Tuyaux en acier allié ASTM A335
Analyse approfondie des tuyaux en acier allié ASTM A335
Introduction
ASTM A335 est une spécification pour les tuyaux sans soudure en acier allié ferritique utilisés principalement dans les services à haute température.. Ces tuyaux sont cruciaux dans les industries qui fonctionnent dans des conditions extrêmes telles que la production d'électricité., traitement pétrochimique, et extraction de pétrole et de gaz. Les éléments d'alliage de ces tuyaux offrent des propriétés mécaniques améliorées, résistance à la corrosion, et la capacité de résister à des températures et des pressions élevées.
Composition détaillée et notes
Composition chimique
La composition chimique des tuyaux ASTM A335 est adaptée pour offrir des propriétés spécifiques telles que la résistance à haute température., résistance à la corrosion, et durabilité. Voici des compositions détaillées pour certaines des qualités les plus importantes:
| Caractéristiques | Gamme |
| Diamètre extérieur | 1/4″- 48″ |
| Épaisseur de paroi | Horaires 40 à travers 160, MST, XS, XXS. |
Standard: ASME SA 335 Société américaine des ingénieurs en mécanique; ASTM A335M Société américaine pour les tests et les matériaux
Utilisations: Pour fabriquer des panneaux muraux, économiseur, réchauffeur, surchauffeur et conduite de vapeur de chaudières.
Composition chimique(%) ASTMA335
Les tuyaux conformes aux spécifications ASTM conformes à la norme ASTM A335 doivent avoir les propriétés chimiques suivantes. Exigences de traction et de dureté Les propriétés de traction du tuyau ASTM A335 doivent être conformes aux exigences prescrites.. Tuyau de qualités P91, P92, et P122 doit avoir une dureté ne dépassant pas 250 HB/265 HT [25 CRH]. Pour tuyaux de qualité P91, P92, P122, et P911, Brinell, Vickers, ou des essais de dureté Rockwell doivent être effectués sur un échantillon de chaque lot (voir Remarque 7). Ces tuyaux présentent une haute résistance à la rupture à haute température et pression.. Avec la résistance aux fissures d'hydrogène et à la fissuration par corrosion sous contrainte de sulfure, les tuyaux en chrome-molybdène sont hautement préférés aux tuyaux en carbone..
| Grade | ET | C≤ | Mn | P≤ | S≤ | Si≤ | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | K11522 | 0.10~0,20 | 0.30~0,80 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0,50 | – | 0.44~0,65 |
| P2 | K11547 | 0.10~0,20 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0,30 | 0.50~0,81 | 0.44~0,65 |
| P5 | K41545 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P5b | K51545 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 1.00~2h00 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P5c | K41245 | 0.12 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P9 | S50400 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1,00 | 8.00~10h00 | 0.44~0,65 |
| P11 | K11597 | 0.05~0,15 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1,00 | 1.00~1,50 | 0.44~0,65 |
| P12 | K11562 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 0.80~1,25 | 0.44~0,65 |
| P15 | K11578 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 1.15~1,65 | – | 0.44~0,65 |
| P21 | K31545 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 2.65~3.35 | 0.80~1,60 |
| P22 | K21590 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 1.90~2,60 | 0.87~1.13 |
| P91 | K91560 | 0.08~0,12 | 0.30~0,60 | 0.02 | 0.01 | 0.20~0,50 | 8.00~9h50 | 0.85~1,05 |
| P92 | K92460 | 0.07~0,13 | 0.30~0,60 | 0.02 | 0.01 | 0.5 | 8.50~9h50 | 0.30~0,60 |
Tuyaux en chrome-molybdène: Matériau vs EN vs ASTM
Les tuyaux ASTM A335 peuvent être finis à chaud ou étirés à froid avec le traitement de finition requis dans les catégories P2 et P12. L'acier doit être fabriqué en acier grossier.- pratique de fonte des grains. Limites spécifiques, le cas échéant, La granulométrie ou les pratiques de désoxydation doivent faire l'objet d'un accord entre le fabricant et l'acheteur..
| Matériau /DIN | DANS | ASTM |
|---|---|---|
| 1.5415 | 16Mo3 | A335 Classe P1 |
| 1.7335 | 13CrMo4-5 | A335 Catégorie P11, P12 |
| 1.738 | 10CrMo9-10 | A335 qualité P22 |
| 1.7362 | X11CrMo5 | A335 Classe P5 |
| A335 Catégorie P9 | ||
| 1.4903 | X10CrMoVNb9-1 | A335 Catégorie P91 |
Exigences de traction
| Résistance à la traction, min., psi | P-5 | P-9 | P-11 | P-22 | P-91 |
|---|---|---|---|---|---|
| ksi | 60 | 60 | 60 | 60 | 85 |
| MPa | 415 | 415 | 415 | 415 | 585 |
| Limite d'élasticité, min., psi | |||||
| ksi | 30 | 30 | 30 | 30 | 60 |
| MPa | 205 | 205 | 205 | 205 | 415 |
Analyse du produit À la demande de l'acheteur, une analyse de deux tuyaux de chaque lot doit être effectuée par le fabricant. Un lot de tuyaux ASTM A335 doit être composé des éléments suivants: Désignation NPS sous 2 400 ou fraction de celui-ci 2 à 5 200 ou fraction de celui-ci 6 et plus 100 ou fraction de celui-ci.
Note: ASTM A335 P91 ne doit pas avoir une dureté ne dépassant pas 250 HB/265 HT [25CRH].
Propriétés mécaniques de l'ASTM A335
| Grade | Résistance à la traction | Limite d'élasticité |
|---|---|---|
| P1, P2 | 380 | 205 |
| P12 | 415 | 220 |
| P23 | 510 | 400 |
| P91 | 585 | 415 |
| P92,P11 | 620 | 440 |
| P122 | 620 | 400 |
Éléments d'alliage et leurs fonctions
- Carbone (C): Fournit résistance et dureté mais peut réduire la ductilité.
- Manganèse (Mn): Améliore la ténacité et la trempabilité.
- Phosphore (P.): Améliore la résistance mais peut rendre l'acier cassant.
- Soufre (S): Généralement considéré comme une impureté, peut provoquer une fragilité.
- Silicium (Et): Améliore la résistance et la dureté.
- Chrome (Cr): Augmente la dureté, résistance à la traction, et résistance à la corrosion.
- Molybdène (Mo): Améliore la force, trempabilité, et stabilité à haute température.
- Vanadium (V): Améliore la force et la ténacité.
- Niobium (Nb): Augmente la résistance et améliore la soudabilité.
- Azote (N): Améliore la résistance et la dureté.
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques des tuyaux ASTM A335 sont conçues pour répondre aux exigences des applications à haute température et haute pression..
Classe P5
- Résistance à la traction: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Élongation: ≥ 30%
Classe P11
- Résistance à la traction: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Élongation: ≥ 30%
Catégorie P91
- Résistance à la traction: ≥ 585 MPa (85,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Élongation: ≥ 20%
Processus de fabrication
Fabrication de tuyaux sans soudure
Les tuyaux sans soudure sont produits en plusieurs étapes:
- Chauffage des billettes: Les billettes d'acier sont chauffées à haute température pour les rendre malléables.
- Perçant: La billette chauffée est percée pour créer un tube creux.
- Roulement: Le tube creux est roulé pour obtenir le diamètre et l'épaisseur de paroi souhaités.
- Dimensionnement: Le tuyau est ensuite traité pour obtenir des dimensions précises.
Traitement thermique
Le traitement thermique est essentiel pour obtenir les propriétés mécaniques et la microstructure souhaitées.
- Normalisation: Chauffer le tuyau à une température spécifique puis le refroidir à l'air pour affiner la structure des grains.
- Trempe: Réchauffer le tuyau à une température plus basse après la trempe pour améliorer la ténacité et réduire la fragilité.
- Recuit: Chauffer le tuyau à haute température puis le refroidir lentement pour ramollir le matériau et améliorer la ductilité.
Exigences de test
Pour garantir que les tuyaux ASTM A335 répondent aux exigences strictes pour les applications à haute température et haute pression, divers tests sont effectués:
- Essai de traction: Mesure la résistance à la traction, limite d'élasticité, et allongement.
- Essai de dureté: Garantit que le matériau répond aux exigences de dureté spécifiées.
- Essai hydrostatique: Vérifie la capacité du tuyau à résister à la pression interne sans fuite.
- Contrôles non destructifs (CND): Techniques telles que les tests par ultrasons (Utah) ou examen radiographique (RT) sont utilisés pour détecter les défauts internes.
- Essai d'impact: Évalue la ténacité du matériau, spécialement pour les qualités nécessitant une résistance élevée aux chocs.
Applications
Les tuyaux ASTM A335 sont utilisés dans une variété d'applications à haute température et haute pression, y compris:
- Production d'énergie: Chaudières, surchauffeurs, et réchauffeurs dans les centrales électriques.
- Industrie pétrochimique: Unités de traitement à haute température et raffineries.
- Industrie pétrolière et gazière: Pipelines et installations de traitement pour fluides haute pression et haute température.
- Chaudières industrielles: Systèmes de tuyauterie dans les chaudières industrielles et les échangeurs de chaleur.
- Génie mécanique: Composants soumis à des contraintes et températures élevées.
Avantages et limites
Avantages
- Résistance à haute température: Capable de résister à des températures élevées sans perdre en résistance.
- Résistance à la corrosion: Les éléments d'alliage offrent une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion.
- Durabilité: Conçu pour des performances à long terme dans des environnements difficiles.
- Versatilité: Convient à une large gamme d'applications industrielles.
Limites
- Coût: Coût plus élevé par rapport aux tuyaux en acier au carbone en raison des éléments d'alliage.
- Fabrication complexe: Nécessite un contrôle précis de la composition chimique et des processus de traitement thermique.
- Fragilité: Certaines qualités peuvent devenir cassantes si elles ne sont pas correctement traitées thermiquement.
Conclusion
Les tuyaux en acier allié ASTM A335 sont essentiels pour les applications nécessitant une résistance élevée, durabilité, et résistance aux températures et pressions élevées. Leurs propriétés mécaniques supérieures, combiné à des processus de fabrication et de test rigoureux, s’assurer qu’ils répondent aux exigences exigeantes de diverses industries. Comprendre les spécifications détaillées, notes, et les applications des tuyaux ASTM A335 aident les ingénieurs et les concepteurs à sélectionner les bons matériaux pour leurs projets, assurer la sécurité et l’efficacité dans des environnements difficiles.
En approfondissant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse approfondie fournit un aperçu complet des tuyaux en acier allié ASTM A335, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
ASTM A333 Gr. 10 Tuyau en acier allié à usage industriel, à la fois sans soudure et soudé. Caractéristique Dimensions extérieures: 19.05mm – 114,3 mm d'épaisseur de paroi: 2.0mm – 14 mm Traitement de surface: Trempage d'huile, Vernis, Passivation, Phosphatation, Grenaillage. Application: Tuyaux en acier sans soudure et soudés pour service à basse température.
La spécification ASTM A519 englobe plusieurs qualités de tubes mécaniques en acier au carbone et allié, disponible dans des conditions de finition à chaud ou à froid. L'acier utilisé dans ce tube peut être coulé en lingots ou en torons.. Lorsque différentes qualités d'acier sont coulées séquentiellement, le matériel de transition doit être identifié.
Tube ASTM A213 T11 (Tube ASME SA213 T11) est composé d'un matériau en alliage chrome-molybdène et est largement utilisé dans les applications à haute température, notamment dans les chaudières et les surchauffeurs. Compte tenu de ses applications critiques, ce type de tuyau a généralement un prix nettement plus élevé que celui des tuyaux en carbone standard. Catégories courantes dans la norme ASTM A213 Les catégories courantes incluent T9, T11, T12, T21, T22, T91, ainsi que des qualités inoxydables telles que TP304/L ou TP316/L. Portée de la norme ASTM A213 Selon les spécifications ASTM, cette spécification particulière concerne les tubes en acier ferritique et austénitique sans soudure destinés à être utilisés dans les chaudières, surchauffeurs, et échangeurs de chaleur. Les qualités spécifiques couvertes par cette spécification incluent T5, TP304, et autres répertoriés dans les tableaux 1 et 2. La taille du tube varie d'un diamètre interne de 1/8 pouce jusqu'à un diamètre extérieur de 5 pouces, avec des épaisseurs allant de 0.015 à 0.500 pouces (0.4 mm à 12.7 mm). Si d'autres tailles sont requises, ils peuvent être précisés dans le cadre de la commande, ainsi que les épaisseurs minimales et moyennes.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tuyaux en acier ASTM A369, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tuyaux en acier ASTM A250, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tubes en acier ASTM A556, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
