Acciaio ASTM A36 vs ASME SA-36: Equivalente, proprietà

In termini pratici, ASTM A36 e ASME SA-36 si riferiscono allo stesso tipo di acciaio strutturale al carbonio di base, i cui limiti chimici e requisiti meccanici sono di fatto identici. Tuttavia, SA-36 ha l'approvazione dell'ASME e viene utilizzato quando il materiale deve soddisfare il percorso Boiler & Pressure Vessel / code-fabrication e i suoi registri di acquisto (MTR) devono mostrare la designazione ASME/ASTM applicabile; per il lavoro strutturale ordinario, ASTM A36 rimane la specifica comune.

Cosa sono le norme ASTM A36 e ASME SA-36?

• ASTM A36 / A36M è lo standard internazionale ASTM intitolato Specifiche standard per acciaio strutturale al carbonio. Controlla la composizione chimica, i requisiti di trazione/snervamento, l'allungamento e il regime di prova per le forme strutturali, le lamiere e le barre laminate a caldo utilizzate in ponti, edifici e opere strutturali in generale.

• ASME SA-36 / SA-36M è la versione pubblicata dall'ASME di tale specifica, inserita nel catalogo dei materiali ASME in modo che la designazione SA-36 possa essere referenziata dall'ASME Boiler & Pressure Vessel Code e da altri codici ASME. Molti utenti e stabilimenti trattano la SA-36 come identica al testo ASTM A36 nella relativa edizione.

Regola pratica: quando un codice o un contratto richiede "SA-36", il materiale di fornitura deve avere la designazione ASME o un MTR che certifichi esplicitamente la conformità alla revisione ASME/ASTM citata dall'acquirente; quando il contratto richiede "A36", è accettabile la conformità allo standard ASTM A36.

Perché esistono i due nomi e perché è importante

Le comunità tecniche pubblicano gli standard sotto diversi ombrelli organizzativi. L'ASTM pubblica le specifiche dei materiali principalmente per il commercio e la pratica ingegneristica, mentre l'ASME riconfeziona le specifiche dei materiali importanti con la designazione "SA-", in modo che possano essere esplicitamente citate all'interno dei codici ASME. La chimica dell'acciaio e i limiti meccanici in genere corrispondono, ma il requisito contrattuale per la SA-36 implica che l'acquirente ha bisogno della tracciabilità e dell'accettazione del codice ASMEche influisce sull'ispezione, sulla documentazione e talvolta sui test di accettazione dello stabilimento.

Composizione chimica

Di seguito è riportata una tabella comparativa compatta e orientata all'ingegnere che mostra i limiti chimici comunemente citati per A36/SA-36 (i valori sono massimi dove indicato). Si tratta di valori indicativi; verificare sempre l'edizione della norma citata nell'ordine di acquisto perché i limiti dipendono dall'edizione.

Note:

• I massimi esatti dipendono dall'edizione standard e da eventuali requisiti supplementari dell'acquirente. Il testo ASTM definisce i percorsi di analisi termica e di analisi del prodotto e consente una certa variabilità legata allo spessore e alla forma del prodotto.

Proprietà meccaniche

Gli A36/SA-36 sono comunemente descritti da un resistenza minima allo snervamento di 36 ksi (≈ 250 MPa) e un resistenza alla trazione ultima di circa 58-80 ksi (≈ 400-550 MPa) a seconda dello spessore del prodotto e del metodo di prova. I requisiti di allungamento sono tipicamente ≥20% (su lunghezze di calibro standard) per piastre e forme.

Nota tecnica: I codici di progettazione spesso adottano lo snervamento minimo per le sollecitazioni ammissibili/le verifiche della sezione. Quando il rischio di fatica, frattura o frattura fragile è critico (servizio a freddo, sezioni spesse), scegliere un grado con dati validati sul nodo V di Charpy e sulla tenacità alla frattura - l'A36 non garantisce tale tenacità a basse temperature, a meno che non siano specificati requisiti supplementari.

(Citazioni: intervalli di proprietà consolidati da sommari standard e manuali dei materiali).

Forme, spessori e tolleranze

L'A36/SA-36 è disponibile in lamiere laminate, forme strutturali (travi a I, canali), barre e lamiere larghe. Gli spessori delle lamiere più comuni variano da una gamma di lamiere sottili fino a diversi pollici (le gamme di laminazione tipiche vanno da 3/16" a 12-1/2" nelle scorte comuni), ma la disponibilità dipende dalla capacità della laminazione e dalle scorte di mercato. Le tolleranze seguono le pratiche generali dei prodotti laminati o le tabelle specifiche dello standard di riferimento.

Principali differenze tecniche

Sebbene i valori chimici e meccanici siano essenzialmente gli stessi, i valori di differenze pratiche appaiono in:

1. Approvazione del codice e uso consentito - SA-36 è la designazione ASME riconosciuta per le applicazioni a codice (recipienti a pressione, caldaie) in cui il Codice ASME richiede materiali con elenco SA. In molte tabelle del Codice ASME il SA-36 è elencato come "identico all'ASTM A36/A36M-YY" (edizione specifica).

2. Rapporti di prova del mulino (MTR) - Per gli ordini SA-36, l'MTR potrebbe dover indicare la designazione ASME e l'edizione specifica del codice. Per le forniture A36, l'MTR è in contrasto con il testo ASTM. Se il progetto richiede una documentazione ASME, il solo certificato di fresatura A36 potrebbe non soddisfare l'ispettore.

3. Requisiti supplementari dell'acquirente - I lavori secondo il codice ASME possono richiedere controlli aggiuntivi del trattamento termico, test o prove Charpy. Se tali requisiti sono necessari, devono essere indicati nell'ordine di acquisto. L'ASTM A36 consente requisiti supplementari specificati dall'acquirente; i progetti con codice ASME spesso stabiliscono tali requisiti nel codice o nel contratto.

Regola empirica: SA-36 = contenuto di ASTM A36 + registrazione/approvazione ASME e documentazione di supporto alla fabbricazione del codice.

Saldatura, fabbricazione e trattamento termico

• Saldabilità: L'A36/SA-36 è un acciaio dolce a basso tenore di carbonio con una buona saldabilità con processi standard (SMAW, GMAW, FCAW). Utilizzare materiali di consumo a basso contenuto di idrogeno quando il vincolo o lo spessore invita al rischio di cricche da idrogeno. Il preriscaldo è raramente necessario per le lamiere sottili, ma è opportuno considerare il preriscaldo e il trattamento termico post-saldatura per giunti altamente vincolati o sezioni pesanti.

• Taglio e formatura: Pratica standard per i laminati a caldo: la piegatura è semplice con raggi di curvatura ragionevoli; evitare la formatura a freddo sugli spessori più elevati senza ricottura.

• Trattamento termico: Questi acciai sono normalmente forniti allo stato grezzo; l'A36 non è tipicamente sottoposto a trattamento termico di resistenza (non è richiesto lo spegnimento e la tempra). Quando è richiesta una durezza o una resistenza più elevata, è necessario specificare un grado diverso.

• Qualificazione della procedura di saldatura: Per i lavori previsti dal codice (quando è specificato SA-36), assicurarsi che le procedure di saldatura (WPS) siano qualificate in base alla sezione del codice ASME applicabile e che gli ispettori di saldatura accettino gli MTR che riportano la designazione SA-36, ove richiesto.

(Fonti tecniche e pratiche standard riassunte dai manuali dei materiali e dalle specifiche ASTM/ASME).

Garanzia di qualità, ispezione e formulazione di MTR

Quando si acquista materiale per un lavoro a norma, la formulazione dell'appalto determina la conformità. Esempi di tagliandi:

• Per l'utilizzo del codice ASME (recipiente a pressione): "Il materiale deve essere ASME SA-36/SA-36M, trattato termicamente/normalizzato se necessario, con tracciabilità MTR completa secondo ASME BPVC Sezione II, Parte A, e rapporti di prova timbrati per l'edizione del codice ASME YYYY".

• Per uso strutturale generale: "Il materiale deve essere ASTM A36/A36M; fornire MTR che mostri il numero di calore, l'analisi chimica e i risultati delle prove meccaniche secondo ASTM A36/A36M-YYYY".

Lista di controllo delle ispezioni (minimo):

• Rapporto di prova del mulino con indicazione della norma e della revisione (A36 o SA-36 e anno).

• Tracciabilità del numero di calore sul prodotto.

• Analisi chimica e risultati delle prove di trazione/snervamento.

• Ispezione visiva e dimensionale secondo i disegni di acquisto.

• Eventuali prove Charpy o di tenacità aggiuntive se richieste dal contratto.

Equivalenti e confronti internazionali

L'A36/SA-36 è uno standard comune negli Stati Uniti; gradi comparabili in altre norme includono:

Attenzione: le curve di snervamento/trazione e i limiti chimici garantiti variano da uno standard all'altro; per i progetti critici convertire le resistenze e verificare le proprietà garantite e i regimi di prova prima della sostituzione.

Lista di controllo per l'approvvigionamento e linguaggio di esempio per l'OP

Decidere prima di emettere l'OP:

• Avete bisogno dell'accettazione del codice ASME? In caso affermativo, specificare SA-36 e l'edizione ASME.

• Sono richiesti valori di tenacità a bassa temperatura o di Charpy? Se sì, aggiungere queste prove come requisiti supplementari.

• Ci sono criteri dimensionali o di finitura della superficie di fresatura? Indicarli.

• La qualificazione della procedura di saldatura è necessaria per una specifica sezione del Codice? Indicare i tipi di giunti e i requisiti PQR.

Esempio di clausola PO per un lavoro con codice ASME:
"Fornire materiale SA-36/SA-36M secondo ASME BPVC Sezione II, Parte A (edizione YYYY). Fornire MTR che facciano riferimento alla SA-36 e che includano l'analisi chimica, i rapporti delle prove di trazione e di snervamento, i numeri di calore, il timbro della cartiera e la dichiarazione di conformità del produttore".

Prezzo, disponibilità e prassi di mercato

• Disponibilità: L'A36/SA-36 è uno degli acciai al carbonio più ampiamente disponibili a magazzino; i tempi di consegna sono solitamente brevi per le lamiere e le forme comuni, più lunghi per le dimensioni insolite o per i trattamenti termici certificati.

• Driver di prezzo: spessore, dimensioni della lamiera, prezzo di mercato del rottame per l'acciaio al carbonio, test speciali (Charpy) e documentazione aggiuntiva per la certificazione ASME. Gli ordini SA-36 possono comportare un piccolo sovrapprezzo per la documentazione aggiuntiva e le eventuali procedure di certificazione della cartiera.

Tabelle che gli ingegneri utilizzano

Tabella A - Confronto meccanico rapido (tipico)

Tabella B - Quando scegliere la designazione

Domande frequenti

1. L'ASTM A36 e l'ASME SA-36 sono intercambiabili?
Risposta breve: Per quanto riguarda la chimica dei materiali e le proprietà meccaniche, sono praticamente identici; tuttavia, non vanno scambiati se il contratto o il codice richiedono esplicitamente la designazione SA-36 e la tracciabilità ASME.

2. Posso usare la lamiera A36 per costruire un recipiente a pressione?
Se il codice dei recipienti in pressione o il contratto richiede SA-36 o altri materiali elencati dall'ASME, non accettate semplici certificati A36. La dicitura SA-36 nell'MTR e l'edizione ASME di riferimento sono in genere richieste per l'accettazione del codice.

3. Qual è il rendimento minimo e perché 36 ksi?
L'A36/SA-36 è specificato con uno snervamento minimo di 36 ksi (≈250 MPa). Il "36" nel nome riflette il numero di snervamento in ksi; i codici di progettazione utilizzano questa cifra per le verifiche di resistenza.

4. L'A36 deve essere preriscaldato per la saldatura?
Di solito non per lamiere sottili; per giunti spessi e vincolati o per ambienti freddi, il preriscaldamento/post-riscaldamento deve essere stabilito da un giudizio ingegneristico. Per i lavori previsti dal codice, attenersi alle norme WPS e al codice ASME.

5. Sono richiesti i test Charpy?
Non di default. Se l'acquirente ha bisogno di tenacità all'impatto (ad esempio, servizio a freddo), aggiungere il test Charpy V-notch come requisito supplementare nel PO.

6. L'SA-36 è più resistente dell'A36?
No, i limiti di resistenza sono essenzialmente gli stessi; la differenza sta nella designazione del codice e nella documentazione richiesta.

7. Cosa deve comparire su un MTR accettabile?
Numero di calore, analisi chimica, risultati di trazione e snervamento, norma e revisione (A36 o SA-36 e anno), timbro della cartiera e firma del rappresentante autorizzato della cartiera. Per i lavori ASME, l'MTR deve fare riferimento all'edizione del codice ASME quando è richiesta la SA-36.

8. Gradi equivalenti in Europa o in Cina?
Gli equivalenti più comuni sono l'EN S235JR e il cinese Q235B, ma prima di sostituirli occorre sempre verificare le proprietà meccaniche e chimiche garantite.

9. Quali sono i fornitori che di solito tengono in magazzino l'A36/SA-36?
La maggior parte delle acciaierie e dei centri di servizio ha in magazzino lamiere e forme A36/SA-36; la disponibilità varia a seconda della regione geografica e dello spessore della lamiera. Si prevede un'ampia disponibilità nei principali mercati industriali.

10. Ci sono insidie per i team di approvvigionamento?
Sì. Non specificando l'edizione standard richiesta, trascurando di richiedere la SA-36 quando il codice la richiede e non elencando prove supplementari (resistenza) quando necessario. Un linguaggio chiaro dell'OP risolve la maggior parte dei problemi.

Guida pratica alla selezione

• Se il lavoro è codice governato (ASME BPVC, Sezione I/II, VIII, ecc.), specificare SA-36 e l'edizione ASME.

• Se il lavoro è strutturale non codificata, A36 è in genere sufficiente e più comune nelle RFQ.

• Per a bassa temperatura e ad alto rischio di frattura servizio, richiedere prove di tenacità supplementari e prendere in considerazione un grado diverso progettato per la resistenza alla frattura.

• Richiedete sempre gli MTR e confermate la capacità della cartiera di fornire la designazione corretta e l'anno di revisione citato.

Osservazione tecnica conclusiva

L'ASTM A36/ASME SA-36 è l'acciaio strutturale a basso tenore di carbonio di riferimento per molti settori industriali. La metallurgia è semplice, le proprietà di fabbricazione sono amichevoli e la disponibilità globale è elevata. La decisione ingegneristica principale non è la chimica o la resistenza, ma se il progetto richiede la tracciabilità ASME e la documentazione a livello di codice. Se la rintracciabilità del codice è obbligatoria, richiedere la SA-36 e indicare esplicitamente l'edizione ASME e le aspettative MTR.

Riferimenti autorevoli

• ASTM A36/A36M - Specifiche standard per acciaio strutturale al carbonio (ASTM International)
• ASME - Codici e norme (compresi gli elenchi dei materiali e i riferimenti a BPVC)
• Brochure ASME - Boiler & Pressure Vessel Code (contesto per le designazioni dei materiali)
• ASTM A36 Acciaio al carbonio dolce/basso - panoramica dei materiali e proprietà tipiche (AZoM)