I pali in tubi d'acciaio sono una componente essenziale nella costruzione di fondazioni profonde, ponti, piattaforme offshore, e varie altre strutture. L'acciaio è classificato in vari gradi e tipologie in base alla sua composizione chimica, proprietà meccaniche, e metodi di produzione. In questo articolo, discuteremo dei diversi tipi di materiali in acciaio utilizzati per i pali di tubi in acciaio, comprese le loro proprietà, vantaggi, e applicazioni.
1. Acciaio al carbonio
L'acciaio al carbonio è il tipo più comune di acciaio utilizzato per i pali dei tubi. È diviso in tre categorie principali in base al contenuto di carbonio: acciaio dolce o a basso tenore di carbonio, acciaio a medio tenore di carbonio, e acciaio ad alto tenore di carbonio.
1.1 Acciaio dolce o a basso tenore di carbonio
L'acciaio dolce ha un contenuto di carbonio fino a 0.30%. È noto per la sua eccellente saldabilità, duttilità, e un costo relativamente basso. Alcuni gradi comuni utilizzati per i pali di tubi includono:
- ASTM A36: Un popolare acciaio strutturale con a limite di snervamento minimo di 36,000 psi.
- ASTM A283: Un livello da basso a intermedio resistenza alla trazione acciaio al carbonio adatto per scopi strutturali generali.
1.2 Acciaio a medio tenore di carbonio
L'acciaio a medio carbonio contiene tra 0.30% e 0.60% carbonio ed è più forte e più duro dell'acciaio a basso tenore di carbonio. Alcuni gradi comuni utilizzati per i pali di tubi includono:
- ASTM A572: Ad alta resistenza, acciaio bassolegato con saldabilità e formabilità migliorate.
- ASTM A529: Un carbonio medio, acciaio al manganese con buona resistenza, duttilità, e saldabilità.
1.3 Acciaio al carbonio
L'acciaio ad alto tenore di carbonio contiene tra 0.60% e 1.00% carbonio, rendendolo più duro e resistente dell'acciaio a medio carbonio. È meno duttile e più difficile da saldare, quindi è meno comunemente usato mucchi di tubi.
Norma API ACCIAIO AL CARBONIO.
Grado di acciaio secondo EN10219-1 | Limite minimo di snervamento Reh (T≤16mm) N/mm2 | Limite minimo di snervamento Reh (16≤T≤40mm) N/mm2 | Carico di rottura minimo a trazione Rm (3≤T≤40mm) N/mm2 | Allungamento minimo (T ≤ 40 mm) % |
S235JRH | 235 | 225 | 340-47- | 22 |
S275JOH/J2H | 275 | 265 | 410-560 | 20 |
S355JOH/JEH | 355 | 345 | 490-630 | 20 |
S420MH | 420 | 400 | 500-660 | 19 |
S460MH | 460 | 440 | 530-720 | 17 |
Grado di acciaio secondo API5L,PSL1 | Carico di snervamento minimo Reh N/mm2 | Carico di rottura minimo a trazione Rm N/mm2 | Allungamento minimo % | |
B | 245 | 415 | 23 | |
X42 | 290 | 415 | 23 | |
X46 | 320 | 435 | 22 | |
X52 | 360 | 460 | 21 | |
X56 | 390 | 490 | 19 | |
X60 | 415 | 520 | 18 | |
X65 | 450 | 535 | 19 | |
X70 | 485 | 570 | 17 | |
1)PSL:Livello delle specifiche del prodotto | ||||
2)T:Spessore | ||||
3)Dipende dall'area della sezione trasversale del provino di trazione |
europeo tubi di acciaio
Grado di acciaio secondo EN10219-1 | Cmax% | Signor Max % | P massimo % | S massimo % | Si Max % | N massimo % | CEVmax % |
S235JRH | 0.17 | 1.40 | 0.045 | 0.045 | – | 0.009 | 0.35 |
S275JOH/J2H | 0.20 | 1.50 | 0.040 | 0.040 | – | 0.009 | 0.40 |
S355JOH/JEH | 0.22 | 1.60 | 0.040 | 0.040 | 0.55 | 0.009 | 0.45 |
S420MH | 0.16 | 1.70 | 0.035 | 0.030 | 0.50 | 0.020 | 0.43 |
S460MH | 0.16 | 1.70 | 0.035 | 0.030 | 0.60 | 0.025 | – |
Grado di acciaio secondo API5L,PSL1 | Cmax% | Signor Max % | P massimo % | S massimo % | Ti+V+NbMax % | ||
B | 0.26 | 1.20 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X42 | 0.26 | 1.30 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X46 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X52 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X56 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X60 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X65 | 0.26 | 1.45 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
X70 | 0.26 | 1.65 | 0.030 | 0.030 | 0.15 |
1) Secondo API 5L: Per ogni riduzione di 0.01% al di sotto del contenuto massimo di carbonio specificato, un aumento di 0.05% superiore al contenuto massimo di manganese specificato è consentito, fino ad un massimo di 1.50% per i gradi da X42 a X52, 1.65% da X56 a X65 e 2.00% per X70
2)Salvo diverso accordo, la somma dei contenuti di niobio e vanadio deve essere ≤ 0.06 %.
3) Salvo diverso accordo
Tolleranze dimensionali per pali di tubi
Standard | Diametro esterno D | Spessore parete T | Rettilineità | Fuori rotondità | Massa | Altezza massima del cordone di saldatura | |||
EN10219-2 | +/-1% Massimo +/- 10,0 mm | +/-1% Massimo +/-2,0 mm | 0.20% di lunghezza totale | +/-2% | +/-6% | T ≤ 14,2 mm:3.5mm T >14.2mm:4.8mm | |||
API5LISO3183 | ≤1422 mm | +/-0.5% ≤4,0 mm | <15.0mm:+/-10% ≥ 15.0 mm:+/-1.5mm | 0.20% di lunghezza totale | D/t≤75 D<1422mm | +/-1.5% ≤15,0 mm | +10% -3.5% | T ≤ 13,0 mm:3.5mm T >13.0mm:4.8mm | |
>1422mm | Come d'accordo | Altro | Come d'accordo |
2. Acciaio legato
L'acciaio legato è un tipo di acciaio in cui altri elementi, come il cromo, nichel, e molibdeno, vengono aggiunti per migliorarne le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione. Alcuni comuni gradi di acciaio legato utilizzato per pali di tubi includono:
- ASTM A588: Ad alta resistenza, Basso-acciaio legato con eccellente resistenza alla corrosione atmosferica.
- ASTM A690: Ad alta resistenza, acciaio bassolegato con migliore resistenza alla corrosione in ambienti marini.
3. Acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è un tipo di acciaio contenente almeno 10.5% cromo, che gli conferisce un'eccezionale resistenza alla corrosione. Viene spesso utilizzato in ambienti in cui la corrosione è un problema, come applicazioni marine o costiere. Alcuni tipi comuni di acciaio inossidabile utilizzati per i pali di tubi includono:
- 304/304L: Un popolare acciaio inossidabile austenitico con buona resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche.
- 316/316L: Un altro acciaio inossidabile austenitico con maggiore resistenza alla corrosione rispetto a 304, particolarmente in ambienti clorurati.
4. Bassolegato ad alta resistenza (HSLA) Acciaio
L'acciaio HSLA è un tipo di acciaio legato con una piccola quantità di elementi di lega, che ne aumenta notevolmente la resistenza rispetto all'acciaio al carbonio. È progettato per avere migliori proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione, e saldabilità. Alcuni tipi di acciaio HSLA comuni utilizzati per i pali di tubi includono:
- ASTM A572: Come menzionato prima, questo grado offre un'elevata resistenza, saldabilità migliorata, e formabilità.
- ASTM A709: Ad alta resistenza, acciaio bassolegato utilizzato principalmente per la costruzione di ponti.
5. Acciaio resistente agli agenti atmosferici
Acciaio resistente agli agenti atmosferici, conosciuto anche come Taglio acciaio, è un tipo di acciaio che sviluppa uno strato protettivo di ossido quando esposto alle condizioni atmosferiche. Questo strato protegge l'acciaio da ulteriore corrosione, eliminando la necessità di vernici o altri rivestimenti protettivi. Alcuni agenti atmosferici comuni tipi di acciaio utilizzati per i pali dei tubi includere:
- ASTM A588: Come menzionato prima, questo grado offre un'eccellente resistenza alla corrosione atmosferica e un'elevata robustezza.
- ASTM A847: Ad alta resistenza, acciaio bassolegato con migliore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio al carbonio.
In conclusione, sono disponibili vari tipi di materiali in acciaio per i pali di tubi in acciaio, ognuno con le sue proprietà e applicazioni uniche. La scelta del materiale di acciaio appropriato dipende da fattori quali la resistenza richiesta, resistenza alla corrosione, saldabilità, e costo. Comprendendo le proprietà e le applicazioni di questi materiali in acciaio, ingegneri e appaltatori possono prendere decisioni informate per garantire il successo dei loro progetti.