Tubi in acciaio saldati SS400 e Q235B: spiegazione delle differenze

Cosa sono i tubi saldati SS400 e Q235B

SS400 e Q235B sono i due gradi strutturali in carbonio semplice più comuni utilizzati per tubi in acciaio saldati in Asia, ma appartengono a sistemi di standard diversi. SS400 è specificato in JIS G3101, acciai laminati per strutture generali, mentre Q235B è specificato in GB/T 700, acciai strutturali al carbonio. Entrambi sono acciai strutturali-laminati a caldo con una resistenza alla trazione minima di circa 400 MPa ed entrambi vengono forniti come bobina o piastra formata e saldata in tubi tondi, quadrati o rettangolari mediante saldatura a resistenza elettrica o saldatura ad alta frequenza.

Poiché i due gradi appaiono simili sul certificato di una fabbrica, gli acquirenti spesso li considerano intercambiabili. Ciò è accettabile per molti compiti strutturali, ma le differenze nel controllo chimico, nel limite di snervamento garantito e nella documentazione di consegna contano non appena un disegno o un piano di ispezione menziona uno dei due standard.

Composizione chimica a confronto

La differenza più evidente è il livello di controllo chimico. JIS G3101 limita solo il fosforo e lo zolfo per SS400 e lascia al produttore carbonio, silicio e manganese purché siano soddisfatte le proprietà meccaniche. GB/T 700 fornisce a Q235B una serie completa di limiti massimi.

Alcune tabelle pubblicate per Q235B elencano anche i limiti per cromo, nichel, rame, arsenico e azoto. Tali limiti residui non sono un requisito generale di GB/T 700, che limita gli elementi residui solo quando l'ordine o una norma di prodotto correlata lo richiedono. Per i tubi saldati gli elementi che determinano effettivamente la saldabilità e la resistenza sono il carbonio e il manganese, quindi questi sono i valori che vale la pena verificare rispetto al certificato dello stabilimento.

Proprietà meccaniche ed effetto spessore

Entrambi i gradi riducono il limite di snervamento garantito man mano che la sezione diventa più spessa, poiché le sezioni pesanti si raffreddano più lentamente e sviluppano una microstruttura più grossolana. GB/T 700 specifica un intervallo di trazione compreso tra 370 e 500 MPa per Q235B, con snervamento minimo che scende da 235 MPa fino a 16 mm, a 225 MPa da 16 a 40 mm, 215 MPa da 40 a 100 mm e 185 MPa da 150 a 200 mm. Nello stesso intervallo l'allungamento minimo scende dal 26% al 21%. JIS G3101 specifica un intervallo di trazione compreso tra 400 e 510 MPa per SS400, con snervamento minimo di 245 MPa fino a 16 mm, 235 MPa da 16 a 40 mm, 215 MPa da 40 a 100 mm e 205 MPa sopra 100 mm.

In pratica l'SS400 offre quindi una resa garantita leggermente superiore e una banda di trazione più elevata a parità di spessore della parete, il che è importante nei tubi strutturali a pareti leggere dove un minimo di 235 MPa sarebbe marginale.

Candidature e guida alla selezione

Il tubo saldato Q235B è la scelta standard per strutture edili, rack per tubi, distribuzione di acqua e gas, sistemi di riscaldamento e fabbricazione generale progettati secondo codici cinesi come GB/T 3091.

Il tubo saldato SS400 è ampiamente utilizzato per ponti, navi, veicoli, telai di macchinari e strutture di esportazione specificate nella pratica giapponese, dove viene citata direttamente la banda di trazione da 400 a 510 MPa.

Entrambi i gradi vengono utilizzati per sezioni cave quadrate e rettangolari, ma la resa maggiore dell'SS400 viene spesso scambiata con il costo inferiore e la più ampia disponibilità del Q235B.

La regola pratica di selezione è semplice. Se la documentazione del progetto è scritta su GB/T 700 e GB/T 3091, ordinare Q235B. Se è scritto secondo JIS G3101 o se il progetto dipende da una resa minima di 245 MPa in pareti sottili, ordinare SS400. Non mescolare i due gradi all'interno di un telaio saldato quando il progetto è stato calcolato sulla resa più elevata di SS400.

Note di saldatura e fabbricazione

Entrambi i gradi si saldano facilmente mediante saldatura a resistenza elettrica ad alta frequenza ed entrambi sono adatti anche per la saldatura ad arco metallico schermato, ad arco metallico a gas e ad arco sommerso di raccordi o strutture. I livelli di carbonio e manganese sono modesti, quindi il preriscaldamento normalmente non è necessario al di sotto di uno spessore della parete di circa 25 mm; sezioni più spesse o una temperatura ambiente bassa possono giustificare un modesto preriscaldamento per controllare la velocità di raffreddamento.

Due punti di fabbricazione meritano attenzione. Innanzitutto, il tubo saldato viene normalmente zincato a caldo-dopo la saldatura secondo GB/T 13912 e la qualità del rivestimento dipende dalla preparazione della superficie piuttosto che dal tipo di acciaio. In secondo luogo, quando il tubo viene piegato o espanso a freddo, l'SS400 e il Q235B si comportano in modo simile allo stesso livello di resistenza, ma la maggiore resistenza dell'SS400 produce un ritorno elastico leggermente maggiore, che deve essere tenuto in considerazione nell'attrezzatura.

Domande frequenti

D: Q235B è uguale a SS400?
Sono vicini ma non identici. Q235B ha una chimica completamente specificata e un intervallo di trazione da 370 a 500 MPa, mentre SS400 ha un intervallo da 400 a 510 MPa con un programma di rendimento diverso. Per i tubi saldati strutturali vengono spesso sostituiti, ma la sostituzione dovrebbe essere registrata quando nella specifica viene citata una norma.

D: Quale qualità ha il carico di snervamento più elevato?
Per pareti sottili, l'SS400 garantisce una resa minima di 245 MPa contro i 235 MPa del Q235B, quindi l'SS400 è leggermente superiore a parità di spessore. Sopra i 100 mm il divario si allarga, con SS400 a 205 MPa minimo e Q235B a 185 MPa da 150 a 200 mm.

D: SS400 e Q235B possono essere saldati tra loro?
SÌ. Entrambi sono acciai strutturali a basso tenore di carbonio con livelli di carbonio e manganese simili, quindi utilizzano gli stessi materiali di consumo e procedure di saldatura. Normalmente non è richiesto alcun preriscaldamento speciale al di sotto di circa 25 mm di spessore della parete.

D: Quale grado viene utilizzato per i tubi dell'acqua e del gas?
Vengono utilizzati entrambi. I progetti progettati secondo i codici cinesi normalmente specificano Q235B sotto GB/T 3091, mentre i progetti di esportazione verso la pratica giapponese normalmente specificano SS400. Nel servizio idrico il tubo è normalmente zincato o rivestito in entrambi i casi.

D: I due gradi differiscono nel prezzo e nella disponibilità?
Il Q235B è l'acciaio strutturale più prodotto in Cina, quindi è solitamente l'opzione più disponibile e a basso costo. L'SS400 viene prodotto anche in grandi volumi di esportazione, quindi la differenza di prezzo è normalmente piccola e determinata principalmente dalle dimensioni e dal rivestimento.

D: Quali documenti devono accompagnare il tubo?
Gli ordini di esportazione normalmente richiedono un certificato di ispezione EN 10204 tipo 3.1 che mostri il numero di calore, la chimica, i risultati di trazione e snervamento e il risultato della prova idrostatica. Il certificato dovrebbe menzionare lo standard ordinato, insieme al grado e alle dimensioni.