פלדה S690היא דרגת פלדה מבנית בעלת חוזק- גבוה המצוינת תחת EN 10025-6, המוכרת ברבים בזכות חוזק התפוקה יוצא הדופן ויכולת הריתוך האמינה שלה. בשל מאפיינים אלה, הוא נמצא בשימוש נרחב ביישומי בנייה והנדסה תובעניים.
הפלדה מסוגגת בעיקר עם פחמן (C), מנגן (Mn) וסיליקון (Si), בעוד שתוספות מבוקרות של כרום (Cr), ניקל (Ni) ומוליבדן (Mo) משפרות עוד יותר את החוזק, הקשיחות והביצועים המכניים הכוללים שלה.
תיאור כללי וסקירת ביצועים
פלדת S690 מובחנת בחוזק התפוקה הגבוה מאוד שלה, בדרך כלל נע בין 690 MPa ל-960 MPa, מה שמאפשר למעצבים להשתמש בחלקי לוחות דקים יותר מבלי להקריב את יכולת נשיאת העומס.- כתוצאה מכך, משקל מבני מופחת, צריכת חומרים נמוכה יותר, וחיסכון בעלויות הובלה והתקנה.
בנוסף לחוזק, פלדת S690 מדגימה קשיחות וגמישות טובים, אשר חיוניים למבנים החשופים לעומס מחזורי, רעידות או כוחות פגיעה.
יתרונות מרכזיים של S690 Steel
חוזק גבוה-ל-יעילות משקל
מאפשר עיצובים מבניים קלים יותר תוך שמירה על שולי בטיחות גבוהים.
יכולת ריתוך מעולה
תואם לשיטות ריתוך סטנדרטיות, משפר את יעילות הייצור.
ביצועי קשיחות אמינים
שומר על יציבות מכנית בתנאי שירות-נמוכים.
מגבלות ושיקולי עיצוב
עלות חומר גבוהה יותר
יקר יותר מפלדות מבניות קונבנציונליות בשל תכולת סגסוגת וטיפול בחום.
רגישות-לטמפרטורה נמוכה
יש להעריך את הסיכון לשברים פריכים עבור יישומים באזור- קרים.
עמידות בפני קורוזיה בינונית
לעתים קרובות נדרשת הגנה נוספת על פני השטח בסביבות אגרסיביות.
פלדת S690 הפכה לפופולרית יותר ויותר בבנייה כבדה, כרייה, הנדסה ימית ופרויקטי תשתית בקנה מידה- גדול, מה שמשקף את הביקוש בתעשייה לחומרים מבניים בעלי ביצועים- גבוהים יותר.
כינויים חלופיים, תקנים וציונים דומים
| גוף סטנדרטי | ציון / ייעוד | אֵזוֹר | הערות |
|---|---|---|---|
| UNS | S690QL | אַרצוֹת הַבְּרִית | המקבילה הקרובה ביותר לדרגת EN |
| ASTM | A572 כיתה 65 | אַרצוֹת הַבְּרִית | חוזק דומה, כימיה שונה |
| EN | S690QL | אֵירוֹפָּה | כיתה מבנית בשימוש נרחב |
| רַעַשׁ | 1.8928 | גֶרמָנִיָה | ייעוד שווה ערך |
| JIS | SM490YB | יַפָּן | תשואה דומה, סגסוג שונה |
| ISO | EN 10025-6 | בינלאומי | תקן פלדה מבנית עם תשואה גבוהה |
למרות שדרגות אלו עשויות להפגין רמות חוזק תפוקה דומות, הבדלים בהרכב הכימי, קשיחות ההשפעה ודרישות הטיפול בחום יכולים להשפיע באופן משמעותי על ביצועי השירות והתאמתם.
מאפיינים חומריים
1 הרכב כימי (טיפוסי)
| אֵלֵמֶנט | תוכן (%) |
|---|---|
| פחמן (C) | 0.10 – 0.20 |
| מנגן (Mn) | 1.20 – 1.60 |
| סיליקון (Si) | 0.10 – 0.50 |
| Chromium (Cr) | פחות או שווה ל-0.30 |
| ניקל (ני) | פחות או שווה ל-0.30 |
| מוליבדן (מו) | 0.10 – 0.15 |
פונקציות סגסוגת:
פחמן מגביר את החוזק והקשיות תוך הפחתת המשיכות אם היא מוגזמת.
מנגן משפר את יכולת ההתקשות ועמידות בפני פגיעות.
הסיליקון פועל כמסיר חמצון ותורם לשיפור החוזק.
2 מאפיינים מכניים (מרוה ומחוסם)
| נֶכֶס | טמפ' בדיקה | ערך מטרי | ערך אימפריאלי | תקן בדיקה |
|---|---|---|---|---|
| חוזק תשואה (0.2%) | טמפ' חדר | 690 - 960 MPa | 100 - 139 ksi | ASTM E8 |
| חוזק מתיחה | טמפ' חדר | 770 - 1100 MPa | 112 - 160 ksi | ASTM E8 |
| הַאֲרָכָה | טמפ' חדר | 12 – 20% | 12 – 20% | ASTM E8 |
| קשיות ברינל | טמפ' חדר | 200 - 300 HB | 200 - 300 HB | ASTM E10 |
| אנרגיית השפעה (Charpy V) | -20 מעלות | גדול או שווה ל-27 J | גדול או שווה ל-20 ft·lbf | ASTM E23 |
שילוב זה של חוזק תנובה גבוה, יכולת מתיחה ועמידות בפני פגיעות מאפשר לפלדת S690 לבצע ביצועים אמינים בתנאי טעינה סטטיים ודינאמיים גבוהים.
3 מאפיינים פיזיים
| נֶכֶס | ערך (מדד) | ערך (אימפריאלי) |
|---|---|---|
| צְפִיפוּת | 7850 ק"ג/מ"ר | 0.284 פאונד/אינץ'³ |
| טווח התכה | 1425 - 1540 מעלות | 2600 - 2800 מעלות פרנהייט |
| מוליכות תרמית | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/h·ft²· מעלות F |
| חום ספציפי | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb· מעלות F |
| התרחבות תרמית | 12 × 10⁻⁶ /K | 6.67 × 10⁻⁶ / מעלות F |
מאפיינים אלו הם קריטיים בעת תכנון מבנים הנתונים לשינויים תרמיים, לחשיפה לחום או לאילוצי מימד.
4 התנהגות קורוזיה
| סְבִיבָה | מַצָב | רמת התנגדות | הערות |
|---|---|---|---|
| כלורידים | 3–5% | הוֹגֶן | סיכון בור |
| חומצה גופרתית | 10–20% | יָרוּד | לא מתאים |
| מי ים | אווירה | הוֹגֶן | נדרש ציפוי |
פלדת S690 מציעה עמידות בפני קורוזיה מוגבלת והיא רגישה לסדקים וסדקי קורוזיה, במיוחד בסביבות ימיות או אגרסיביות מבחינה כימית.
5 עמידות בחום
| פָּרָמֶטֶר | טֶמפֶּרָטוּרָה | הערות |
|---|---|---|
| שירות רציף | פחות או שווה ל-400 מעלות | ביצועים יציבים |
| שירות לסירוגין | פחות או שווה ל-500 מעלות | סכנת חמצון |
| סף קנה מידה | ~600 מעלות | השפלה של פני השטח |
שימור החוזק נשאר מקובל בטמפרטורות גבוהות, אם כי יש לשקול הגנה מפני חמצון.
6 מאפייני ייצור
רְתִיכוּת
| שיטת ריתוך | מילוי מתכת | הערות |
|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | מתאים לצלחות דקות |
| TIG | ER70S-2 | ריתוך מדויק |
| SMAW | E7018 | חימום מוקדם מומלץ |
טיפול חום מראש ואחרי{0}}ריתוך נאותים מפחיתים את הסיכון לסדקים ומבטיחים שלמות הריתוך.
יכולת עיבוד
| פָּרָמֶטֶר | S690 | AISI 1212 |
|---|---|---|
| מדד יכולת העיבוד | 60 | 100 |
| מהירות חיתוך | ~30 מ' לדקה | ~50 מ' לדקה |
כלים בעלי חוזק- גבוה ופרמטרים מותאמים נחוצים לעיבוד עיבוד יעיל.
יכולת צורה וטיפול בחום
פלדת S690 תומכת ביצירה קרה וחמה, אם כי נדרשים כוחות כיפוף גבוהים יותר. מרווה מגבירה את הקשיות והחוזק, בעוד שהמזג משפר את הקשיחות והגמישות.
יישומים אופייניים
| מִגזָר | בַּקָשָׁה | נכס מפתח מנוצל |
|---|---|---|
| בְּנִיָה | מבנים גבוהים- | חוזק תנובה גבוה |
| כְּרִיָה | דליים של חופר | עמידות בפני השפעה |
| מחוץ לחוף | פלטפורמות נפט | חוזק ועמידות |
| הוֹבָלָה | גשרים | הפחתת משקל |
שימושים נוספים כוללים בומות מנוף, מסגרות תעשייתיות ורכיבי מכונות כבדות.
שיקולי בחירה - השוואה לציונים אחרים
| נֶכֶס | S690 | S355 | S460 | הֶעָרָה |
|---|---|---|---|---|
| חוזק תשואה | 690 MPa | 355 MPa | 460 MPa | S690 החזק ביותר |
| עמידות בפני קורוזיה | הוֹגֶן | טוֹב | הוֹגֶן | S355 טוב יותר |
| רְתִיכוּת | מְעוּלֶה | טוֹב | הוֹגֶן | Advantage S690 |
| יכולת עיבוד | לְמַתֵן | טוֹב | יָרוּד | נדרש כלי עבודה |
| עלות יחסית | גָבוֹהַ | לְמַתֵן | גָבוֹהַ | גורם תקציבי |
| זְמִינוּת | לְמַתֵן | גָבוֹהַ | לְמַתֵן | S355 נפוץ |
פלדת S690 היא חומר מבני בעל ביצועים גבוהים-מהונדסים ליישומים הדורשים חוזק יוצא דופן, משקל מופחת ויכולת ריתוך אמינה.
למרות שהוא מציע יתרונות ברורים על פני פלדות בדרגה-ת נמוכה יותר, יש להתייחס לשיקולים בנוגע לעלות, הגנה מפני קורוזיה ומורכבות הייצור כדי להבטיח תוצאות אופטימליות של הפרויקט.
| ASTM A202/A202M | A202 דרגה א' | A202 כיתה ב | ||
| ASTM A203/A203M | A203 כיתה א' | A203 כיתה ב | A203 דרגה ד' | A203 דרגה E |
| A203 כיתה ו' | ||||
| ASTM A204/A204M | A204 כיתה א' | A204 כיתה ב | A204 דרגה ג' | |
| ASTM A285/A285M | A285 דרגה א' | A285 דרגה ב' | A285 דרגה C | |
| ASTM A299/A299M | A299 דרגה א' | A299 דרגה ב' | ||
| ASTM A302/A302M | A302 דרגה א' | A302 דרגה ב' | A302 דרגה C | A302 דרגה D |
| ASTM A387/A387M | A387 כיתה יא כיתה 1 | A387 כיתה יא' כיתה 2 | A387 כיתה י"ב כיתה 1 | A387 כיתה י"ב כיתה 2 |
| A387 כיתה 22 כיתה 1 | A387 כיתה 22 כיתה 2 | A387 כיתה ה' כיתה 1 | A387 כיתה ה' כיתה 2 | |
| ASTM A515/A515M | A515 Grade 60 | A515 כיתה 65 | A515 כיתה 70 | |
| ASTM A516/A516M | A516 כיתה 55 | A516 כיתה 60 | A516 כיתה 65 | A516 כיתה 70 |
| ASTM A517/A517M | A517 דרגה א' | A517 כיתה ב | A517 דרגה E | A517 דרגה ו' |
| A517 דרגה ח' | A517 דרגה S | A517 דרגה P | A517 דרגה Q | |
| ASTM A533/A533M | A533 דרגה א' | A533 כיתה ב | A533 דרגה C | A533 דרגה ד' |
| ASTM A537A537M | A537 Class 1 | A537 Class 2 | A537 Class 3 | |
| ASTM A612/A612M | ||||
| ASTM A662/A662M | A662 דרגה A | A662 דרגה ב' | A662 דרגה C | |
| ASME SA202/SA202M | SA202 כיתה ב | SA202 כיתה ב | ||
| ASME SA203/SA203M | SA203 דרגה א' | SA203 כיתה ב | SA203 דרגה D | SA203 דרגה E |
| SA203 כיתה ו' | ||||
| ASME SA204/SA204M | SA204 דרגה א' | SA204 כיתה ב | SA204 דרגה C | |
| ASME SA285/SA285M | SA285 דרגה א' | SA285 דרגה ב' | SA285 דרגה C | |
| ASME SA299/SA299M | SA299 דרגה א' | SA299 כיתה ב | ||
| ASME SA302/SA302M | SA302 דרגה א' | SA302 דרגה ב' | SA302 דרגה C | |
| ASME SA387/SA387M | SA387 כיתה יא כיתה 1 | SA387 כיתה יא כיתה 2 | SA387 כיתה י"ב כיתה 1 | SA387 כיתה י"ב כיתה 2 |
| SA387 כיתה 22 כיתה 1 | SA387 כיתה 22 כיתה 2 | SA387 כיתה ה' כיתה 1 | SA387 כיתה 5 כיתה 2 | |
| ASME SA515/SA515M | SA515 דרגה 60 | SA515 כיתה 65 | SA515 כיתה 70 | |
| ASME SA516/SA516M | SA516 כיתה 55 | SA516 כיתה 60 | SA516 כיתה 65 | SA516 כיתה 70 |
| ASME SA517/SA517M | SA517 דרגה א' | SA517 כיתה ב | SA517 דרגה E | SA517 כיתה ו' |
| SA517 כיתה ח' | SA517 דרגה S | SA517 דרגה P | SA517 דרגה Q | |
| ASME SA533/SA533M | A533 דרגה א' | A533 כיתה ב | A533 דרגה C | A533 דרגה ד' |
| ASME SA537/SA537M | SA537 Class 1 | S537 Class 2 | SA537 Class 3 | |
| ASME SA612/SA612M | ||||
| ASME SA662/SA662M | SA662 דרגה א' | SA662 Grade B | SA662 דרגה C | |
| EN10028-2 | P235GH | P265GH | P295GH | P355GH |
| 16 מו3 | ||||
| EN10028-3 | P275NH | P275NL1 | P275NL2 | |
| P355N | P355NH | P355NL1 | P355NL2 | |
| P460NH | P460NL1 | P460NL2 | ||
| EN10028-5 | P355M | P355ML1 | P355ML2 | |
| P420M | P420ML1 | P420ML2 | ||
| P460M | P460ML1 | P460ML2 | ||
| EN10028-6 | P355Q | P355QH | P355QL1 | P355QL2 |
| P460Q | P460QH | P460QL1 | P460QL2 | |
| P500Q | P500QH | P500QL1 | P500QL2 | |
| P690Q | P690QH | P690QL1 | P690QL2 | |
| JIS G3115 | SPV235 | SPV315 | SPV355 | SPV410 |
| SPV450 | SPV490 | |||
| JIS G3103 | SB410 | SB450 | SB480 | SB450M |
| SB480M | ||||
| GB713 | Q245R | Q345R | Q370R | 18MnMoNbR |
| 13MnNiMoR | 15CrMoR | 14Cr1MoR | 12Cr2Mo1R | |
| 12Cr1MoVR | ||||
| GB3531 | 16MnDR | 15MnNiDR | 09MnNiDR | |
| DIN 17155 | היי | HII | 17Mn4 | 19Mn6 |
| 15Mo3 | 13CrMo44 | 10CrMo910 |
