاد حدّ خضوع المادة، مما يزيد من الانفعال ويسبب عطلًا فيها، ويجعلها غير صالحة للاستخدام.

ما سبق هو معايير قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المربعة. عادةً ما تُختبر قوة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام مقاومة الخضوع وقوة الشد. تعكس قوة الخضوع مقاومة المادة للتشوه، وتعكس قوة الشد مقاومة المادة للفشل الناتج عن الشد.
بالنسبة لصيغ الحساب والملاحظات، راجع "حساب قوة الأنبوب المربع والملاحظات".