ASTM A671 vs.. Tubo de aço ASTM A672: Uma comparação abrangente
ASTM A671 vs.. Tubo de aço ASTM A672: Uma comparação abrangente
Introdução aos tubos de aço ASTM A671 e ASTM A672
ASTM A671 e ASTM A672 são especificações para a fusão elétrica (PFE) tubos de aço projetados para serviço de alta pressão, mas eles servem a propósitos distintos devido a diferenças em suas faixas de temperatura, Materiais Base, e aplicações. ASTM A671 é adaptado para ambientes de baixa temperatura, até -50 ° F. (-46°C), tornando -o ideal para pipelines criogênicos, Gás natural liquefeito (GNG) sistemas, e transmissão de petróleo e gás de clima frio. Em contraste, ASTM A672 foi projetado para serviço de temperatura moderada, até 650 ° F. (343°C), e é comumente usado na geração de energia, petroquímico, e refino de petróleo para aplicações como tubos de caldeira e trocadores de calor. Ambas as especificações utilizam placas de qualidade dos vasos de pressão, Mas suas composições materiais e tratamentos térmicos são otimizados para suas respectivas condições.
O processo EFW para ambos envolve rolando placas em cilindros e soldando a costura longitudinal com metal de enchimento, normalmente via soldagem longitudinal de arco submerso (LSAW), Garantir costuras robustas para tubos de grande diâmetro. ASTM A671 enfatiza a tenacidade de baixa temperatura e geralmente inclui a conformidade do NACE MR0175 para serviço azedo, Enquanto ASTM A672 prioriza a resistência à força e da corrosão em temperaturas moderadas. Este artigo fornece uma comparação detalhada de sua composição química, propriedades mecânicas, resistência à corrosão, processos de fabricação, aplicações, e tolerâncias dimensionais, Com foco em notas como A671 CC60 CL22 e A672 C60/C70. Comparações com ligas de alto desempenho, como o Inconel 625 e liga 20, bem como API 5L PSL2 BNS, destacar seus papéis em aplicações industriais. Uma tabela abrangente resume as principais diferenças, Servindo como um recurso valioso para os engenheiros.
Composição química e análise de material
Os tubos ASTM A671 e A672 são fabricados a partir de placas de qualidade dos vasos de pressão, Mas suas composições químicas refletem suas aplicações distintas. ASTM A671 normalmente usa placas ASTM A516 (Notas 55, 60, 65, 70) ou A537, otimizado para tenacidade de baixa temperatura. Por exemplo, A671 CC60 (A516 gr 60) contém carbono (0.04–0,27%), manganês (0.85–1,20%), fósforo (≤0,025%), enxofre (≤0,025%), silício (0.15–0,40%), e alumínio (≥0,02%) para desoxidação. Os níveis de baixo carbono e impureza reduzem as imperfeições e a fragilidade, crítico para condições criogênicas. Requisitos suplementares como S2 garantem o desempenho de baixa temperatura a -46 ° C.
ASTM A672 usa placas como ASTM A515 (Notas 55, 60, 65, 70), A516, A285, Ou A387, adaptado para temperaturas moderadas. Por exemplo, A672 B60 (A515 gr 60) tem carbono (≤0,24%), manganês (≤0,98%), fósforo (≤0,035%), enxofre (≤0,035%), e silício (0.13–0,45%). A672 C60/C65/C70 (A516 gr 60/65/70) têm composições semelhantes, mas com controles mais rígidos sobre impurezas para obter força aprimorada. Comparado ao Inconel 625 (58% Min Nickel, 8–10% molibdênio), A671 e A672 são aços de carbono com liga mínima, confiando em revestimentos para proteção contra corrosão. Liga 20 (32–38% níquel, 3–4% de cobre) se destaca em resistência ao ácido sulfúrico, Ao contrário da resistência à corrosão de uso geral de A671/A672. API 5L PSL2 BNS (≤0,12% de carbono, CEPCM ≤0,25%) foi projetado para serviço azedo, Alinhando-se com a conformidade NACE da A671, mas não o foco moderado da temperatura moderada do A672. As composições garantem a resistência do A671 em ambientes frios e a confiabilidade do A672 em temperaturas elevadas.
Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas dos tubos ASTM A671 e A672 são adaptados às suas respectivas faixas de temperatura. ASTM A671 CC60 CL22 tem uma força de escoamento mínimo de 220 MPa (32 ksi), força de tração de 415-550 MPa (60–80 ksi), e alongamento de ≥27% para espessuras da parede ≤25 mm. O requisito suplementar S2 exige testes de impacto em Notch Charpy em -46 ° C, com absorção de energia mínima de 14 J. (solteiro) e 18 J. (média), Garantindo a tenacidade de baixa temperatura. Os graus ASTM A672 variam: B60 tem rendimento 220 MPa, Tensil 415–550 MPa, alongamento 25%; C60 corresponde a eles, enquanto C65 (240 Rendimento de MPA, 450–585 MPA Tensil, 23% alongamento) e C70 (260 Rendimento de MPA, 485–620 MPA de tração, 21% alongamento) oferecer maior força para temperaturas moderadas.
Ambos passam por tração, dobrar, e testes hidrostáticos, com A671 enfatizando testes de impacto de baixa temperatura e A672 com foco na força em calor moderado. Comparado ao Inconel 625 (colheita 414 MPa, tração 827 MPa), ambos têm menor força, mas são mais econômicos. Liga 20 (colheita 241 MPa, tração 551 MPa) está mais próximo em força, mas otimizado para resistência ao ácido. API 5L PSL2 BNS (colheita 245 MPa, Tensil 415–760 MPa) é semelhante ao A672, mas projetado para transporte de pipeline. A671 está normalizando (CL22) Aumenta a resistência a frio, Enquanto os tratamentos térmicos do A672 (por exemplo, Aula 12 PWHT) Garanta o desempenho em caldeiras e trocadores de calor, tornando cada um adequado ao seu nicho.
Resistência à corrosão e conformidade NACE
Os tubos ASTM A671 e A672, sendo baseado em aço carbono, oferecer resistência moderada à corrosão, confiando em revestimentos como epóxi, polietileno, ou epóxi ligado a fusão (FBE) Para proteção em ambientes agressivos. ASTM A671, particularmente notas como CC60 CL22 S2, é frequentemente projetado para serviço azedo, cumprindo com Nace MR0175 controlando a dureza (≤22 HRC) e microestrutura para resistir à rachadura de tensão de sulfeto (SSC) em ambientes H2S. Isso o torna adequado para gasodutos de gás azedo, onde baixo enxofre (≤0,025%) e fósforo (≤0,025%) minimizar a fragilização.
ASTM A672, projetado para temperaturas moderadas, é menos focado no serviço azedo, mas resiste a escalar e oxidação melhor do que aços de baixa liga a temperaturas elevadas. Os revestimentos são críticos para ambos em meios corrosivos, como solo ou configurações marítimas. Inconel 625 (Madeira ~ 52) e liga 20 (Madeira ~ 34) Ofereça resistência inerente à corrosão devido ao alto níquel e molibdênio, Superando em muito aço carbono revestido de A671/A672. API 5L PSL2 BNS também atende à NACE MR0175, mas requer revestimentos para corrosão externa, semelhante ao A671. A resistência à corrosão do A672 é adequada para aplicações petroquímicas, Enquanto a conformidade NACE da A671 garante a confiabilidade em ambientes de gás azedo, com revestimentos estendendo a vida útil do serviço para ambos.
Fabricação e processamento
Os tubos ASTM A671 e A672 são fabricados usando o soldamento de fusão elétrica (PFE) processo, Tipicamente soldagem de arco submerso longitudinal (LSAW), onde as placas de qualidade dos vasos de pressão são enroladas em cilindros e soldadas com metal de enchimento. ASTM A671 usa placas como A516 GR 60 para CC60, com normalização (850–950 ° C., Ar resfriado) Para classes como o CL22 para melhorar a tenacidade de baixa temperatura. O processo inclui 100% testes radiográficos (TR), testes ultrassônicos, e testes hidrostáticos para garantir a integridade da solda, com requisitos suplementares como S2 que determinam testes de impacto a -46 ° C para desempenho criogênico.
ASTM A672 emprega placas como A515 GR 60 (B60) ou a516 gr 70 (C70), com tratamentos térmicos como normalizar, têmpera, ou temperamento (por exemplo, Aula 12 PWHT) Para otimizar a força moderada de temperatura. Semelhante (TR, ultrassônico) e testes hidrostáticos garantem a qualidade. Comparado ao Inconel 625, que requer derretimento a vácuo e tratamentos térmicos complexos, A671 e A672 são mais simples de produzir, usando a siderúrgica básica. O processamento da liga 20 é semelhante, mas inclui estabilização para resistir à corrosão ácida. API 5L PSL2 BNS usa LSAW com NDE rigoroso para serviço azedo. O foco do A671 na resistência à solda de baixa temperatura e na integridade de temperatura moderada garante confiabilidade em suas respectivas aplicações, com soldagem e teste precisos críticos para o desempenho.
Aplicativos
Os tubos ASTM A671 são usados em baixa temperatura, Aplicações de alta pressão, como pipelines criogênicos, Instalações de GNL, e transmissão de petróleo e gás de clima frio. Notas como CC60 CL22 S2 são ideais para gasodutos e tubulação de caldeira em ambientes frios em ambientes frios, Como visto nos módulos FPSO. Os tubos ASTM A672 servem a temperatura moderada, Aplicações de alta pressão, incluindo tubos de caldeira, trocadores de calor, e processar tubulações em usinas de energia, refinarias petroquímicas, e instalações de processamento químico. Notas como B60 e C70 são comuns em linhas de vapor e sistemas de refino de petróleo.
Comparado ao Inconel 625, usado em ambientes marítimos aeroespacial e grave, A671 e A672 são econômicos para condições menos extremas. Liga 20 alvo de aplicações de ácido sulfúrico, como processamento químico, Enquanto API 5L PSL2 BNS é para gasodutos de gás azedo, sobreposição com A671, mas não a faixa de temperatura do A672. O foco de baixa temperatura da A671 e a força de temperatura moderada da A672 os tornam complementares, com A671 se destacando em climas frios e A672 em geração de energia. Ambos usam revestimentos e acabamentos finais (chanfrado, simples) para melhorar a adaptabilidade, Garantir a confiabilidade em projetos de infraestrutura crítica.
Tolerâncias Dimensionais
As tolerâncias dimensionais para os tubos ASTM A671 e A672 são especificados para garantir a precisão em aplicações de alta pressão. Para A671, diâmetro externo (DE) A tolerância é ± 0,5% (por exemplo, ± 5,33 mm para 1066.8 mm de), espessura da parede ± 12,5% (por exemplo, ± 1,59 mm para 12.7 milímetros), e reta ≤0,2% do comprimento. A672 tem tolerâncias semelhantes: De ± 0,5%, espessura da parede ± 10-12,5%, e reta ≤0,2%. A altura da costura de solda é ≤3,2 mm para ambos, com acabamentos finais (por exemplo, Chanfado por ASME B16.25) garantindo compatibilidade.
Comparado ao Inconel 625 (ASTM B446: ± 0,25 mm para barras), Ambos têm tolerâncias mais frouxas devido a tamanhos maiores de tubos. Tolerâncias da liga 20 (por exemplo, ± 0,1 mm para folhas finas) são mais apertados para formas específicas. API 5L PSL2 BNS possui ± 0,75% e espessura da parede ± 10%, um pouco menos rigoroso que A671/A672. Essas tolerâncias garantem instalação confiável em pipelines e sistemas, Com o foco do A671 na integridade criogênica e no desempenho de temperatura moderada, orientando seus respectivos aplicativos.
Especificações técnicas e tabela de parâmetros
A tabela a seguir resume as principais diferenças entre ASTM A671 e A672, fornecendo uma referência para engenheiros.
| Parâmetro | ASTM A671 | ASTM A672 |
|---|---|---|
| Faixa de temperatura | Baixas temperaturas (até -50 ° F/-46 ° C.) | Temperaturas moderadas (até 650 ° F/343 ° C.) |
| Material base | A516 gr 55/60/65/70, A537 | A515 gr 55/60/65/70, A516, A285, A387 |
| Notas Comuns | CA55, CB60, CC60, CC65, CC70 | A45, B60, C60, C65, C70 |
| Composição Química (CC60/B60) | C: 0.04–0,27%, Mn: 0.85–1,20%, P: ≤0,025%, S: ≤0,025%, E: 0.15–0,40% | C: ≤0,24%, Mn: ≤0,98%, P: ≤0,035%, S: ≤0,035%, E: 0.13–0,45% |
| Força de rendimento (CC60/B60) | 220 MPa (32 ksi) | 220 MPa (32 ksi) |
| Resistência à tracção (CC60/B60) | 415–550 MPA (60–80 ksi) | 415–550 MPA (60–80 ksi) |
| Alongamento (CC60/B60) | ≥27% (≤25 mm WT) | 25% |
| Tratamento térmico | Normalizando (por exemplo, CL22), alívio do estresse | Normalizando, têmpera, têmpera (por exemplo, Aula 12, 22) |
| Resistência à corrosão | Moderado, NACE MR0175 para serviço azedo | Moderado, Revestimentos para proteção |
| Teste | Impacto de baixo teor (por exemplo, -46°C), hidrostático, TR, ultrassônico | Tração, dobrar, hidrostático, impacto opcional, TR |
| Método de soldagem | PFE (LSAW), Foco com baixo teor | PFE (LSAW), foco moderado de temp |
| Aplicativos | Oleodutos criogênicos, GNG, gás azedo, tubulação de caldeira | Tubos de caldeira, trocadores de calor, tubulação petroquímica |
| Padrões | ASTM A671 / ASME SA671 | ASTM A672 / ASME SA672 |
Esta tabela fornece uma visão geral concisa das diferenças, Ajudando na seleção e design de materiais.
Comparação com ligas de alto desempenho e outros tubos
ASTM A671 e A672 diferem significativamente das ligas de alto desempenho, como o Inconel 625 e liga 20, bem como outras especificações do tubo, como API 5L PSL2 BNS. Inconel 625 (colheita 414 MPa, tração 827 MPa, Madeira ~ 52) oferece resistência superior à corrosão em ambientes de alta temperatura e cloreto devido ao seu 58% Min níquel e 8-10% de molibdênio, Mas é muito mais caro. Liga 20 (colheita 241 MPa, tração 551 MPa, Madeira ~ 34) é otimizado para resistência ao ácido sulfúrico com 32-38% de níquel e 3-4% de cobre, Ao contrário da resistência à corrosão de uso geral de A671/A672, que depende de revestimentos. API 5L PSL2 BNS (colheita 245 MPa, Tensil 415–760 MPa) foi projetado para pipelines de serviço azedo, Alinhando-se com a conformidade NACE da A671, mas não o foco moderado da temperatura moderada do A672.
A resistência de baixa temperatura da A671 e a força de temperatura moderada da A672 os tornam complementares, com A671 adequado para aplicações criogênicas e A672 para geração de energia. Ambos são mais econômicos que o Inconel 625 e liga 20, que são reservados para corrosivos extremos, mas requer revestimentos ao contrário das ligas de alto níquel. A API 5L BNS compartilha a capacidade de serviço azedo da A671, mas é menos adequado para aplicações de vasos de pressão, destacando os papéis especializados de A671 e A672 em sistemas de tubulação industrial.
Desafios e limitações
Tanto o ASTM A671 quanto o A672 enfrentam desafios inerentes aos tubos de aço carbono. Sua resistência moderada para corrosão requer revestimentos como epóxi ou polietileno para proteger contra a ferrugem, solo, ou corrosão marinha, ao contrário do Inconel 625 Ou a liga 20 de resistência inerente. Conformidade de serviço azedo da ASTM A671 (por exemplo, NACE MR0175 PARA CC60 CL22 S2) exige controle rigoroso de dureza (≤22 HRC), aumentando a complexidade da produção. O foco do A672 em temperaturas moderadas limita seu uso em aplicações criogênicas ou ultra-alta da temperatura. As imperfeições de solda no processo de EFW devem ser minimizadas por meio 100% testes radiográficos e ultrassônicos, Adicionando custos em comparação com tubos sem costura.
Comparado ao API 5L PSL2 BNS, A671 tem desafios de serviço azedo semelhante, mas está mais focado na resistência de baixa temperatura, Enquanto a força do A672 o limita em cenários de alta pressão. Inconel 625 e liga 20 são proibitivos de custo para tubulação em larga escala, Fazendo com que A671/A672 preferia projetos sensíveis ao custo. Os desafios são atenuados por meio de soldagem avançada, revestimentos, e teste rigoroso, garantir confiabilidade em criogênico (A671) ou temperatura moderada (A672) ambientes, Mas é necessário um design cuidadoso para abordar as limitações de corrosão e temperatura.
Tendências e inovações futuras
O futuro dos tubos ASTM A671 e A672 está em avanços na soldagem, revestimentos, e sustentabilidade. Inovações em soldagem de arco submerso e monitoramento de solda em tempo real estão reduzindo defeitos, Melhorando a qualidade da costura para processos de LSAW. Revestimentos baseados em nanotecnologia, como avançado fbe e 3lpe, estão melhorando a resistência à corrosão, estendendo a vida útil do serviço em ambientes agressivos. Ferramentas digitais como monitoramento de pipeline e manutenção preditiva estão otimizando o desempenho, particularmente para A671 em gasodutos de gás azedo e A672 em usinas de energia. Práticas sustentáveis, incluindo aço reciclado e produção de baixo carbono, alinhado com objetivos ambientais.
Comparado ao Inconel 625 e liga 20, que se concentram na fabricação aditiva e ligas resistentes à corrosão, A671 e A672 priorizam a escalabilidade econômica para tubos de grande diâmetro. API 5L PSL2 BNS está vendo avanços de revestimento semelhantes, mas permanece focado no pipeline. À medida que as demandas de energia e infraestrutura crescem, A671 apoiará projetos de GNL criogênicos, Enquanto o A672 aumentará a eficiência em aplicações petroquímicas e de energia. Essas inovações garantirão que ambas as especificações permaneçam vitais para confiáveis, tubulação de alta pressão em seus respectivos domínios de temperatura.
Conclusão
Os tubos de aço ASTM A671 e ASTM A672 EFW são críticos para aplicações de alta pressão, mas servem a propósitos distintos devido a suas faixas de temperatura e propriedades do material. A671, Com notas como CC60 CL22 S2, se destaca em ambientes de baixa temperatura até -46 ° C, ideal para pipelines criogênicos e transmissão de gás azedo, Com a conformidade NACE MR0175, garantindo a resistência do SSC. A672, com notas como B60 e C70, foi projetado para temperaturas moderadas de até 650 ° F, Adequado para tubos de caldeira e tubulação petroquímica. Ambos usam placas de qualidade dos vasos de pressão e processos de EFW, Mas A671 prioriza a tenacidade de baixa temperatura, Enquanto A672 se concentra na força moderada da temperatura. Comparado ao Inconel 625 e liga 20, Eles são econômicos, mas exigem revestimentos para proteção contra corrosão. API 5L PSL2 BNS alinhada com o serviço azedo da A671, mas não a faixa de temperatura do A672. A tabela fornecida e os engenheiros de guia de análise detalhados na seleção da especificação apropriada, com inovações futuras, garantindo sua relevância contínua na infraestrutura industrial.
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