S275 وS355 درجتان من الفولاذ الإنشائي غير السبائكي ضمن المواصفة EN 10025-2. ويبلغ الحد الأدنى لإجهاد الخضوع للمنتجات بسماكة 5–16 mm التي نقارنها هنا 275 و355 MPa على التوالي. ويتطلب الاختيار بينهما أيضًا مراعاة السماكة الفعلية وفئة المتانة وظروف التصنيع. تتناول هذه المقارنة المنتجات المدرفلة على الساخن وفق EN 10025-2، مع أمثلة رقمية من جداول مختارة لألواح أحد المنتجين؛ ولا تشمل المقاطع الإنشائية المجوفة والأنابيب.
تؤكد صفحة BSI للمواصفة BS EN 10025-2:2019 نطاق المواصفة وحالتها بوصفها سارية وقيد المراجعة في تاريخ البحث. ولا تعرض الصفحة العامة المتطلبات الرقمية؛ لذا يجب الرجوع عند القبول إلى إصدار المواصفة المحدد في العقد ومواصفات المنتج المطلوب.
نظرة عامة على S275 وS355
| البند | S275 | S355 |
|---|---|---|
| عائلة المواصفة | فولاذ إنشائي غير سبائكي وفق EN 10025-2 | فولاذ إنشائي غير سبائكي وفق EN 10025-2 |
| الحد الأدنى لإجهاد الخضوع، 5–16 mm | 275 MPa | 355 MPa |
| الحد الأدنى لإجهاد الخضوع، >16–40 mm | 265 MPa | 345 MPa |
| الحد الأدنى لإجهاد الخضوع، >40–63 mm | 255 MPa | 335 MPa |
| مقاومة الشد، 5–100 mm | 410–560 MPa | 470–630 MPa |
| فئات المتانة الشائعة | JR، J0، J2 | JR، J0، J2؛ وتتوفر S355K2 أيضًا ضمن نطاق توريد الشركة المشار إليها أدناه |
| العامل الرئيسي في الاختيار | مقاومة متوسطة مع نطاق واسع من الاستخدامات الإنشائية | إجهاد خضوع ومقاومة شد أعلى عندما تتيح المقاومة تقليل المقطع المطلوب أو زيادة قدرة التحمل |
مرّر داخل الجدول لرؤية جميع الأعمدة ←
تستند المقارنة الرقمية إلى جداول H30 من ArcelorMittal، بما فيها بيانات المنتجات المسطحة من درجات S275J0/J2 وS355JR/J0/J2. وتمثل هذه الأرقام حدودًا دنيا أو نطاقات محددة لهذه المنتجات، وليست قياسات نموذجية أو قيمًا عامة لكل منتج من S275/S355. تسجل شهادة الفحص الصهرة والمنتج المورّدين؛ ويجب مطابقة نتائجها وبيانات التعريف الواردة فيها مع الطلب.
كيف تؤثر السماكة في المقارنة؟
يتطابق الرقم في اسم الدرجة مع الحد الأدنى لإجهاد الخضوع ضمن نطاق السماكة المختار 5–16 mm. وتخفض جداول ألواح H30 الحد الأدنى المضمون مع زيادة السماكة؛ بينما يظل المعنى العام لـإجهاد الخضوع ثابتًا.
في نطاق سماكات مشترك للمقارنة:
- 5–16 mm: S275 ≥275 MPa؛ S355 ≥355 MPa.
-
16–40 mm: S275 ≥265 MPa؛ S355 ≥345 MPa.
-
40–63 mm: S275 ≥255 MPa؛ S355 ≥335 MPa.
-
63–80 mm: S275 ≥245 MPa؛ S355 ≥325 MPa.
-
80–100 mm: S275 ≥235 MPa؛ S355 ≥315 MPa.
-
100–120 mm: S275 ≥225 MPa؛ S355 ≥295 MPa.
هذه نطاقات مختارة من H30 لأغراض المقارنة. وتقع قيمة S275 في النطاق >100–120 mm ضمن نطاقها الأوسع >100–150 mm؛ أما S355J2 فترد بياناتها حتى سماكة 120 mm. وتعتمد النطاقات الأخرى وإمكانية التوريد على شكل المنتج وفئته. ويجب أن يستند الشراء إلى جدول المنتج المناسب والسماكة والتسمية الكاملة للدرجة.
ما معنى JR وJ0 وJ2؟
تشكل لاحقة المتانة جزءًا مستقلًا من تسمية الدرجة. وبالنسبة إلى الفئات المعروفة في EN 10025-2:
- JR: طاقة صدم مقدارها 27 J في اختبار شاربي ذي الثلمة على شكل V عند +20 °C.
- J0: مقدار 27 J عند 0 °C.
- J2: مقدار 27 J عند −20 °C.
يجب الاحتفاظ باللاحقة عندما تكون درجة حرارة الخدمة أو المتانة عاملًا مهمًا. وتشترك S275J2 وS355J2 في شرط الصدم الاسمي المذكور أعلاه، مع اختلاف مستوى المقاومة بينهما. وتدرج صفحة ArcelorMittal التعريفية بدرجة S355 أيضًا S355K2: مقدار 40 J عند −20 °C ضمن نطاق المنتجات والاختبار الطولي المحددين فيها. ويجب التأكد من توفر المنتج والأبعاد المطلوبة.
تتطلب الاستفادة من قيم شاربي مراعاة حجم العينة واتجاهها وسماكة المنتج وأحكام الفحص والاختبار المحددة في الطلب. ولا تثبت اللاحقة وحدها أن قطعة بعينها من المنتجات المورّدة خضعت لاختبار منفرد؛ لذا راجع الطلب والشهادة. كما أن درجة حرارة الاختبار لا تمثل، بمفردها، الحد الأدنى المسموح به لدرجة حرارة الخدمة.
مقاومة الشد والمطيلية
ضمن نطاق منتجات H30 المختار للمقارنة هنا، بسماكة 5–100 mm، تتراوح مقاومة الشد المحددة بين 410–560 MPa لدرجة S275 وبين 470–630 MPa لدرجة S355. ولا يجوز تعميم هذه النطاقات على مواد أرق أو أكثر سماكة دون الرجوع إلى جدولها. كذلك تختلف متطلبات الاستطالة باختلاف السماكة واتجاه عينة الاختبار؛ وعند مقارنة الشهادات، يجب مراعاة طول القياس ومتطلبات العينات المنطبقة.
لا تؤدي المقاومة الأعلى تلقائيًا إلى تحسين جميع حدود التصميم. فقد يتحكم الترخيم أو الاهتزاز أو الانبعاج الموضعي أو الكلال أو سلوك الوصلات أو متطلبات قابلية الخدمة في تصميم العنصر قبل أن يصبح إجهاد الخضوع هو العامل الحاكم. لذلك ينبغي التحقق من التحول من S275 إلى S355 ضمن الحسابات الحاكمة للتصميم.
قابلية اللحام والتصنيع
تُستخدم كلتا العائلتين على نطاق واسع في المنشآت الفولاذية الملحومة. وتعتمد قرارات إجراءات اللحام والتسخين المسبق والمدخل الحراري على السماكة والتركيب الكيميائي ومكافئ الكربون ودرجة التقييد والتحكم في الهيدروجين وهندسة الوصلة وكود التصنيع الحاكم. وتوضح إرشادات TWI بشأن التشقق الهيدروجيني أسباب ضرورة دراسة ظروف المادة والوصلة معًا. ولا يحدد اسم أي من الدرجتين درجة حرارة تسخين مسبق تصلح لجميع الحالات.
لا ينبغي اعتبار S355 بديلًا مباشرًا صالحًا لكل الحالات لمجرد أن إجهاد خضوعها أعلى. تحقق من فئة الجودة المحددة وحالة التسليم وأبعاد المنتج ومتطلبات المتانة وإجراء التصنيع. وعند التشكيل على البارد أو غيره من عمليات التصنيع ذات المتطلبات العالية، حدد الملاءمة المطلوبة صراحةً في الطلب إذا كانت مواصفة المنتج أو المورّد يتيحان هذا الخيار.
متى يمكن أن تخفض S355 وزن الفولاذ؟
قد تتيح S355 استخدام مقطع أصغر عندما يتحكم إجهاد الخضوع في قدرة تحمل العنصر ويسمح كود التصميم بهذا التخفيض. وتكون الفائدة أوضح عندما تكون مقاومة المقطع محكومة بمقاومة المادة وتتلاءم مقاطع S355 أو سماكات ألواحها المتاحة بكفاءة مع التصميم.
قد يكون الوفر محدودًا عندما تتحكم في التصميم الصلابة أو الانبعاج أو الكلال أو تصميم مقاومة الحريق أو الحد الأدنى للسماكة أو هندسة الوصلات أو توفر المقاطع القياسية. كما يجب مقارنة تكلفة المادة للطن مع آثار الاختيار في التصنيع والنقل والتركيب.
متى تظل S275 خيارًا مناسبًا؟
قد تكون S275 خيارًا كفؤًا للعناصر ذات الأحمال الخفيفة أو المتوسطة، وأعمال التصنيع العامة، والعناصر الفولاذية الثانوية، أو المشاريع التي يتوفر لها منتج مناسب من S275 بسهولة ولا تمثل المقاومة فيها القيد الحاكم. ويستند القرار الصحيح إلى التصميم الكامل للعنصر ومواصفات التوريد.
قائمة التحقق من المواصفات
استخدم دليل تحديد مواصفات صفائح ولفائف الفولاذ لتنظيم الطلب. ولكلتا الدرجتين، حدد ما يلي:
- المواصفة EN 10025-2 وإصدارها المعتمد في العقد، مع التحقق منهما بمقارنتهما مع المواصفات القياسية المنطبقة.
- التسمية الكاملة للدرجة، بما فيها لاحقة المتانة، مثل S275J2 أو S355J2.
- شكل المنتج وأبعاده وسماكته.
- حالة التسليم عند اشتراطها.
- متطلبات وثيقة الفحص والشهادة.
- الاختبارات الإضافية أو الخواص في اتجاه السماكة أو الفحص بالموجات فوق الصوتية أو متطلبات السطح، عند انطباقها.
- المتطلبات الحاسمة للتصنيع، مثل قابلية اللحام أو الملاءمة للتشكيل.
- أي متطلبات تصميمية أو تنظيمية خاصة بالمشروع.
قاعدة عملية للاختيار
اختر S355 عندما تحقق مقاومتها المضمونة الأعلى فائدة تصميمية قابلة للقياس بعد التحقق من قابلية الخدمة والاستقرار والوصلات والتصنيع. واختر S275 عندما تفي مقاومتها الأقل بجميع متطلبات التصميم والتوريد. وفي الحالتين، استخدم التسمية الكاملة وفق EN، وطابق شهادة المنتج المورّد مع المنتج المحدد في الطلب.