ASTM A53 أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة
ملخص
أستم A53هي المواصفات القياسية لأنابيب فولاذية مجلفنة سوداء وملحومة وغير ملحومة-بالغمس الساخنفي NPS 1/8 إلى NPS 26نسخة سلسة (النوع S)يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الميكانيكية وتطبيقات الضغط، وكذلك للاستخدامات العادية في خطوط البخار والمياه والغاز والهواء.
درجات المواد
| درجة | يكتب | عملية | التطبيق الأساسي |
|---|---|---|---|
| الصف أ | اكتب س | سلس | أعمال ميكانيكية خفيفة-وسباكة ذات ضغط منخفض-. |
| الصف ب | اكتب س | سلس | الأكثر شيوعًا- أنابيب الضغط، هيكلية، ذات قوة أعلى |
| الصف واو | اكتب ه/و | ملحومة فقط | تكلفة ميكانيكية منخفضة-، بدون إجراء اختبار هيدروستاتيكي |
ملحوظة: الدرجة B غير الملحومة هي الأكثر شيوعًا لتطبيقات الضغط.
الخواص الميكانيكية
| ملكية | الصف أ | الصف ب | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| قوة الشد، دقيقة | 48000 رطل لكل بوصة مربعة (330 ميجا باسكال) | 60.000 رطل لكل بوصة مربعة (415 ميجا باسكال) | قيمة دنيا واحدة |
| قوة الخضوع، دقيقة | 30000 رطل لكل بوصة مربعة (205 ميجا باسكال) | 35000 رطل لكل بوصة مربعة (240 ميجا باسكال) | تم قياسه عند استطالة 0.5% تحت الحمل |
| استطالة، دقيقة | يختلف حسب سمك الجدار | يختلف حسب سمك الجدار | لكل جدول ASTM A53 X4.1 |
متطلبات الاستطالة (مثال للصف ب):
لسمك الجدار أكبر من أو يساوي 0.120": 22% في 2"
لسمك الجدار <0.120": يتم حسابه بالصيغة
التركيب الكيميائي (الحد الأقصى٪)
| عنصر | الصف أ | الصف ب |
|---|---|---|
| الكربون | 0.25 | 0.30 |
| المنغنيز | 0.95 | 1.20 |
| الفوسفور | 0.05 | 0.05 |
| الكبريت | 0.045 | 0.045 |
| النحاس (الحد الأدنى عند التحديد) | 0.18 | 0.18 |
| النحاس (الحد الأقصى) | 0.40 | 0.40 |
ملاحظة: يتم تصنيع الأنابيب غير الملحومة من الدرجة A وB من الفولاذ الذي يتم إنتاجه عن طريق عمليات الموقد -المفتوح، أو الأكسجين الأساسي، أو -الكهربائية.
عملية التصنيع للأنابيب غير الملحومة
طرق الإنتاج:
الثقب الدوار (عملية مانسمان):
يتم تسخين البليت المستدير الصلب إلى درجة حرارة 2200-2400 درجة فهرنهايت
يتم تدويرها بين لفات بزاوية لإنشاء غلاف مجوف
الطريقة الأكثر شيوعًا لـ ASTM A53 غير الملحومة
عملية البثق:
الخام الساخن القسري من خلال القالب
أفضل للتطبيقات المتخصصة
معالجة إضافية:
الانتهاء من الساخنة:لا مزيد من المعالجة الحرارية
مسحوب على البارد:للحصول على أبعاد دقيقة ولمسة نهائية ناعمة
تطبيع:اختياري للخصائص المحسنة
نطاق الحجم للسلاسة:
حجم الأنبوب الاسمي:1/8 بوصة إلى 26 بوصة (الأكبر عادةً 24 بوصة)
القطر الخارجي:0.405 إلى 26 بوصة+
سمك الجدار:الجداول 10، 40، 80، 120، 160، XXS
طول:عشوائي (16-22 قدمًا) أو عشوائي مزدوج (35-45 قدمًا)
متطلبات الاختبار
| امتحان | متطلبات الأنابيب غير الملحومة | تكرار |
|---|---|---|
| اختبار الهيدروستاتيكي | مطلوب(ما لم يتم استخدام بديل NDT) الضغط=P=2StDP=D2St (الحد الأدنى 100 رطل لكل بوصة مربعة) S=60% من قوة الخضوع |
كل طول الأنبوب |
| اختبار غير مدمر | تيار إيدي أو بالموجات فوق الصوتية أو أي طريقة أخرى معتمدة | بديل للاختبار الهيدروستاتيكي |
| اختبار الشد | واحد لكل حرارة من الفولاذ، لكل سمك الجدار | إلزامي |
| اختبار التسطيح | للأنابيب غير الملحومة أقل من أو تساوي 8⅝" OD | اختبارين لكل الكثير |
| اختبار الانحناء | للمواد أقل من أو تساوي 0.75 بوصة من الجدار، أقل من أو تساوي 8⅝ بوصة OD | بديل لاختبار التسطيح |
| اختبار الصلابة | اختياري، حسب الاتفاق | كما هو محدد |
| التفتيش البصري | العيوب السطحية والاستقامة | 100% |
صيغة الاختبار الهيدروستاتيكي:
S=إجهاد الألياف المسموح به (60% من الحد الأدنى لقوة الخضوع المحددة)
ر=سمك الجدار (بوصة)
D=القطر الخارجي (بوصة)
التفاوتات (حسب ASTM A53)
| البعد | تسامح |
|---|---|
| القطر الخارجي | د أقل من أو يساوي 1.625": ±0.5% د > 1.625": ±1.0% |
| سمك الجدار | +12.5%، -10% من القيمة الاسمية |
| طول | أطوال القطع: +¼"، -0" |
| الوزن لكل قدم | ±10% من الوزن المحسوب |
| استقامة | 0.05% من أقصى انحراف للطول |
ظروف السطح والتشطيبات
| حالة | وصف | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| أسود (عاري) | كما-مدحرجة بمقياس الطحن | الخدمة العامة، ليتم رسمها |
| ساخن-مجلفن مغمس | الزنك-مغلف بعد التصنيع | الحماية من التآكل، في الهواء الطلق |
| مرسومة على البارد | لمسة نهائية ناعمة ولامعة مع تفاوتات صارمة | تطبيقات الدقة |
| مخلل ومزيت | لمسة نهائية نظيفة ومشرقة | اللوحة الفورية والجمالية |
| نهاية مشطوفة | أعدت للحام | تطبيقات لحام خطوط الأنابيب |
التطبيقات المشتركة
الصناعية والتجارية:
أنظمة السباكة:إمدادات المياه والصرف الصحي
الحماية من الحرائق:خطوط الرش
أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء:خطوط التدفئة والتهوية
الأنظمة الميكانيكية:الهواء المضغوط، خطوط التشحيم
التطبيقات الهيكلية:الدرابزين والدعامات (على الرغم من تفضيل A500)
النفط والغاز:
-خطوط تجميع الضغط المنخفض
خدمات المرافق:الماء والبخار والهواء الصك
الأنابيب الهيكلية:يدعم، الممرات
بناء:
السقالات(على الرغم من أن A53 أقل شيوعًا من A500 لهذا)
الأساس تتراكم(A252 هو الأنسب)
المعمارية:ميزات الأنابيب المكشوفة
مقارنة مع API 5L
| المعلمة | ASTM A53 درجة B سلس | API 5L درجة B سلس |
|---|---|---|
| الاستخدام الأساسي | الأغراض العامة، السباكة، الميكانيكية | خطوط أنابيب نقل النفط والغاز |
| التحكم الكيميائي | أقل صرامة | أكثر تحكمًا، خاصة بالنسبة لـ PSL2 |
| اختبار التركيز | اختبارات الهيدروستاتيكي، والتسطيح، والانحناء | الهيدروستاتيكي، تجربة الاقتراب من الموت، أكثر شمولاً |
| خدمة الحامض | غير مصممة ل | تم تصميمه مع اعتبارات HIC/SSC |
| إمكانية التتبع | الأساسية (رقم الحرارة) | واسعة النطاق (التتبع الكامل مطلوب) |
| يكلف | أقل عموما | أعلى (مزيد من الاختبارات والضوابط) |
التشابه الرئيسي:
ASTM A53 الصف B ≈ API 5L الصف Bللعديد من التطبيقات غير-المهمة
يتم توفيره في كثير من الأحيان كماشهادة مزدوجةمادة
مزايا الأنابيب غير الملحومة A53
لا التماس اللحام:يزيل نقطة الضعف المحتملة في اللحام الطولي
قوة موحدة:خصائص متسقة حول محيط
أفضل للضغط العالي:معدلات ضغط أعلى من الملحومة المكافئة
تحسين مقاومة التآكل:لا يوجد لحام HAZ مع خصائص تآكل مختلفة
بيضاوية أفضل:عادة ما تكون أكثر دائرية من الأنابيب الملحومة
القيود والاعتبارات
يكلف:20-50% أغلى من أنابيب A53 ERW
حدود الحجم:الحد الأقصى عادة 24-26 "OD
اختلافات سمك الجدار:يمكن أن تكون أقل تجانساً من المتفجرات من مخلفات الحرب
حدود درجة الحرارة:عادة أقل من أو يساوي 400 درجة فهرنهايت (204 درجة) للخدمة المستمرة
ليس للخدمة الشديدة:لا يُنصح باستخدامه للتحميل الدوري، أو درجات الحرارة المنخفضة جدًا، أو البيئات المسببة للتآكل دون تقييم
خيارات المعالجة الحرارية
| حالة | وصف | فوائد |
|---|---|---|
| الانتهاء من الساخنة | أثناء التدحرج-لا توجد معالجة حرارية إضافية | اقتصادية، التسليم القياسي |
| تطبيع | يسخن فوق درجة الحرارة الحرجة، ويبرد بالهواء | تحسين البنية المجهرية والخصائص |
| صلب | يسخن ويبرد ببطء | أقصى قدر من الليونة، وتخفيف التوتر |
| مرسومة على البارد | العمل البارد بعد التشطيب الساخن | التحمل ضيق، سطح أملس |
شهادة المواد
الوثائق المطلوبة:
شهادة اختبار المطحنة:مع التحليل الكيميائي والاختبارات الميكانيكية
تتبع رقم الحرارة:ضروري للامتثال للتعليمات البرمجية
سجلات الاختبار الهيدروستاتيكي:الضغط والمدة
وضع علامات على المواد:وفقًا لمتطلبات ASTM A53
متطلبات وضع العلامات:
اسم الشركة المصنعة أو العلامة التجارية
تعيين ASTM (A53)
الصف (أ أو ب)
النوع (S للسلاسة)
الحجم (NPS والجدول الزمني)
رقم الحرارة
ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي (إذا تم إجراؤه)
تسمية "SMLS".
التصنيع واللحام
اعتبارات اللحام:
سخن:بشكل عام غير مطلوب للجدران الرقيقة (<0.75")
معدن الحشو:عادة E7018 أو ما يعادلها
ما بعد-المعالجة الحرارية للحام:اختياري لتخفيف التوتر
أهلية الإجراء:مطلوب حسب الكود المعمول به (ASME القسم التاسع)
الانحناء والتشكيل:
الانحناء البارد:مقبول مع الأدوات المناسبة
الانحناء الساخن:يفضل للجدران السميكة أو نصف القطر الضيق
الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء:عادة 3 × OD للثني البارد
إرشادات التصميم والاختيار
اختر ASTM A53 السلس عندما:
متطلبات الضغط معتدلة (عادة 300-1000 رطل لكل بوصة مربعة)
تسمح التكلفة بعلاوة على الأنابيب الملحومة
يستفيد التطبيق من مزايا سلسة
يتطلب الكود أو المواصفات أنبوبًا غير ملحوم
هناك حاجة إلى موثوقية عالية للخدمات الحيوية
النظر في البدائل عندما:
التكلفة هي الشاغل الرئيسي (استخدم A53 ERW أو API 5L ERW)
Large diameters needed (>24")
Very high pressure (>2000 رطل لكل بوصة مربعة) - فكر في API 5L أو A106
High temperature (>500 درجة فهرنهايت) - فكر في A106
خدمة درجات الحرارة المنخفضة (< -20°F) - consider A333
طلب المعلومات
الحد الأدنى من المعلومات المطلوبة:
المعيار والصف:ASTM A53 الصف B النوع S
مقاس:NPS والجدول الزمني (على سبيل المثال، 4 بوصة SCH 40) أو OD × WT
طول:أطوال قطع عشوائية أو عشوائية مزدوجة أو محددة
إنهاء النهاية:عادي، مترابطة، مشطوف
طلاء:أسود، مجلفن، أو معبي
متطلبات الاختبار:البديل الهيدروستاتيكي أو NDT
شهادة:مطلوب شهادة اختبار الطاحونة
المتطلبات الاختيارية:
المعالجة الحرارية الخاصة
اختبارات إضافية (شاربي، والصلابة)
تنظيف/حفظ خاص
تعليمات وضع العلامات والتعبئة والتغليف
معايير الصناعة والامتثال للقانون
المعايير الرئيسية ذات الصلة:
أسم B36.10:أنابيب الصلب المطاوع الملحومة وغير الملحومة
أسم B31.1:أنابيب الطاقة
أسم B31.3:عملية الأنابيب
أستم A530:المتطلبات العامة لأنابيب الصلب الكربوني المتخصصة
رموز التصميم:
الضغوط المسموح بها في ASME B31.1 وB31.3
صيغ التصميم في أقسام كود B31 المعمول بها
الاعتبارات الاقتصادية
عوامل التكلفة:
مقاس:الأقطار الأكبر تكلف أكثر لكل قدم
سمك الجدار:الجدران الأثقل تزيد من تكلفة المواد
كمية:خصومات الحجم متاحة عادة
المعالجة الحرارية:العمليات الإضافية تزيد من التكلفة
الاختبار:يضيف الاختبار الإضافي إلى السعر
ظروف السوق:تقلبات أسعار المواد الخام
مقارنة التكلفة (تقريبية):
A53 درجة B سلس: 100% (خط الأساس)
A53 الصف ب المتفجرات من مخلفات الحرب: 60-80%
API 5L درجة B سلس: 90-110%
A106 درجة B سلس: 105-120%
قضايا مراقبة الجودة
العيوب الشائعة في الأنابيب غير الملحومة:
التصفيحات:الفواصل الداخلية من صناعة الأنابيب
طبقات:عيوب السطح من المتداول
الانحراف:سمك الجدار غير متساوي
تأليب السطح:من الحجم أو التآكل
طرق التفتيش:
اختبار الموجات فوق الصوتية:للعيوب الداخلية
الدوامة الحالية:للعيوب السطحية
الجسيمات المغناطيسية:للتشققات السطحية
التصوير الشعاعي:لفحص اللحام (على المفاصل المصنعة)
ملخص
ASTM A53 أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومةتوفر حلاً موثوقًا وعامًا للأنابيب-مع المزايا الكامنة في البناء السلس. على الرغم من أنها أكثر تكلفة من البدائل الملحومة، إلا أنها توفر تجانسًا فائقًا للقوة وتزيل مخاوف درزات اللحام.
النقاط الرئيسية:
الصف بهو الأكثر شيوعا لتطبيقات الضغط
بناء سلسيوفر فوائد للخدمات الحيوية
متناسقمع معظم رموز الأنابيب الصناعية
متاحة على نطاق واسعبالأحجام والجداول القياسية
فعالة من حيث التكلفة-.للتطبيقات التي تبرر القسط السلس
بالنسبة لمعظم التطبيقات الصناعية والتجارية والصناعية الخفيفة العامة، توفر الأنابيب غير الملحومة ASTM A53 توازنًا ممتازًا بين الأداء والتوافر والتكلفة. للحصول على خدمات أكثر تطلبًا (الضغط العالي، أو درجة الحرارة، أو الحرجية)، فكر في البدائل السلسة A106 أو API 5L.
ملاحظة: التزم دائمًا بالقوانين المعمول بها (ASME B31.1، B31.3، وما إلى ذلك) وخذ في الاعتبار ظروف الخدمة الفعلية التي تتجاوز الحد الأدنى من متطلبات المواصفات عند اختيار مواد الأنابيب.
