ASTM A500/A500M-23 圆形和形状的冷成型焊接和无缝碳钢结构管

Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes

标准号：ASTM A500/A500M-23

发布年份：2023年

总页数：6页

发布单位：美国材料与试验协会

当前最新：ASTM A500/A500M-23  

引用标准：ASTM A370； ASTM A700； ASTM A751； ASTM A941； MIL-STD-129； MIL-STD-163

1.1 本规范涵盖用于桥梁和建筑物的焊接、铆接或螺栓连接结构以及一般结构用途的冷成型焊接和无缝碳钢圆形、方形、矩形或特殊结构管形状。

1.2 该管以焊接和无缝两种尺寸生产，周长为 88 英寸 [2235 毫米] 或更小，指定壁厚为 1.000 英寸 [25.4 毫米] 或更小。D 级需要热处理。注 1 — 按照本规范制造的产品可能不适用于焊接结构中的动态载荷元件等应用，这些应用可能对低温缺口韧性性能（通常通过夏比冲击试验测量）很重要。其他 ASTM 标准确实有 CVN 要求，可能更适合这些应用。

1.3 以 SI 单位或英寸磅单位表示的数值应单独视为标准。在正文中，SI 单位显示在括号中。每种系统中所述的数值可能并不完全相等；因此，每种系统应独立使用。将两种系统中的数值混合使用可能会导致不符合标准。除非订单中指定了本规范的“M”标识，否则应使用英寸-磅单位。

1.4 本规范的文本包含提供解释材料的注释和脚注。此类注释和脚注（表格和图形中的注释和脚注除外）不包含任何强制性要求。

1.5 本国际标准是根据世界贸易组织技术性贸易壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确定的国际公认的标准化原则制定的。

ASTM A500/A500M-23 发布历史

ASTM A500/A500M-23由美国材料与试验协会 US-ASTM 发布于 2023-11-01。

ASTM A500/A500M-23在国际标准分类中归属于: 23.040.40 金属配件。

ASTM A500/A500M-23 圆形和形状的冷成型焊接和无缝碳钢结构管的最新版本是哪一版？

最新版本是 ASTM A500/A500M-23 。

ASTM A500/A500M-23 发布之时，引用了标准

• ASTM A370 钢铁产品机械试验的标准试验方法和定义

• ASTM A700 国内装运钢制品的包装、标记和装载方法的标准实施规范

• ASTM A751 钢铁产品化学分析的标准测试方法 实践和术语

• ASTM A941 关于钢 不锈钢 相关合金和铁合金的标准术语*， 2025-01-01 更新

* 在 ASTM A500/A500M-23 发布之后有更新，请注意新发布标准的变化。

ASTM A500/A500M-23的历代版本如下：

• 2023年 ASTM A500/A500M-23 圆形和形状的冷成型焊接和无缝碳钢结构管

• 2021年 ASTM A500/A500M-21a 圆形和异型冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2021年 ASTM A500/A500M-21 圆形和异型冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2020年 ASTM A500/A500M-20 圆形和形状中冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2018年 ASTM A500/A500M-18 圆形和形状中冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2013年 ASTM A500/A500M-13 圆形与异型冷成型焊接与无缝碳素钢结构管的标准规格

• 2010年 ASTM A500/A500M-10a 圆形与异型冷成型焊接与无缝碳素钢结构管标准规格

• 2010年 ASTM A500/A500M-10 圆形与异型冷成型焊接与无缝碳素钢结构管标准规范

• 2009年 ASTM A500/A500M-09 圆形和异型冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2007年 ASTM A500/A500M-07 圆形和异型冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 2003年 ASTM A500-03a 圆形和其他形状的冷成型焊接和无缝碳钢结构管件标准规范

• 2003年 ASTM A500-03 圆形和其他形状冷成型焊接和无缝碳钢结构管件标准规范

• 2001年 ASTM A500-01a 圆形与异型冷成型焊接与无缝碳素钢结构管标准规范

• 2001年 ASTM A500-01 圆形与异型冷成型焊接与无缝碳素钢结构管标准规范

• 2001年 ASTM A500-99 圆形和形状中冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

• 1978年 ASTM A500-78 圆形和形状中冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范

在现代工业中，钢管是众多基础设施和系统的重要组成部分。无论是在石油和天然气运输中，还是在高温高压应用中，ASTM A691 钢管都以其出色的性能和可靠的质量脱颖而出，成为各个行业的首选。但究竟是什么让 ASTM A691 钢管成为众多标准中的首选材料？在本文中，我们将深入研究 ASTM A691 钢管的制造工艺、材料特性和主要行业应用，全面了解这些管道为何在苛刻的环境中表现出色！

ASTM A500 标准概述

ASTM A500 是冷成型焊接和无缝碳钢结构管的标准规范，主要用于建筑和一般结构应用。根据此标准，ASTM A500 钢管广泛用于建筑框架、桥梁建设和其他需要高强度和稳定性的结构项目。

主要功能
材料类型：碳钢，冷成型。
成型方法：包括焊接和无缝两种选择。
等级分类：标准规定了四个等级——A、B、C 和 D——每个等级具有不同的化学成分、机械性能和预期用途。
A级：强度较低，适用于一般轻结构用途。
B 级：中等强度，各种结构应用中最常用的等级。
C 级：强度较高，用于重型结构应用。
D级：主要用于圆管，具有更高的屈服强度。

机械性能
抗拉强度：根据等级不同，抗拉强度通常在 45,000 psi 至 70,000 psi（310 MPa 至 485 MPa）范围内。
屈服强度：最小屈服强度范围从 33,000 psi（A 级）到 50,000 psi（C/D 级）。
伸长率：高伸长率确保良好的延展性和抗疲劳性。

应用
建筑结构：如钢框架、柱子和梁。
桥梁建设：用于承重结构部件。
工业用途：机械支架、设备框架等。

与其他钢管的差异与相似之处
应用上的差异和相似之处
ASTM A500 是一种结构钢管标准，设计用于建筑框架、机械支架、桥梁和其他承重结构。其重点是高强度和结构稳定性，适合需要精确尺寸和高负载能力的应用。
另一方面，ASTM A53 是一种运输管道标准，用于输送水、气体、蒸汽和其他流体，特别是在常温下运行的系统中。
ASTM A106 专为高温高压流体运输而设计，非常适合用于工业条件苛刻的炼油厂、发电厂和化学加工厂。

制造工艺的差异
ASTM A500 管道通常采用冷成型工艺制造，可以是焊接管道，也可以是无缝管道。冷成型工艺可提高其屈服强度和抗拉强度，同时确保结构应用的严格尺寸公差。
ASTM A53 管道既可以采用焊接方式生产，也可以采用无缝管方式生产，通常采用热成型工艺。与冷成型相比，热成型的强度略低，但更注重耐腐蚀性，可满足流体输送的需求。
ASTM A106 管道为无缝管道，确保高温高压条件下的结构完整性。无缝制造工艺增强了管道的耐压性和耐热性，使其成为工业用途的关键。

性能特点
在强度方面，ASTM A500 的屈服强度和抗拉强度高于 ASTM A53 和 ASTM A106，因此适合要求严格的结构应用。不过，ASTM A53 和 A106 针对流体输送的耐用性和稳定性进行了优化，而非针对强度。
在耐温性方面，ASTM A106 脱颖而出，因为它专为高温高压环境而设计。ASTM A53 更适合常温下的流体输送，而 ASTM A500 主要用于标准条件下的结构支撑。

ASTM A500 钢管规格和尺寸

ASTM A500 是冷成型碳钢管的标准，广泛用于建筑框架、桥梁和机械支撑等结构应用。这些管道的规格和尺寸由形状、壁厚和公差等因素决定。以下是关键细节：

1. 管道形状
ASTM A500 涵盖多种管道形状，包括：
圆管
方管
矩形管

这些形状为工程师和设计师提供了灵活性，以满足各种结构设计的要求。

2. 尺寸范围
圆管
外径：从 6.35 毫米（0.25 英寸）到 660 毫米（26 英寸）。
壁厚：1.27 毫米（0.05 英寸）至 16 毫米（0.625 英寸）或更厚。

方形和矩形管道
正方形的边长：10 毫米（0.375 英寸）至 400 毫米（16 英寸）。
矩形的高度和宽度：从 10 毫米 × 20 毫米（0.375 英寸 × 0.75 英寸）到 300 毫米 × 500 毫米（12 英寸 × 20 英寸）。
壁厚：从 1 毫米（0.035 英寸）到 16 毫米（0.625 英寸）。

3. 牌号与壁厚
ASTM A500 钢管根据壁厚和强度分为不同的等级：
A 级：强度等级较低，用于较轻的结构应用。
B 级：中等强度，一般结构应用中最常用的等级。
C 级和 D 级：强度水平较高，适用于重型结构和工业应用。

4. 公差
ASTM A500 具有严格的尺寸公差要求，以确保结构应用的可靠性：
外径公差：±1%或更高精度。
壁厚公差：±10%。
长度公差：通常在±6 毫米（0.25 英寸）以内。

5. 长度类型
随机长度：通常范围从 6 米到 12 米（20 英尺到 40 英尺）。
定制长度：可根据客户要求提供。

ASTM A500钢管性能特点

ASTM A500 是冷弯碳钢管的标准，广泛应用于建筑框架、桥梁和机械支撑等结构应用。其性能特征是使其适合各种工程需求的关键因素。以下是 ASTM A500 钢管的主要性能特点：

1. 强度高、耐用
ASTM A500 钢管，尤其是 B、C 和 D 级钢管，具有高强度和耐久性。这些管道非常适合结构应用，材料需要承受重载和高应力条件。
B 级：屈服强度通常为 46,000 psi (315 MPa)，抗拉强度为 58,000–80,000 psi (400–550 MPa)。
C 级：强度更高，适合更苛刻的结构任务。

2. 焊接性极佳：ASTM A500 钢管以其优异的焊接性而闻名，尤其是采用冷成型工艺制造时。管道可以轻松焊接到其他材料上，而不会失去结构完整性，这对于建筑和机械应用至关重要。

3. 耐腐蚀性好：虽然 ASTM A500 钢管本身并不像镀锌钢或其他涂层那样耐腐蚀，但它们对一般环境条件具有良好的抵抗力。为了提高在更恶劣的环境（例如沿海或工业区）中的耐用性，可以采用镀锌或涂漆等额外的涂层处理。

4.抗冲击性：由于强度较高和均匀性好，ASTM A500 管道具有良好的抗冲击性，适合用于管道可能受到物理应力或潜在机械冲击的区域。

ASTM A500钢管的行业应用

1. 建造业
在建筑行业，ASTM A500 钢管用于承重结构和框架。其高强度和耐用性使其成为建筑物、桥梁、工厂和其他大型建筑项目的理想选择。具体应用包括：
钢结构框架：建筑支撑结构的基本组成部分。
桥梁支撑：用于桥梁建设，承受重载。
楼梯和栏杆：用于建筑物的结构支撑和安全功能。
柱子和支撑框架：增强各种建筑结构的稳定性。

2. 石油和天然气工业：ASTM A500 钢管用于石油和天然气开采和运输，特别是用于结构支撑系统和框架。它们的抗压强度和抗冲击性对于石油钻井平台、管道和石油设施建设的应用至关重要。

3. 机械制造和重工业
在机械制造和重工业中，ASTM A500钢管广泛用于承重结构和支撑系统。应用包括：
机械框架和支架：用于生产线和重型机械。
传送系统支撑：用于支撑传送带和管道系统。
工业设备配套：如电力设备、炼钢机械、矿山机械等。

4.交通运输业
ASTM A500 钢管还用于运输行业，制造各种运输车辆的车架、底盘和结构部件。它们的强度和耐用性使它们对于铁路、汽车、船舶和飞机的建造至关重要。
铁路结构：用于铁路轨道支撑、信号塔。
汽车和卡车车架：用于车辆框架和机械支撑部件。
船舶结构框架：用于船舶的支撑结构和底盘。

5. 市政基础设施
ASTM A500 钢管广泛应用于市政基础设施，特别是城市项目的支撑和承重结构。具体应用包括：
街道照明和电线杆：用于支撑城市路灯和输电塔。
交通标志支撑：用于支撑道路标志和交通信号系统。
水管及管道支架：用于支撑城市给水、排水系统。

6. 农业和灌溉系统
在农业行业中，ASTM A500 钢管常用于灌溉系统、温室结构和农业机械支架。其强度和耐用性可确保农业环境的长期稳定性和安全性。

如何选择合适的 ASTM A500 钢管

选择合适的 ASTM A500 钢管需要仔细考虑管道形状、等级、尺寸、公差和表面处理等因素，具体取决于具体应用。以下指南可帮助您为项目选择最合适的 ASTM A500 钢管：

1. 根据用途选择管道形状
ASTM A500 钢管主要有三种形状：圆形、方形和矩形。每种形状适用于不同的场景：
圆管：适用于需要多向抗压的应用，例如结构框架和管道支架。
方管：适用于建筑框架、栏杆、楼梯等对称支撑结构。
矩形管：专为需要在特定方向具有强度的应用而设计，例如机械支撑和工业设备框架。

2. 根据使用要求选择牌号
ASTM A500 钢管分为 A、B、C 和 D 级，每种级具有不同的强度等级和用途：
A 级：强度最低，适用于轻型结构应用。
B 级：最常用的等级，具有中等强度，满足一般结构需求。
C级：强度较高，适用于重载结构应用。
D 级：强度最高，适用于工业和重型结构。
根据项目的负载要求选择合适的等级，以确保安全性和成本效益。

3. 确定尺寸和公差
管道的外径、壁厚和长度直接影响其承载能力和特定应用的适用性：
外径和壁厚：根据所需的结构强度和重量选择尺寸。壁厚越厚，越适合高压力环境。
长度要求：选择标准长度或自定义长度以简化安装。
公差：对于高精度应用（例如机械连接或结构配件），请选择公差范围更严格的管道。

4.考虑表面处理需求
根据使用环境条件选择表面处理方案：
未处理的管道：适用于室内或干燥环境。
镀锌管道或涂层管道：增强户外或高湿度环境的耐腐蚀性能。
涂漆或喷涂管道：定制涂层的颜色和厚度以满足特定项目要求。

5.评估制造要求
选择管道时，请考虑项目的焊接、切割和弯曲需求：
ASTM A500 钢管具有高度可焊性，因此在施工过程中易于连接。
如果项目涉及复杂形状或大弯曲，请确保所选管道具有良好的可加工性。

6.确保符合标准和项目规范
选择ASTM A500钢管时，确保其符合相关行业标准和项目要求：
验证制造商的质量证书和技术规格，以确保符合 ASTM A500 标准。
咨询工程师或设计师，选择符合特定设计需求的管道。

7.考虑成本和供应商的可靠性
最后，平衡成本考虑和供应商的可靠性：
成本控制：选择最符合项目要求、最具成本效益的管道。
供应商资质：选择具有提供优质产品、及时交货和优质售后支持的良好记录的知名供应商。

ASTM A500 钢管的市场趋势和未来展望

随着建筑、基础设施建设和工业制造的进步，对 ASTM A500 钢管的需求正在稳步增长。随着全球对可持续发展和高效资源利用的关注，以卓越性能和广泛应用而闻名的 ASTM A500 钢管在未来市场中拥有巨大潜力。

1. 市场趋势
（一）需求平稳增长
建筑业的推动：城镇化和基础设施升级推动了对结构材料的需求。ASTM A500 钢管具有高强度和轻质的特性，是此类项目的理想选择。
工业自动化和设备制造：机械支架、设备框架和其他工业应用对高性能结构材料的需求增加，使 ASTM A500 钢管受益。
能源领域的应用：清洁能源和传统能源项目都需要耐用、高强度的钢管，这为 ASTM A500 钢管开辟了新的机遇。

（2）轻量化解决方案趋势：随着对轻量化结构的日益重视，ASTM A500 钢管因其高强度重量比而越来越受欢迎。与传统热轧钢管相比，冷成型 ASTM A500 管具有同等强度但重量更轻的特点，从而降低了运输和安装成本。
（3）环保及永续因素：ASTM A500 钢管的制造工艺材料利用率较高，符合永续目标，加上耐用性及可回收性，成为环保建筑及绿色项目的首选。
（4）区域市场差异
新兴经济体：东南亚、非洲等地区由于基础设施建设和工业化进程加快，需求正在快速增长。
发达国家：发达国家的需求集中在高性能和精密钢管，广泛应用于高端建筑项目。

2. 挑战
原材料价格波动：钢铁原材料价格的波动会影响生产成本和市场定价。
技术壁垒：生产高质量的ASTM A500钢管需要先进的技术和设备，这对新进入者来说是一个挑战。
竞争压力：其他钢管标准，如ASTM A53、A106等竞争激烈，需要战略性地推广ASTM A500管。

3. 未来展望
（1）技术进步和产品优化：随着制造技术的进步，ASTM A500钢管的性能有望提高。冷成型工艺的创新可能导致生产强度更高、壁厚更薄的管道，以满足专业行业的需求。
(2) 智能制造及客制化：业界预期将采用智能制造技术，利用大数据及物联网提升生产效率及降低成本。此外，随着客户需求日趋多样化，提供客制化规格及解决方案将成为竞争关键。
（3）绿色转型和低碳生产：全球对低碳生产和环保材料的日益重视将推动 ASTM A500 管道制造商采用更绿色的能源并优化生产流程以减少碳排放，符合可持续发展目标。
（4）拓展新兴领域：ASTM A500钢管有望在电动汽车车架、清洁能源设施、模块化建筑项目等新兴领域得到更广泛的应用。

ASTM A500 钢管在建筑、工业制造和能源开发等各个市场都具有巨大潜力。凭借出色的性能和多功能性，这些管道有望推动各个行业的创新和增长。随着技术进步和绿色转型的持续，ASTM A500 钢管将为更广泛的应用提供高效可靠的解决方案。

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