ما هي الأنابيب الملحومة ASTM A53 الصف B؟
ASTM A53 هي المواصفة القياسية للأنابيب والفولاذ والأسود والزنك المغموس الساخن-المغلف والملحوم وغير الملحوم. الدرجة B هي الدرجة الأكثر استخدامًا لهذه المواصفات. يتم تحديد الأنابيب الملحومة تحت A53 من النوع E (ملحومة بالمقاومة الكهربائية -، المتفجرات من مخلفات الحرب) أو النوع F (ملحومة بعقب الفرن -)؛ النوع E هو الشكل التجاري السائد. الأنابيب الملحومة A53 من الدرجة B عبارة عن منتج من الصلب الكربوني مخصص للخدمة العامة: نقل السوائل ذات الضغط المنخفض، والتطبيقات الميكانيكية، والأجزاء الهيكلية، وخطوط العمليات غير{11}}الحرجة. يتم تعريف خواصها الميكانيكية بالمعيار وهي متطابقة للأنواع الملحومة وغير الملحومة.
الخواص الميكانيكية
يلخص الجدول أدناه المتطلبات الميكانيكية والقيم المقاسة النموذجية للأنابيب الملحومة A53 Grade B:
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| الحد الأدنى من قوة الشد | 415 ميجا باسكال (60.000 رطل لكل بوصة مربعة) |
| الحد الأدنى من قوة الخضوع | 240 ميجا باسكال (35000 رطل لكل بوصة مربعة) |
| الحد الأدنى للاستطالة (2 بوصة) | 23% |
| نطاق الصلابة النموذجي | 137-179 غ |
| استقرار الملكية | تصل إلى حوالي 204 درجة (400 درجة فهرنهايت) |
تكون نسبة الخضوع-إلى-الشد عالية بشكل متعمد، مما يجعل المادة قابلة للتنبؤ بها في التصميم. نظرًا لأن المتطلبات تنطبق على الأنبوب ككل، فإن منطقة اللحام لأنبوب المتفجرات من مخلفات الحرب المصنعة بشكل صحيح يجب أن تلبي أيضًا نفس متطلبات الشد والإنتاج مثل المعدن الأساسي.
تأثير درجة الحرارة على الأداء
A53 Grade B عبارة عن فولاذ كربوني ويتصرف وفقًا لذلك عبر نطاق درجات الحرارة:
في درجة الحرارة المحيطة، يعمل الأنبوب بكامل قوته المحددة.
فوق حوالي 204 درجة (400 درجة فهرنهايت) تتناقص القوة تدريجيًا، لذلك تكون خدمة درجة الحرارة العالية المستمرة-خارج الغلاف المقصود.
عند درجات الحرارة تحت-الصفر تقل مقاومة التأثير؛ تحتاج تطبيقات الطقس البارد- إلى تقييم المتانة، وعند الاقتضاء، درجات بديلة ذات خصائص شاربي مضمونة.
يقدم ركوب الدراجات الحرارية ضغوط التوسع والانكماش؛ يبلغ معامل التمدد الحراري حوالي 6.5 × 10-6 بوصة/بوصة/درجة فهرنهايت (11.7 × 10-6 م/م/درجة).
بالنسبة للأنابيب المستمرة ذات درجات الحرارة المرتفعة-، فإن ASTM A106 Grade B هو الاختيار المعتاد لأنه تم تصنيعه واختباره لخدمة ضغط درجات الحرارة المرتفعة-.
تقييمات الضغط والتصميم
تعتمد سعة الضغط على الجدول الزمني، الذي يعمل على تثبيت سمك الجدار. على سبيل المثال، تتراوح ضغوط العمل لأنبوب الجدول 40 من حوالي 1500 رطل لكل بوصة مربعة بأقطار صغيرة إلى حوالي 300 رطل لكل بوصة مربعة بقطر 10 بوصات. يتم حساب الحد الأقصى للضغط المسموح به باستخدام صيغة بارلو من قوة المادة، والقطر الخارجي، وسمك الجدار، ثم يتم تخفيضه بواسطة الكود المطبق. يتحقق الاختبار الهيدروستاتيكي للمطحنة من قدرة الضغط عند 1.5-3 أضعاف ضغط العمل.
| الحجم الاسمي (الجدول 40) | ضغط العمل النموذجي |
|---|---|
| بأقطار صغيرة (1-2 بوصة) | حوالي 1500 رطل لكل بوصة مربعة |
| أقطار متوسطة (4-6 بوصة) | حوالي 700-900 رطل لكل بوصة مربعة |
| 10 في القطر | حوالي 300 رطل لكل بوصة مربعة |
يجب على المصممين دائمًا الرجوع إلى كود ASME B31 المطبق لمعرفة الضغوط المسموح بها وعوامل الكفاءة المشتركة وقيود الخدمة بدلاً من استخدام جداول الضغط العامة.
كيف يؤثر اللحام على الخواص الميكانيكية
ينتج التصنيع الحديث للمتفجرات من مخلفات الحرب لحامًا يعادل تقريبًا المعدن الأساسي. قد تظهر المنطقة المتضررة بالحرارة- بنية مجهرية مختلفة قليلاً، ولكنها تحافظ على القوة المطلوبة، ويتم التحقق من سلامة اللحام عن طريق الفحص غير المدمر-. على عكس طرق اللحام القديمة، فإن المتفجرات من مخلفات الحرب المعاصرة تلغي الحاجة إلى المعالجة الحرارية بعد-اللحام في معظم الحالات. في الأنابيب المصنعة بشكل صحيح، تكون وصلة اللحام عادةً هي أقوى جزء من المنتج، ولهذا السبب يتم قبول A53 Type E لخدمة الضغط ضمن حدود المعيار.
خصائص التعب
تتميز الأنابيب الملحومة من الدرجة A53 B بمقاومة جيدة للكلال في الخدمة الثابتة أو المتغيرة ببطء، ولكن أداء الكلال الدوري محدود. بالنسبة للعينات الملساء، يبلغ حد التحمل حوالي 50% من قوة الشد. يمكن لطبقات اللحام أن تقلل من عمر الكلال عند وجود عيوب في السطح، ويجب أن تأخذ التطبيقات الديناميكية في الاعتبار الأنابيب غير الملحومة أو السبائك ذات التصنيف -. في أنظمة الأنابيب، يعمل تباعد الدعم الصحيح وتخميد الاهتزاز على تحسين عمر الكلال من خلال التحكم في سعات الضغط.
التعليمات
1. ما هو الحد الأدنى من الخواص الميكانيكية للأنابيب الملحومة A53 Grade B؟
الحد الأدنى لقوة الشد 415 ميجا باسكال (60.000 رطل لكل بوصة مربعة)، والحد الأدنى لقوة الخضوع 240 ميجا باسكال (35.000 رطل لكل بوصة مربعة)، والحد الأدنى للاستطالة 23% في 2 بوصة. وتنطبق نفس المتطلبات على الأنواع الملحومة وغير الملحومة.
2. ما هي درجة الحرارة التي يمكن بها استخدام أنبوب A53 من الدرجة B؟
تظل الخصائص مستقرة حتى حوالي 204 درجة (400 درجة فهرنهايت). وفوق درجة الحرارة هذه، تنخفض القوة، ويُفضل عادةً ASTM A106 لخدمة درجات الحرارة العالية المستمرة-.
3. كيف يتم تحديد معدل الضغط للأنبوب الملحوم A53؟
يتم حسابه من سمك الجدار، والقطر، وقوة المادة باستخدام صيغة بارلو، ثم يتم تخفيضه وفقًا للكود المطبق مثل ASME B31.1 أو B31.3. يتحقق الاختبار الهيدروستاتيكي في المطحنة من قدرة الضغط.
4. هل لحام المتفجرات من مخلفات الحرب أضعف من المعدن الأساسي؟
في أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب الحديثة، يتم تصنيع منطقة اللحام لتتوافق مع نفس متطلبات القوة مثل المعدن الأساسي ويتم التحقق منها من خلال فحص غير مدمر-، لذا فهي ليست نقطة ضعف عندما يتم تصنيع الأنبوب وفقًا للمواصفات.
5. هل الأنابيب الملحومة من الدرجة A53 B تتمتع بمقاومة جيدة للتعب؟
وهو مناسب لخدمة الدورات الثابتة والمنخفضة-، مع حد تحمل يبلغ حوالي 50% من قوة الشد للعينات الملساء. يجب مراجعة التحميل الدوري أو الديناميكي بعناية، خاصة عند طبقات اللحام.
6. متى يجب اختيار الأنابيب الملحومة A106 بدلاً من الأنابيب الملحومة A53؟
عندما تكون الخدمة عبارة عن أنابيب ذات درجة حرارة عالية، أو ضغط مرتفع، أو -عملية منظمة من خلال التعليمات البرمجية. تم تصنيع A106 واختباره لهذه المهمة، في حين أن A53 هو منتج خدمة -عام.
