EN10297-1 Bezszwowa rura stalowa o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i kontrolowanych właściwościach rozciągania do zastosowań konstrukcyjnych

Bezszwowe okrągłe rury stalowe EN 10297-1 są przeznaczone do zastosowań mechanicznych i ogólnych inżynieryjnych, gdzie wymagana jest wytrzymałość, spójność wymiarowa, skrawalność i niezawodne właściwości mechaniczne. Norma obejmuje bezszwowe rury ze stali niestopowych i stopowych dostarczane w określonych gatunkach stali i warunkach dostawy.

Do ogólnych zastosowań inżynieryjnych powszechnie stosowane gatunki konstrukcyjne to E235, E275, E315, E355 i E470. Ich minimalna granica plastyczności wynosi od 235 MPa do 470 MPa, w zależności od gatunku i grubości ścianki. Rury mogą być dostarczane jako gorącowalcowane, ciągnione na zimno lub walcowane na zimno, zgodnie z wymaganą dokładnością wymiarową, jakością powierzchni i późniejszym procesem obróbki skrawaniem.

Struktura tolerancji wymiarowych EN 10297-1 rozróżnia tolerancję średnicy zewnętrznej i grubości ścianki, przy czym tolerancja grubości dla większych rozmiarów jest zależna od stosunku grubości ścianki do średnicy.

• Wysoka wytrzymałość mechaniczna: EN 10297-1 zapewnia kilka poziomów wytrzymałości odpowiednich dla różnych obciążeń inżynieryjnych. Dla grubości ścianek do 16 mm, typowe minimalne granice plastyczności wynoszą 235 MPa dla E235, 275 MPa dla E275, 315 MPa dla E315, 355 MPa dla E355 i 470 MPa dla E470.
• Kontrolowane właściwości na rozciąganie: Dla grubości ścianek do 16 mm, minimalne wartości wytrzymałości na rozciąganie wynoszą około 360 MPa dla E235, 410 MPa dla E275, 450 MPa dla E315, 490 MPa dla E355 i 650 MPa dla E470. Gatunki o wyższej wytrzymałości pozwalają projektantom na zmniejszenie masy przekroju, jeśli obliczenia projektowe i odpowiednie wymagania inżynieryjne na to pozwalają.
• Właściwości mechaniczne zależne od grubości ścianki: Właściwości mechaniczne nie są reprezentowane przez jedną wartość dla każdego wymiaru rury. EN 10297-1 zmniejsza określoną minimalną granicę plastyczności dla kilku gatunków wraz ze wzrostem grubości ścianki. Na przykład, E355 ma minimalne granice plastyczności 355 MPa przy T ≤ 16 mm, 345 MPa przy >16-40 mm, 335 MPa przy >40-65 mm, 315 MPa przy >65-80 mm i 295 MPa przy >80-100 mm.
• Nadaje się do obrabianych elementów inżynieryjnych: Bezszwowa konstrukcja eliminuje podłużny szew spawalniczy związany z rurami spawanymi. Jest to przydatne w przypadku elementów wymagających obróbki obwodowej, wytaczania, toczenia, gwintowania lub lokalnego usuwania materiału.
• Wiele gatunków wytrzymałości z jednej rodziny norm: Gatunki serii E pozwalają inżynierom na wybór materiału zgodnie z wymaganą granicą plastyczności, zamiast stosowania jednego gatunku stali do wszystkich zastosowań. E235 i E275 nadają się do elementów o umiarkowanej wytrzymałości, podczas gdy E355 i E470 zapewniają wyższą wytrzymałość mechaniczną.

Częstym problemem przy zakupie rur mechanicznych jest to, czy zamówiona średnica zewnętrzna i grubość ścianki zapewniają wystarczający luz obróbczy, nie powodując nadmiernego marnotrawstwa materiału. Produkcja może być zatem kontrolowana zgodnie z rysunkiem gotowego elementu, a nie tylko nominalnym rozmiarem rury. W specyfikacji zakupu można uwzględnić średnicę zewnętrzną, średnicę wewnętrzną, grubość ścianki, owalność, prostoliniowość i długość cięcia. Dla standardowych wymiarów EN 10297-1, tolerancje średnicy zewnętrznej i grubości ścianki są wybierane zgodnie ze średnicą rury i stosunkiem T/D; ciaśniejsze wymiary można omówić dla rur ciągnionych na zimno lub obrabianych mechanicznie, o ile jest to technicznie wykonalne.

Sam gatunek stali nie jest wystarczający do zakupu inżynieryjnego. Właściwości mechaniczne mogą zależeć od grubości ścianki i warunku dostawy. Z tego powodu specyfikacja zakupu powinna określać pełne połączenie gatunku EN 10297-1, wymiarów i warunku dostawy. Na przykład, E235-E355 mogą być dostarczane w warunkach +AR lub +N w zależności od wymagań, podczas gdy E470 jest zazwyczaj kojarzony z warunkiem dostawy +AR w standardowych tabelach właściwości. Zapobiega to porównywaniu certyfikatów materiałowych tylko według nazwy stali, ignorując stan dostawy.

Profesjonalni nabywcy zazwyczaj muszą potwierdzić, czy dostarczona rura odpowiada zamówionemu gatunkowi, a nie tylko otrzymać ogólne oznaczenie materiału. Skład chemiczny, właściwości na rozciąganie, wymiary, identyfikacja produkcji i wyniki kontroli mogą być zatem dopasowane do zamówionego wsadu lub partii produkcyjnej. Dokumentacja odbiorowa powinna być określona na etapie zapytania, gdy wymagana jest identyfikowalność materiału. Jest to szczególnie ważne dla E470, który oprócz składu C-Si-Mn zawiera kontrolowane pierwiastki mikrostopowe, takie jak V i Nb.

Normy te obejmują podobne kategorie produktów, ale nie są automatycznie wymienne. Skład chemiczny gatunku, właściwości mechaniczne, tolerancje wymiarowe, wymagania dotyczące badań i warunki dostawy powinny być sprawdzane indywidualnie przed zastąpieniem.

Bezszwowa okrągła rura stalowa EN 10297-1 może być używana jako materiał wyjściowy do produkcji tulei obrotowej maszyny budowlanej. Rura jest cięta na wymaganą długość wsadu, a następnie toczona i wytaczana do ostatecznych wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych. Odpowiedni gatunek, taki jak E355, może zapewnić wytrzymałość wymaganą dla obrabianego korpusu tulei, podczas gdy bezszwowa konstrukcja zapewnia jednolity materiał wokół obwodu do obróbki. Ostateczny wybór gatunku powinien być oparty na obciążeniu elementu, luzie obróbczym, wymaganiach dotyczących obróbki cieplnej i rysunku technicznego.

Poniższa tabela przedstawia reprezentatywne limity chemiczne EN 10297-1 dla pięciu powszechnie stosowanych gatunków serii E. Wartości podano w procentach masowych.

Właściwości mechaniczne zmieniają się w zależności od grubości ścianki. Poniższe wartości przedstawiają minimalne wymagania podane dla bezszwowych rur serii E EN 10297-1. ReH to minimalna granica plastyczności, a Rm to minimalna wytrzymałość na rozciąganie. L i T odnoszą się do wydłużenia wzdłużnego i poprzecznego.

Dla grubszych przekrojów, minimalna granica plastyczności maleje zgodnie z zakresem grubości określonym w normie. Typowe wartości to: