一、前言
隨著我國加（jiā）入WTO的深入，國際間（jiān）的相互合（hé）作及工業材料國際化使用日益廣泛。近（jìn）些年來，國內的外資項目投（tóu）資增長一年比一年擴大，同時，國內資本在國（guó）外的項目投資也不斷增加。在這些投標項目中，尤其在石（shí）油化工、造紙、電力、製藥等領域，材料的使用日益國際化，其中碳鋼材料的使用更為（wéi）普通。另一（yī）方麵，由於我們（men）的國情所限，國內材（cái）料的國際化工（gōng）作還較滯後，尤其在碳鋼材料方麵，目前市場還不（bú）能滿（mǎn）足對（duì）其國際化的要求。具體表現在：
⑴.一些國外投資項目或由國外（wài）設計的項目，普通碳（tàn）鋼管件材料基本選擇（zé）ASTM A234 GR.WPB（以下簡稱WPB）材料，符合此要求的管件材料一般使（shǐ）用ASTM A106 無縫鋼管（guǎn）或ASTM A516 GR.60、ASTM A285 GR.C 碳（tàn）鋼板材。根據目前國內資源狀況（kuàng），盡管（guǎn）在有批量（liàng）訂貨的情況下，國內相關鋼廠可以批量訂貨，但在很多數情況下，比如項目投資規模不大，需求達不到批量，或（huò）在工程後（hòu）期的設計變更需補訂少量（liàng）產品，均無（wú）法在市場上正常采購到相應的原材料；
⑵.一些采用WPB 材料的項目投產（chǎn）運行後,進行日常維護、維修、改造等工（gōng）作中，仍需要相應的WPB 材料，並且常常是緊急（jí）需求，此時，如何及時解決原料問題顯得（dé）尤為重要。
同時，在國產（chǎn）材料方麵，碳鋼材料資源卻極（jí）其（qí）豐富，如20#鋼的無縫管，Q235A的鋼板（bǎn），市場資源充足，隨（suí）時可以購買。本文擬就（jiù）國際上用於（yú）管道配件製造最常用碳鋼材料ASTM A234 GR.WPB與國產碳鋼管件材料進行（háng）初步比較，試圖找出二者之間可以相互替代的條件（jiàn），以解決用GB標準的材料製造符合ASTM規範的產品，探索碳鋼管件國產化的路子,以解決國內對WPB 管件的需求。
二、國（guó）內管件用碳鋼（gāng）材料（liào）：
目前碳（tàn）鋼對焊管（guǎn）件，國內製造標準比較繁多（duō），主（zhǔ）要涉（shè）及國家標準GB12459、GB/T13401及行業標準，如：SH3408 、SH3409、HG/T21635 、HG/T21631以及電力、石油等行業標（biāo）準，但從其（qí）使用材料的類別來分，不（bú）外乎兩類，一類用於製造無縫管件的（de）無縫鋼管類，另（lìng）一類（lèi）用於製造焊（hàn）縫管件（jiàn）的（de）鋼板類。最常用的這兩類材料的標準見表1，其中用於碳鋼對焊管件的典型材料為：GB8163-20#、GB5310-20G 及 GB3274-Q235A、Q235B，這幾種材料的主要化學成份及機械性能標準要求（qiú）見表2。
表1 .碳鋼管件常用原材料標（biāo）準
類別
標準類
內容
典型鋼號
無縫管件
GB8163
輸送用流體（tǐ）無縫鋼管
20#
GB5310
高壓（yā）鍋爐用無縫鋼管
20G
有縫管件
GB3274
碳素結構鋼和低合金鋼熱軋厚鋼板和鋼帶
Q235AQ235B
表2 管件常用原材料的化學成（chéng）份（fèn）及機械（xiè）性能（néng）（標準值）
材料級別（bié）
C
(Wt%)
Si
(Wt%)
Mn
(Wt%)
P
(Wt%)
S
(Wt%)
抗拉
強度TS(Mpa)
屈服（fú）
強度
YS(Mpa)
延（yán）伸率E(%)
衝擊功
AK(J)
硬度HB
GB8163-20#
0.17-0.24
0.17-0.37
0.35-*0.65
≤0.035
≤0.035
390-530
≥275
≥20
---
GB5310-20G
0.17-0.24
0.17-0.37
0.35-0.65
≤0.03
≤0.03
410-550
≥245
≥24
≥35
GB3274-Q235A
0.14-0.22
≤0.30
0.30-0.65
≤0.05
≤0.045
375-500
≥235
≥26
---
GB3274-Q235B
0.12-0.20
≤0.30
0.30-0.70
≤0.045
≤0.045
375-500
≥235
≥26
≥27
三.ASTM A234 Gr.WPB材（cái）料概（gài）況（kuàng）：
WPB材料是目前國（guó）際上最（zuì）為常（cháng）用的用於中、高溫條件下的（de）碳鋼管件材料，其來源可以是鋼管，如ASTM A106 Gr.C ，也可以是鋼板，如ASTM A285 GR.C。其主要的（de）化學成份及機械性能標準要（yào）求見（jiàn）表3。
表3 ASTM A234 GR.WPB化學成份及（jí）性（xìng）能指標(標準值)
材料級別
C
(Wt%)
Si
(Wt%)
Mn
(Wt%)
P
(Wt%)
S
(Wt%)
抗（kàng）拉
強度TS(Mpa)
屈服（fú）
強度
YS(Mpa)
伸長率E(%)
衝擊功
AK(J)
硬度HB
ASTM
A234 WPB
≤0.30
≥0.10
0.29-1.06
≤0.05
≤0.058
415-585
≥240
20
---
≤197
四、國（guó）產碳鋼材料的（de）實際供貨參數（shù）：
我們通過對目前市場上最普及的（de）寶鋼、成都無縫及包（bāo）頭等幾大鋼材生產的無縫鋼管（GB8163-20#），武（wǔ）鋼、南鋼產的中厚熱軋碳鋼板（GB3274- Q235A/B）的實際（jì）供貨數值的進行了統計，具體統計結果見表4。
表4 幾種（zhǒng）常見（jiàn）無縫管及鋼板化學（xué）成份及（jí）性能統計（jì）表（供貨值）
品種
鋼號
規（guī）格範圍
涉及（jí）產地（dì）
統計
爐號量
供貨（huò）數值範圍
C
Si
Mn
P
S
Ts
Ys
E
HB
無縫管
GB8163
20
21.3*3~
630*18
寶鋼（gāng）
成鋼
包鋼等
185
0.17
-
0.22
0.20
-
0.28
0.45
-
0.64
0.005
-
0.023
0.001-
0.019
430-
550
260
-
350
24-38
155-185
無縫管
GB5310
20G
21.3*3-
426*14
寶鋼
成鋼
包鋼
等
63
0.18
-
0.21
0.22
-
0.26
0.45
-
0.55
0.005
-
0.019
0.001-
0.017
420-
520
250
-
330
28-38
145-165
鋼板
GB3274
Q235A
δ=4-30
武鋼
南鋼
等
247
0.16
-
0.22
0.16
-
0.37
0.39
-
0.60
0.011
-
0.025
0.010-
0.035
405
-
495
255
-
360
25-37
140-170
鋼板
GB3274
Q235B
δ=4-30
武鋼
南鋼
等
163
0.13
-
0.18
0.16
-
0.27
0.39
-
0.57
0.010
-
0.029
0.014
-
0.035
410
-
475
260
-
320
25-36
140-170
注: 表中符號意義及（jí）單位同（tóng）表（biǎo）2、表3
五、國產碳鋼材料與（yǔ）ASTM A234 GR.WPB的比較：
表2及表3列出了國產碳鋼材料及WPB的主要化學成份要求及機械性能指標，這些數據包含了標準材料的主要要求，也就是說，在（zài）目前國際、國內冶金水平條件下，隻要能符合表2、表3的要求，其材料性能（néng）即可認為是符合相應標準的要求（表中未列的一些輔助要求，視同認為可以100%符合）同時也可認為國內、國外材料間除表2、表3所列項（xiàng）目外，其（qí）餘要求可以認為是一致的，在此不作比較。
1 標準值與標準值的比較：
⑴化學成份的比較：
由（yóu）表2、表3看出：國產（chǎn）類材料含C量為0.12---0.24%,完全符合WPB C≤0.3%的（de）要求，國產原材料Mn：0.35―0.70%, 完全符（fú）合WPB Mn:：0.29―1.06%的要求，國產原材料:P、S: ≤0.045%也完全符（fú）合 WPB P≤0.05%、S≤0.058%的要求,Si含量國產原（yuán）材料20#及20G與WPB要求完全符合。
Q235A及Q235B中Si的含量要求與（yǔ）WPB與相互交叉部分，不（bú）是完全一致，但由表4看出，在實際上（shàng）供貨數值中，Q235A及Q235B的含Si量均在0.16―0.22%之間，因此，對於實際上供貨的Q235A、Q235B 材料，Si的含量也（yě）是與WPB相一致的。
由上（shàng）看出：就標準規範來（lái）說，國產類碳鋼材料在化學成份方麵（miàn）20#及（jí）20G與WPB完（wán）全相一致，Q235A、Q235B 除Si以外，其餘（yú）也（yě）均（jun1）與WPB一致，且Si的含量實際供貨（huò）數值可以有選擇地（dì）保證（zhèng）與WPB一致。
⑵性能指標的比較：
由上看出,盡管兩類材料在化學成份要求上可以保持一致（zhì）, 但由於國產碳鋼材料中碳含量的實際供貨值( 0.13-0.22% )明顯處於（yú）WPB要求的≤0.30%的下限值(盡（jìn）管其處於要求範圍內), 這就直接（jiē）導（dǎo）致了在標準要求方麵（miàn）, 國產類（lèi）材料強度要求的下限（xiàn）低於WPB的標準要求, 由表（biǎo）2、表3 可以看出, 除20G以（yǐ）外，國產類材（cái）料的抗拉強度下限標準值為375---410MPa, 屈服強度下限標準值為235Mpa，分別低於WPB標準規定的415MPa及240MPa的要求。但同時, 在材料塑性指標方麵, 也正因為國產類材料含碳量低於WPB的要求，國產類（lèi）材料延伸率（E%）的標準要（yào）求（≥20-26%）卻完全高於WPB的標準指標(≥20%)
由上（shàng）看出：就標準規範來說，國產類碳鋼材料在性能指標方麵的要求均低於WPB的要求。也正由於此，,致使國產類碳鋼材料在眾（zhòng）多的設計項（xiàng）目中,被判定不能替代WPB的使用。
綜上,從（cóng）標準規（guī）範比較得出結論（lùn）:國產類碳鋼材料20#、20G、 Q235A、Q235B與ASTM A234 WPB在化學成份方麵是基本一（yī）致的（其中Q係列鋼中（zhōng）Si含量需擇選），而性能指標低於WPB的要求。
2 國產材料的供貨指標值與WPB標準值的比較：
盡（jìn）管從標準的（de）角度（dù）來看，似乎國產材料（liào）無法替代（dài）WPB，但我們從國產（chǎn）材料的（de）實際供貨值來（lái）分析，仍可（kě）以尋找到一些具有實際替代價值的結論（lùn），由前分析，影響替代成立主要有兩個方麵：
⑴Q係列鋼板中Si含（hán）量問題；
⑵所有國產材料性能標準指（zhǐ）標低於WPB的標（biāo）準要求。
通過比較（jiào）表3及表4,我們（men）可（kě）以看出（chū）：
⑴Q係列鋼板中SI含（hán）量的實際供貨值均在0.13―0.22%之（zhī）間, 符合WPB SI≥0.1%的要求。
⑵國產類材料20#、20G鋼（gāng）管的性（xìng）能指標實際供貨（huò）值：Ts為420-550Mpa，Ys為250-350Mpa，延伸率EL為24%-38%, HB為145-185(經實（shí）際測（cè）量, 管（guǎn）件硬度與原料（liào）硬度基本一致), 所有被（bèi）測（cè）爐號性能強（qiáng）度指標值均符合WPB標準的要求；
⑶國產類材料Q235A、Q235B鋼（gāng）板的性能指標實際供貨值：Ts為405-495Mpa，其中小於410Mpa的隻有兩爐（低於（yú）WPB的要求），占總爐數的0.8%；Ys為255-360Mpa，符合WPB的要求；延伸率EL為25%-37%，符合WPB的要（yào）求； HB為140-170(經實際測量, 管件硬度與原料硬度基本一致（zhì）)，符合WPB的要求。
六：結論：
通過（guò）對國產GB8163-20#及（jí）GB5310-20G無縫鋼管及GB3274-Q235A、Q235B中厚板的化學成份及機械性指（zhǐ）標與ASTMA234GR.WPB在標準規範及實際供值（zhí）之間的比較,在（zài）受統計的（de）爐批範圍內,國產碳鋼類無縫鋼管100%市供產品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求；國產碳鋼類板材中99%以（yǐ）上的市（shì）供產品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求（qiú）。通過在采購原材料時,有選擇地控（kòng）製進貨材料的成份和性能指標,用國產碳鋼材料可完全滿（mǎn）足ASTM A234Gr.WPB要求.
|
