วิศวกรรมมวลและความดัน: เจาะลึกท่อเหล็กผนังหนัก เกรด ST37, 15Mo3, และ C45

ระยะเวลา **ท่อเหล็กหนัก** ไม่ได้หมายถึงวัสดุเดียวหรือมาตรฐานเดียว; ค่อนข้าง, โดยจะอธิบายองค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญ—เงื่อนไขขอบเขตที่ความหนาที่จำเป็นของผนังท่อ ($>10\%$ ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหรือเพียง $>25 \ข้อความ{ มม.}$ ถึง $50 \ข้อความ{ มม.}$ ความหนาจริง) นำเสนอความท้าทายทางวิศวกรรมและโลหะวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์. การเลือกวัสดุสำหรับการใช้งานหนักนี้จะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการบริการโดยสิ้นเชิง: มันเป็นแรงดันสูงหรือเปล่า, โหลดภายนอกสูง, อุณหภูมิสูง, หรือความเครียดทางกลสูง? เพื่อแสดงให้เห็นถึงความต้องการที่กว้างขวางและมักจะขัดแย้งกันที่มีต่อส่วนประกอบขนาดใหญ่เหล่านี้, เราต้องเจาะลึกสามระดับที่แตกต่างกันในเชิงโลหะวิทยา: **ST37** (ม้านั่งทำงานโครงสร้างทั่วไป), **15โม3** (แชมป์แห่งการกักเก็บความดันที่อุณหภูมิสูง), และ **C45** (เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่สร้างขึ้นเพื่อความแข็งแรงทางกล).

ความจำเป็นทางวิศวกรรมของกำแพงหนักถือเป็นหนึ่งในผลลัพธ์อันยิ่งใหญ่. การผลิตส่วนประกอบที่มีผนังหนาเหล่านี้จะผลักดันขีดจำกัดของการผลิตเหล็ก, กลิ้ง, และเทคโนโลยีการขึ้นรูป. การบรรลุพิกัดความเผื่อของขนาดที่แม่นยำกลายเป็นเรื่องยากแบบทวีคูณ, และตัววัสดุจะต้องไม่มีข้อบกพร่องภายในที่อาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าวอย่างรุนแรงภายใต้ภาระหนักในการให้บริการ. ท่อเหล่านี้และ หลอด เป็นแกนหลักที่มั่นคงของโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรม, ทำหน้าที่เป็นหัวรับแรงดันผนังหนาในโรงไฟฟ้า, ปลอกป้องกันสำหรับการเจาะลึก, หรือเป็นเพลากลางในระบบเครื่องกลขนาดใหญ่. โดยการตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติทางกล, และโปรโตคอลการทดสอบสำหรับ ST37, 15Mo3, และ C45, เราได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความเชี่ยวชาญเฉพาะทางที่จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมทางวิศวกรรมขั้นรุนแรง.

---

ผม. ความจำเป็นของกำแพงหนัก: ความท้าทายด้านการผลิตและโลหะวิทยา

ก่อนจะตรวจเกรดเฉพาะ, จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจถึงความท้าทายเฉพาะตัวในการผลิตสินค้าที่เป็นท่อ **ผนังหนัก**. การขยายขนาดกระบวนการผลิตที่ออกแบบมาสำหรับท่อผนังบางเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ; มวลที่แท้จริงของโลหะจะเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงของการผลิตและการประกันคุณภาพโดยพื้นฐาน.

ความซับซ้อนของการผลิตและการควบคุมมิติ

ท่อผนังหนักส่วนใหญ่, โดยเฉพาะที่มีไว้สำหรับบริการรับแรงกดดัน (เช่น 15Mo3), ผลิตโดยใช้วิธี **ไร้รอยต่อ** ไม่ว่าจะเป็น **การอัดขึ้นรูปร้อน** หรือกระบวนการ **Plug Mill**. ในช่วงเจาะและกลิ้งที่ร้อน, โลหะปริมาณมากจะต้องทำงานอย่างสม่ำเสมอ. สามารถควบคุม **ความหนาของผนังได้อย่างเข้มงวด (WT)**, เรียกว่า **ความเยื้องศูนย์**, เป็นเรื่องยากมากในส่วนที่หนา เนื่องจากการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของปลั๊กภายในและแรงหมุนขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้อง. สำหรับการใช้งานโครงสร้างที่ไม่สำคัญ (ST37) หรือท่อเชื่อม (มักจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่), **การเชื่อมอาร์กแบบจุ่มใต้น้ำ (เลื่อย)** มีการใช้กระบวนการ. ในซอว์, ความหนามากต้องผ่านการเชื่อมหลายครั้ง (บางครั้งก็หลายสิบ), จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดเหนืออุณหภูมิก่อนการให้ความร้อนและระหว่างทางเพื่อป้องกันการแตกตัวของไฮโดรเจนและรับประกันการหลอมรวมที่สม่ำเสมอตลอดความหนาทั้งหมดของรอยเชื่อม.

ความสมบูรณ์ทางโลหะวิทยาในมวล

อัตราการเย็นตัวที่ช้าโดยธรรมชาติของหน้าตัดที่หนาสามารถนำไปสู่โครงสร้างจุลภาคที่ไม่พึงประสงค์ได้. สำหรับ **15Mo3**, สิ่งนี้ส่งผลต่อความเสถียรของตะกอนคาร์ไบด์ที่ทำให้เหล็กมีความต้านทานการคืบคลาน. สำหรับ **C45**, การระบายความร้อนอย่างช้าๆ จะป้องกันไม่ให้วัสดุบรรลุความแข็งเต็มศักยภาพ เว้นแต่จะมีการดับและปรับอุณหภูมิอย่างพิถีพิถัน. ในขณะเดียวกัน, การรวมที่ไม่ใช่โลหะ (สิ่งสกปรก) ที่อาจไม่เป็นอันตรายในท่อบางสามารถมีสมาธิอยู่ตรงกลางท่อที่มีผนังหนาได้, กลายเป็นเรื่องใหญ่, ข้อบกพร่องร้ายแรงภายใต้ภาระหนัก. ดังนั้น, ความสะอาดของวัสดุ (ปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสต่ำ) ถือเป็นลำดับความสำคัญที่เกินจริงสำหรับส่วนประกอบที่มีผนังหนา, มักจะเกินข้อกำหนดมาตรฐานขั้นต่ำ.

การแต่งตั้ง	มาตรฐานอ้างอิง (หนึ่ง/ของคุณ)	ประเภทวัสดุ	การใช้งานผนังหนักหลัก
ST37	บน 10025-2 (S235JR)	เหล็กโครงสร้างที่ไม่ใช่โลหะผสม	ปลอกแรงดันต่ำ, กองรากฐาน, รองรับโครงสร้าง, ท่อกลทั่วไป.
15Mo3	บน 10222-2 / บน 10216-2 (16Mo3)	เหล็กต้านทานการคืบของโลหะผสมต่ำ	หัวพ่นไอน้ำอุณหภูมิสูง/แรงดันสูง, ท่อในโรงไฟฟ้าและโรงกลั่น.
C45	บน 10083-2 (C45)	เหล็กกล้าวิศวกรรมที่ไม่ใช่โลหะผสม	กระบอกไฮดรอลิกสำหรับงานหนัก, ลูกกลิ้ง, เพลา, ส่วนประกอบทางกลที่มีความแข็งผิวสูงเกิดจากการอบชุบด้วยความร้อน.

---

ครั้งที่สอง. สามเสาหลักของวิทยาศาสตร์วัสดุกำแพงหนา

เกรดทั้งสามนี้แสดงถึงวิธีการทางโลหะวิทยาที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานในการแก้ปัญหาการก่อสร้างผนังหนัก. องค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันจะกำหนดล่วงหน้าถึงความเหมาะสมสำหรับโครงสร้าง, ความดัน, หรือบริการด้านเครื่องจักรกล, ตามลำดับ.

ST37 (S235JR): กระดูกสันหลังที่มีโครงสร้างเหนียว

การกำหนด ST37, ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยมาตรฐานยุโรป **EN 10025 S235JR**, เป็นวัสดุผนังหนักที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่สุด. มันเป็นคาร์บอนต่ำ, เหล็กที่มีความเหนียวสูงพร้อมรับประกันความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำ $235 \ข้อความ{ MPa}$. ในรูปแบบกำแพงหนา, ใช้ในกรณีที่ความหนาให้ความแข็งและความสามารถในการรับน้ำหนักที่จำเป็น, แต่ความกดดันและอุณหภูมิสูงไม่ใช่ปัจจัย. คิดถึงเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่, ปลอกผนังหนาสำหรับท่อใต้ดิน, การตอกเสาเข็มโครงสร้าง, หรือท่อกลทั่วไปที่ **ความสามารถในการเชื่อม** และ **ต้นทุนต่ำ** เป็นตัวขับเคลื่อนหลัก. เทียบเท่ากับคาร์บอนต่ำทำให้เชื่อมได้ง่ายเป็นพิเศษ, แม้กระทั่งในสนาม, ไม่มีขั้นตอนการทำความร้อนล่วงหน้าที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบด้านลอจิสติกส์ที่สำคัญเมื่อทำงานกับส่วนประกอบขนาดใหญ่.

15Mo3 (16Mo3): ต้นแบบความดันอุณหภูมิสูง

เกรด 15Mo3, ประมวลเป็น **EN 10216-2 16โม3**, เป็นวัสดุที่จำเป็นสำหรับการวางท่อแรงดันผนังหนักในอุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรมเคมี. จุดประสงค์คือเพื่อรักษาความแข็งแกร่งและความสมบูรณ์ที่อุณหภูมิสูง, มักจะสูงถึง $530^circtext{C}$ โดยที่เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา (เช่น ST37) จะยอมจำนนต่อการคืบคลานแตกอย่างรวดเร็ว. คนโสด, ธาตุผสมที่สำคัญคือ **โมลิบดีนัม (Mo)**, โดยทั่วไปจะเติมความเข้มข้นลงไปรอบๆ $0.25\%$. โมลิบดีนัมก่อให้เกิดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่เสถียรภายในเมทริกซ์เหล็ก, ซึ่งต้านทานการหยาบและการละลายที่อุณหภูมิสูง. คาร์ไบด์ที่เสถียรเหล่านี้จะปักหมุดการเคลื่อนที่, ชะลออัตราการ **คืบคลาน** ลงอย่างมาก (การเสียรูปของพลาสติกภายใต้ความเครียดคงที่). การผลิตท่อผนังหนัก 15Mo3 เป็นที่ต้องการอย่างมาก, ต้องมีการควบคุมอย่างพิถีพิถันในการบำบัดความร้อนให้เป็นมาตรฐานและแบ่งเบาบรรเทาขั้นสุดท้ายเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างคาร์ไบด์จะเกิดขึ้นและกระจายอย่างถูกต้องเพื่ออายุการคืบสูงสุด. ความหนาของผนังช่วยควบคุมแรงกดทับ, และเนื้อหา Mo ช่วยให้มั่นใจว่าขึ้นอยู่กับเวลา, เสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง.

C45: ส่วนประกอบทางกลที่แข็งตัว

C45, และ ** จ 10083** เกรด, เป็นเหล็กที่ไม่ใช่โลหะผสม **เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง** โดยมีปริมาณคาร์บอนเล็กน้อย $0.45\%$. วัสดุนี้แตกต่างโดยพื้นฐานจากวัสดุอีก 2 ชนิดเนื่องจากได้รับการออกแบบสำหรับ **บริการด้านกลไก**, ไม่ใช่ท่อแรงดันหรืออุณหภูมิสูง. วัตถุประสงค์ของปริมาณคาร์บอนสูงคือเพื่อให้เหล็กได้รับ **การอบชุบด้วยความร้อน** (ดับและอารมณ์) เพื่อให้ได้ความแข็งสูง, ความแข็งแรง, และทนต่อการสึกหรอ. ท่อผนังหนาที่ทำจาก C45 โดยทั่วไปจะใช้สำหรับงานอุตสาหกรรม เช่น กระบอกไฮดรอลิก, บูชเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่, ลูกกลิ้ง, หรือองค์ประกอบโครงสร้างที่ต้องการความต้านทานแรงดึงสูงและอายุความล้า. ในขณะที่มีความต้านทานแรงดึงสูงในสภาวะที่ผ่านการอบร้อน, การเทียบเท่าคาร์บอนที่สูงกว่าทำให้การเชื่อมมีความท้าทายมากกว่า ST37 หรือ 15Mo3 อย่างมาก, จำเป็นต้องมีขั้นตอนไฮโดรเจนต่ำอย่างระมัดระวังและการบรรเทาความเครียดหลังการเชื่อม.

---

III. องค์ประกอบทางเคมี: ความแตกต่างที่กำหนด

การใช้งานที่แตกต่างกันของเกรดทั้งสามนี้จะเห็นได้ทันทีในสูตรทางเคมี. ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่ปริมาณคาร์บอนและโมลิบดีนัม, กำหนดลักษณะการทำงานขั้นสุดท้ายของวัสดุภายใต้ข้อจำกัดของผนังหนัก.

สำหรับ **ST37/S235JR**, คาร์บอนจะถูกเก็บไว้ต่ำ ($\le 0.20\%$) เพื่อส่งเสริมความเหนียวและ, อย่างยิ่ง, **ความสามารถในการเชื่อม **. ไม่มีองค์ประกอบการผสมที่เฉพาะเจาะจง; ประสิทธิภาพที่ได้มาจากความอ่อนโยนโดยสิ้นเชิง, โครงสร้างเฟอร์ริติก.

สำหรับ **15Mo3/16Mo3**, ปริมาณคาร์บอนยังค่อนข้างต่ำ ($\ประมาณ 0.16\%$) เพื่อรักษาความสามารถในการเชื่อมที่ดีและความเหนียวของการคืบ, แต่การมีอยู่ของ $0.25\%$ ถึง $0.35\%$ **โมลิบดีนัม** เป็นตัวเปลี่ยนเกม. การเพิ่มเติมเล็กน้อยนี้จะเปลี่ยนเหล็กให้กลายเป็นอุปกรณ์ต้านทานการคืบคลาน, ทำให้เป็นตัวเลือกเดียวในสามตัวเลือกนี้สำหรับการบริการที่อุณหภูมิสูงบนผนังหนัก.

สำหรับ **C45**, ปริมาณคาร์บอนมีปริมาณสูงโดยเจตนา ($0.42\%$ ถึง $0.50\%$). ค่านี้สูงเกินไปสำหรับการเชื่อมภาคสนามได้ง่าย และเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพการคืบที่อุณหภูมิสูง แต่จำเป็นสำหรับการบรรลุ **ความสามารถในการชุบแข็ง** และความต้านทานการสึกหรอที่จำเป็นสำหรับการใช้งานทางกล. การควบคุม **ซัลเฟอร์ อย่างเข้มงวด ($\ข้อความ{S}$)** และ **ฟอสฟอรัส ($\ข้อความ{P}$)** ได้รับคำสั่งให้ทั้งสามเกรด, แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ 15Mo3, เพื่อให้มั่นใจถึงความเหนียวและความสมบูรณ์สูงในส่วนหนา.

ธาตุ	ST37 (S235JR)	15Mo3 (16Mo3)	C45
คาร์บอน ($\ข้อความ{C}$)	$\le 0.20$	$0.12 – 0.20$	$0.42 – 0.50$
ซิลิคอน ($\ข้อความ{ศรี}$)	$\le 0.50$	$0.10 – 0.35$	$0.40$
แมงกานีส ($\ข้อความ{Mn}$)	$\le 1.40$	$0.40 – 0.90$	$0.50 – 0.80$
ฟอสฟอรัส ($\ข้อความ{P}$)	$\le 0.045$	$\le 0.030$	$\le 0.045$
กำมะถัน ($\ข้อความ{S}$)	$\le 0.045$	$\le 0.030$	$\le 0.045$
โมลิบดีนัม ($\ข้อความ{Mo}$)	—	$0.25 – 0.35$	—

*หมายเหตุ: ขีดจำกัด P และ S ต่ำสำหรับ 15Mo3 สะท้อนถึงการใช้งานที่จำเป็นด้วยความซื่อสัตย์สูง, บริการที่อุณหภูมิสูง.

---

IV. คุณสมบัติทางกล: ความแข็งแกร่งเทียบกับ. สภาพแวดล้อมการบริการ

คุณสมบัติทางกลแสดงให้เห็นถึงวัตถุประสงค์การทำงานของเกรดผนังหนักแต่ละเกรด. เราเห็นการแบ่งแยกระหว่างกำลังต่ำอย่างชัดเจน, วัสดุโครงสร้างที่มีความเหนียวสูง (ST37), วัสดุป้องกันการคืบคลานแบบพิเศษ (15Mo3), และวัสดุทางกลที่มีความแข็งแรงสูง (C45).

**ST37/S235JR** ให้ **ความแข็งแกร่งของผลผลิตขั้นต่ำที่จำเป็น ($\ซิกม่า_{y}$) ของ $235 \ข้อความ{ MPa}$**. ค่านี้, บวกกับพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่ของกำแพงหนัก, ก็เพียงพอสำหรับการรับน้ำหนักของโครงสร้างพื้นฐาน. ที่สำคัญ, ความแข็งแรงต่ำมาพร้อมกับ **ความเหนียวสูง (ยืดตัว)**, ทำให้มั่นใจได้ว่าท่อสามารถดูดซับการเสียรูปพลาสติกจำนวนมากก่อนที่จะแตกหัก.

**15Mo3/16Mo3** มีความแข็งแรงของผลผลิตอุณหภูมิห้องขั้นต่ำที่เทียบเคียงได้กับ ST37 ($\ประมาณ 275 \ข้อความ{ MPa}$), แต่คุณค่าของมันอยู่ที่ **ความแข็งแกร่งของการแตกของครีพขึ้นอยู่กับเวลา**. ที่ $500^circtext{C}$, 15Mo3 คงความเค้นที่ยอมให้ได้มากกว่า ST37 อย่างมีนัยสำคัญ, ทำให้เป็นวัสดุเพียงชนิดเดียวในบรรดาวัสดุทั้งสามชนิดที่รองรับแรงดันผนังหนักที่อุณหภูมินั้น.

**C45** มีความแข็งแกร่งสูงสุด, โดยมีการรับประกันขั้นต่ำ **Tensile Strength ($\ซิกม่า_{ท}$) ของ $ประมาณ 580 \ข้อความ{ MPa}$** ในสภาพปกติ (และจะสูงขึ้นมากเมื่อดับและบรรเทาลง). ความแข็งแกร่งดิบนี้จำเป็นสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับโหลดทางกลแบบไดนามิกหรือแบบไซคลิกสูง, เช่นในกระบอกไฮดรอลิกหรือเพลาเครื่องจักร. อย่างไรก็ตาม, ความเหนียวของมันต่ำที่สุดในสามประการ, สะท้อนให้เห็นถึงบทบาทหลักในการต้านทานการสึกหรอและความล้มเหลวทางกลมากกว่าการมีแรงดันสูง, ของเหลวที่มีอุณหภูมิสูง.

คุณสมบัติ	ST37 (S235JR)	15Mo3 (16Mo3)	C45 (ตามปกติ)
ความแข็งแรงให้ผลผลิต ($\ซิกม่า_{y}$) นาที.	$235 \ข้อความ{ MPa}$	$275 \ข้อความ{ MPa}$	$325 \ข้อความ{ MPa}$
ความแข็งแรง ($\ซิกม่า_{ท}$) นาที.	$360 \ข้อความ{ MPa}$	$410 \ข้อความ{ MPa}$	$580 \ข้อความ{ MPa}$
ยืดตัว ($\ข้อความ{NS}$) นาที.	$24\%$	$22\%$	$14\%$
ทดสอบผลกระทบ (KV)	$27 \ข้อความ{ เจ}$ ที่ $20^circtext{C}$	รับประกัน	—

*หมายเหตุ: ความแข็งแกร่งของ C45 สามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากในสภาวะดับและมีอุณหภูมิ, มักจะถึงจุดแข็งของผลผลิตมากกว่า $500 \ข้อความ{ MPa}$.

---

V. ความคลาดเคลื่อนมิติ: ความแม่นยำภายใต้มวล

การบรรลุพิกัดความเผื่อขนาดที่แคบในท่อที่มีผนังหนาถือเป็นงานที่ยิ่งใหญ่. มวลและความเฉื่อยทางความร้อนของเหล็กในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปร้อนทำให้เกิดความแปรปรวนมากขึ้นในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป. มาตรฐาน, ดังนั้น, มักจะยอมให้มีมิติเบี่ยงเบนมากกว่าท่อผนังบาง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ **ความหนาของผนัง (WT)** และ **การตกไข่**.

ค่าเผื่อความหนาของผนัง (ความเยื้องศูนย์)

สำหรับท่อผนังหนาไร้ตะเข็บ, ค่าเผื่อ WT มาตรฐานมักจะเป็น $pm 12.5\%$ ของความหนาที่กำหนด. อย่างไรก็ตาม, สำหรับการใช้งานแรงดันสูงที่สำคัญ (15Mo3), ผู้ซื้ออาจระบุความอดทนที่เข้มงวดมากขึ้น, เช่น $+15\%$ ถึง $-8\%$, เพื่อรับประกันความหนาของผนังขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับแรงดันและอายุการคืบ. สิ่งนี้รับประกันว่าปัจจัยด้านความปลอดภัยจะยังคงอยู่, แม้ว่าจะส่งผลให้มีการใช้วัสดุสูงขึ้นก็ตาม.

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและรูปไข่

ระหว่างการระบายความร้อนของท่อผนังหนักรีดร้อน, ความเค้นตกค้างอาจทำให้ท่อหลุดออกได้, ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า **การตกไข่**. สำหรับส่วนที่มีน้ำหนักมาก, ความอดทนต่อ **เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD)** เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการติดตั้งหน้าแปลนหรือส่วนประกอบทางกล (โดยเฉพาะ C45). โดยทั่วไปมาตรฐานจะกำหนดความอดทนสัมบูรณ์คงที่หรือความอดทนเป็นเปอร์เซ็นต์, แต่สำหรับการใช้งานที่มีความไวสูง เช่น กระบอกไฮดรอลิก (C45), พิกัดความเผื่อของ **เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (รหัส)** มักจะเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง, ต้องใช้กระบวนการทำงานเย็นหรือการขัดผิวรองเพื่อให้ได้พื้นผิวและความแม่นยำที่จำเป็น.

พารามิเตอร์มิติ	ท่อไร้รอยต่อ (ทั่วไป)	ท่อแรงดันวิกฤต (15Mo3)
เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD)	$\น 1\%$ ของโอดีเอ, หรือ $pm 0.5 \ข้อความ{ มม.}$ (แล้วแต่จำนวนใดจะยิ่งใหญ่กว่า)	อาจมีการเจรจาการควบคุมที่เข้มงวดมากขึ้น, มักจะ $pm 0.75\%$
ความหนาของผนัง (WT)	$\น 12.5\%$ ของ WT ที่ระบุ	ไม่สมมาตร: $+15\%$ / $-8\%$ (กำหนดไว้ทั่วไปสำหรับแรงดันสูง)
ovality	สูงสุด $2\%$ ของโอดีเอ	สูงสุด $1\%$ ของโอดีเอ
ความตรงใน	สูงสุด $0.15\%$ ของความยาวทั้งหมด	$0.15\%$ ของความยาวทั้งหมด

---

เรา. การทดสอบและการตรวจสอบ: รับประกันความสมบูรณ์อันไร้ที่ติในพิธีมิสซา

การทดสอบท่อผนังหนักนั้นเข้มงวดกว่าการทดสอบท่อผนังบาง เนื่องจากข้อบกพร่องภายในใดๆ มีโอกาสที่จะนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรุนแรงภายใต้ภาระอันมหาศาลที่วัสดุได้รับการออกแบบมาให้รับน้ำหนักได้. กฎเกณฑ์การทดสอบสำหรับ ST37, 15Mo3, และ C45 จะต้องยืนยันไม่เพียงแต่คุณสมบัติของวัสดุเท่านั้น แต่ยังต้องยืนยันความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายในของส่วนที่หนาด้วย.

การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (nde)

สำหรับท่อผนังหนักทั้งหมด, โดยเฉพาะ 15Mo3, **การทดสอบอัลตราโซนิก (UT)** เป็นสิ่งจำเป็น. UT ส่งคลื่นเสียงความถี่สูงผ่านวัสดุเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายใน, เช่น การเคลือบ, รวม, หรือรอยแตกร้าวภายใน, ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยการตรวจด้วยสายตา. สำหรับส่วนสำคัญ, **การทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MT)** ยังใช้ในการตรวจจับรอยแตกที่พื้นผิวและใกล้พื้นผิว. นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับท่อเชิงกล C45 ซึ่งความสมบูรณ์ของพื้นผิวมีความสำคัญต่ออายุความล้า.

การทดสอบทางกลและอุณหภูมิสูง

ในขณะที่ **ST37** ต้องการเพียงการทดสอบแรงดึงและการกระแทกที่อุณหภูมิห้องขั้นพื้นฐานเท่านั้น, **15Mo3** ต้องการมากกว่านั้นมาก:

• **การทดสอบแรงดึงที่อุณหภูมิสูง:** ยืนยันความแข็งแกร่งในระยะสั้นที่อุณหภูมิบริการสูงขึ้น.
• **การทดสอบการแตกของคืบ:** ถึงแม้จะไม่ได้ทำทุกท่อก็ตาม, ใบรับรองการทดสอบต้องได้รับการสนับสนุนจากข้อมูลการคืบเพื่อยืนยันความเสถียรในระยะยาวของวัสดุภายใต้ความเค้นที่อุณหภูมิ ซึ่งเป็นจุดประสงค์หลักของการผสมโมลิบดีนัม.

สำหรับ **C45**, การทดสอบมักจะเกี่ยวข้องกับ **การทดสอบความแข็ง** เพื่อให้แน่ใจว่าการอบชุบด้วยความร้อนได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จเพื่อให้บรรลุความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวที่จำเป็นสำหรับบทบาทเชิงกล.

ทดสอบ hydrostatic

ท่อแรงดันทุกความยาว (15Mo3) จะต้องได้รับ **การทดสอบอุทกสถิต**—โดยการอัดแรงดันด้วยน้ำ $1.5$ คูณด้วยแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต. ทางกายนี้, การทดสอบแบบไม่ทำลายจะยืนยันความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความแน่นของการรั่วซึมของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป, รวมถึงรอยเชื่อมใดๆ.

โปรโตคอลการทดสอบ	ST37 (S235JR)	15Mo3 (16Mo3)	C45
แรงดึง/การยืดตัว	ที่จำเป็น (อุณหภูมิห้อง)	ที่จำเป็น (อุณหภูมิห้อง & อุณหภูมิสูง)	ที่จำเป็น (ทำให้เป็นมาตรฐาน / ผ่านการอบร้อน)
ทดสอบผลกระทบ (ชาร์ปี วี)	ที่จำเป็น (รับประกันความเหนียว)	ที่จำเป็น	ไม่จำเป็น (ความแกร่งเป็นเรื่องรองจากความแข็งแกร่ง)
ทดสอบที่หยุดนิ่ง	ไม่จำเป็น (ถ้าระบุความดัน)	บังคับ (ทุกความยาวท่อ)	ไม่จำเป็น (ไม่ใช่บริการกดดัน)
nde (UT)	ไม่จำเป็น (จำเป็นทั่วไปสำหรับผนังหนัก)	บังคับ (สำหรับข้อบกพร่องภายใน)	ที่จำเป็น (สำหรับตำหนิร้ายแรง/ความสะอาดภายใน)

---

VII. ข้อสรุป: การสังเคราะห์มวลและวัตถุประสงค์

ท่อเหล็กผนังหนักเป็นประเภทที่กำหนดโดยความจำเป็น, ไม่ใช่เคมี. วัสดุ-ST37, 15Mo3, และ C45—เป็นโซลูชันทางวิศวกรรมสามประการที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับความท้าทายในการสร้างอาคารขนาดใหญ่, ส่วนประกอบที่มีส่วนหนา. ST37 มีต้นทุนต่ำ, มวลโครงสร้างที่เชื่อมได้ง่าย; 15Mo3 นำเสนอความสมบูรณ์ในการต้านทานการคืบคลานโดยเฉพาะสำหรับโลกที่ไม่เป็นมิตรที่มีความดันอุณหภูมิสูง; และ C45 มอบความแข็งแกร่งทางกลดิบและความสามารถในการชุบแข็งที่จำเป็นสำหรับเครื่องจักรงานหนัก. ด้ายทั่วไปที่รวมกันเป็นความเข้มงวดขั้นสูงสุดของกระบวนการผลิตและการทดสอบที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าข้อบกพร่องภายในและความแปรปรวนของมิติที่มีอยู่ในส่วนที่หนาจะลดลงเหลือน้อยที่สุด. ความใส่ใจในรายละเอียดอย่างพิถีพิถันนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ากำแพงที่มีน้ำหนักมากเหล่านี้สามารถทนทานต่อพื้นที่ขนาดมหึมาได้อย่างน่าเชื่อถือ, โหลดที่ซับซ้อนซึ่งได้รับการออกแบบมาให้รองรับการใช้งานมานานหลายทศวรรษ.