盐山君政承插管件有限公司 
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A234 WPB与国内碳钢
二、国内管件用碳钢材料：
目前碳钢对焊管件，国内制造标准比较繁多，主要涉及国家标准GB12459、GB/T13401及行业标准，如：SH3408 、SH3409、HG/T21635 、HG/T21631以及电力、石油等行业标准，但从其使用材料的类别来分，不外乎两类，一类用于制造无缝管件的无缝钢管类，另一类用于制造焊缝管件的钢板类。最常用的这两类材料的标准见表1，其中用于碳钢对焊管件的典型材料为：GB8163-20#、GB5310-20G 及 GB3274-Q235A、Q235B，这几种材料的主要化学成份及机械性能标准要求见表2。
表1 .碳钢管件常用原材料标准
类别 | 标准类 | 内容 | 典型钢号 |
无缝管件 | GB8163 | 输送用流体无缝钢管 | 20# |
GB5310 | 高压锅炉用无缝钢管 | 20G | |
有缝管件 | GB3274 | 碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和钢带 | Q235AQ235B |
表2 管件常用原材料的化学成份及机械性能（标准值）
材料级别 | C (Wt%) | Si (Wt%) | Mn (Wt%) | P (Wt%) | S (Wt%) | 抗拉 强度TS(Mpa) | 屈服 强度 YS(Mpa) | 延伸率E(%) | 冲击功 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材料概况：
WPB材料是目前国际上最为常用的用于中、高温条件下的碳钢管件材料，其来源可以是钢管，如ASTM A106 Gr.C ，也可以是钢板，如ASTM A285 GR.C。其主要的化学成份及机械性能标准要求见表3。
表3 ASTM A234 GR.WPB化学成份及性能指标(标准值)
材料级别 | C (Wt%) | Si (Wt%) | Mn (Wt%) | P (Wt%) | S (Wt%) | 抗拉 强度TS(Mpa) | 屈服 强度 YS(Mpa) | 伸长率E(%) | 冲击功 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、国产碳钢材料的实际供货参数：
我们通过对目前市场上最普及的宝钢、成都无缝及包头等几大钢材生产的无缝钢管（GB8163-20#），武钢、南钢产的中厚热轧碳钢板（GB3274- Q235A/B）的实际供货数值的进行了统计，具体统计结果见表4。
表4 几种常见无缝管及钢板化学成份及性能统计表（供货值）
品种
| 钢号
| 规格范围
| 涉及产地
| 统计 炉号量 | 供货数值范围 | ||||||||
C | Si | Mn | P | S | Ts | Ys | E | HB | |||||
无缝管 GB8163
| 20 | 21.3*3~ 630*18 | 宝钢 成钢 包钢等 | 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
|
无缝管 GB5310 | 20G | 21.3*3- 426*14 | 宝钢 成钢 包钢 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
|
钢板 GB3274 | Q235A | δ=4-30 | 武钢 南钢 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 |
钢板 GB3274 | Q235B | δ=4-30 | 武钢 南钢 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: 表中符号意义及单位同表2、表3
五、国产碳钢材料与ASTM A234 GR.WPB的比较：
表2及表3列出了国产碳钢材料及WPB的主要化学成份要求及机械性能指标，这些数据包含了标准材料的主要要求，也就是说，在目前国际、国内冶金水平条件下，只要能符合表2、表3的要求，其材料性能即可认为是符合相应标准的要求（表中未列的一些辅助要求，视同认为可以100%符合）同时也可认为国内、国外材料间除表2、表3所列项目外，其余要求可以认为是一致的，在此不作比较。
1 标准值与标准值的比较：
⑴化学成份的比较：
由表2、表3看出：国产类材料含C量为0.12---0.24%,完全符合WPB C≤0.3%的要求，国产原材料Mn：0.35—0.70%, 完全符合WPB Mn:：0.29—1.06%的要求，国产原材料:P、S: ≤0.045%也完全符合 WPB P≤0.05%、S≤0.058%的要求,Si含量国产原材料20#及20G与WPB要求完全符合。
Q235A及Q235B中Si的含量要求与WPB与相互交叉部分，不是完全一致，但由表4看出，在实际上供货数值中，Q235A及Q235B的含Si量均在0.16—0.22%之间，因此，对于实际上供货的Q235A、Q235B 材料，Si的含量也是与WPB相一致的。
由上看出：就标准规范来说，国产类碳钢材料在化学成份方面20#及20G与WPB完全相一致，Q235A、Q235B 除Si以外，其余也均与WPB一致，且Si的含量实际供货数值可以有选择地保证与WPB一致。
⑵性能指标的比较：
由上看出,尽管两类材料在化学成份要求上可以保持一致, 但由于国产碳钢材料中碳含量的实际供货值( 0.13-0.22% )明显处于WPB要求的≤0.30%的下限值(尽管其处于要求范围内), 这就直接导致了在标准要求方面, 国产类材料强度要求的下限低于WPB的标准要求, 由表2、表3 可以看出, 除20G以外，国产类材料的抗拉强度下限标准值为375---410MPa, 屈服强度下限标准值为235Mpa， 分别低于WPB标准规定的415MPa及240MPa的要求。但同时, 在材料塑性指标方面, 也正因为国产类材料含碳量低于WPB的要求，国产类材料延伸率（E%）的标准要求（≥20-26%）却完全高于WPB的标准指标(≥20%)
由上看出：就标准规范来说，国产类碳钢材料在性能指标方面的要求均低于WPB的要求。也正由于此，,致使国产类碳钢材料在众多的设计项目中,被判定不能替代WPB的使用。
综上,从标准规范比较得出结论:国产类碳钢材料20#、20G、 Q235A、Q235B与ASTM A234 WPB在化学成份方面是基本一致的（其中Q系列钢中Si含量需择选），而性能指标低于WPB的要求。
2 国产材料的供货指标值与WPB标准值的比较：
尽管从标准的角度来看，似乎国产材料无法替代WPB，但我们从国产材料的实际供货值来分析，仍可以寻找到一些具有实际替代价值的结论，由前分析，影响替代成立主要有两个方面：
⑴Q系列钢板中Si含量问题；
⑵所有国产材料性能标准指标低于WPB的标准要求。
通过比较表3及表4,我们可以看出：
⑴Q系列钢板中SI含量的实际供货值均在0.13—0.22%之间, 符合WPB SI≥0.1%的要求。
⑵国产类材料20#、20G钢管的性能指标实际供货值：Ts为420-550Mpa，Ys为250-350Mpa，延伸率EL为24%-38%, HB为145-185(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致), 所有被测炉号性能强度指标值均符合WPB标准的要求；
⑶国产类材料Q235A、Q235B钢板的性能指标实际供货值：Ts为405-495Mpa，其中小于410Mpa的只有两炉（低于WPB的要求），占总炉数的0.8%；Ys为255-360Mpa，符合WPB的要求；延伸率EL为25%-37%，符合WPB的要求； HB为140-170(经实际测量, 管件硬度与原料硬度基本一致)，符合WPB的要求。
六：结论：
通过对国产GB8163-20#及GB5310-20G无缝钢管及GB3274-Q235A、Q235B中厚板的化学成份及机械性指标与ASTMA234GR.WPB在标准规范及实际供值之间的比较,在受统计的炉批范围内,国产碳钢类无缝钢管100%市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求；国产碳钢类板材中99%以上的市供产品可以符合ASTMA234Gr.WPB的要求。通过在采购原材料时,有选择地控制进货材料的成份和性能指标,用国产碳钢材料可完全满足ASTM A234Gr.WPB要求.
