ASTM A671 Vs. ASTM A672 Çelik Boru: Kapsamlı bir karşılaştırma

ASTM A671 Vs. ASTM A672 Çelik Boru: Kapsamlı bir karşılaştırma
ASTM A671 ve ASTM A672 Çelik Borulara Giriş
ASTM A671 ve ASTM A672 (EFW) Yüksek basınçlı hizmet için tasarlanmış çelik borular, ancak sıcaklık aralıklarındaki farklılıklar nedeniyle farklı amaçlara hizmet ederler, temel malzemeler, ve uygulamalar. ASTM A671, düşük sıcaklıklı ortamlar için uyarlanmıştır, -50 ° F'ye kadar (-46°C), kriyojenik boru hatları için ideal, sıvılaştırılmış doğal gaz (Lng) sistemler, ve soğuk iklim petrol ve gaz iletimi. Tersine, ASTM A672, orta sıcaklık hizmeti için tasarlanmıştır, 650 ° F'ye kadar (343°C), ve güç üretiminde yaygın olarak kullanılır, petrokimya, ve kazan tüpleri ve ısı eşanjörleri gibi uygulamalar için yağ rafinasyonu. Her iki spesifikasyon da basınç kapı kalitesi plakaları kullanıyor, Ancak malzeme bileşimleri ve ısı işlemleri, kendi koşulları için optimize edilmiştir..
Her ikisi için EFW işlemi, plakaları silindirlere yuvarlamak ve uzunlamasına dikişin dolgu metali ile kaynak yapmasını içerir, tipik olarak uzunlamasına batık ark kaynağı yoluyla (LSAW), Büyük çaplı borular için sağlam dikişler sağlamak. ASTM A671, düşük sıcaklıklı tokluğu vurgular ve genellikle NACE MR0175 ekşi hizmet için uyumluluk içerir, ASTM A672, orta sıcaklıklarda mukavemet ve korozyon direncine öncelik verir. Bu makale, kimyasal bileşimlerinin ayrıntılı bir karşılaştırmasını sunmaktadır., mekanik özellikler, korozyon direnci, üretim süreçleri, uygulamalar, ve boyutsal toleranslar, A671 CC60 CL22 ve A672 C60/C70 gibi notlara odaklanarak. Inconel gibi yüksek performanslı alaşımlarla karşılaştırma 625 ve alaşım 20, ve API 5L PSL2 BNS, Endüstriyel uygulamalardaki rollerini vurgulayın. Kapsamlı bir tablo temel farklılıkları özetler, Mühendisler için değerli bir kaynak görevi görüyor.
Kimyasal bileşim ve malzeme analizi
ASTM A671 ve A672 borular, basınç kapı kalite plakalarından üretilmiştir, Ancak kimyasal bileşimleri, farklı uygulamalarını yansıtıyor. ASTM A671 tipik olarak ASTM A516 plakaları kullanır (Notlar 55, 60, 65, 70) veya A537, Düşük sıcaklıklı tokluk için optimize edilmiş. Örneğin, A671 CC60 (A516 GR 60) Karbon içerir (0.04–0.27%), manganez (0.85–1.20), fosfor (≤0.025), sülfür (≤0.025), silikon (0.15–0.40%), ve alüminyum (≥0.02%) Deoksidasyon için. Düşük karbon ve safsızlık seviyeleri kaynak kusurlarını ve kırılganlığı azaltır, kriyojenik durumlar için kritik. S2 gibi tamamlayıcı gereksinimler -46 ° C'de düşük sıcaklıkta performans sağlar.
ASTM A672 ASTM A515 gibi plakalar kullanır (Notlar 55, 60, 65, 70), A516, A285, Veya A387, Orta sıcaklıklar için uyarlanmış. Örneğin, A672 B60 (A515 GR 60) karbon var (≤0.24), manganez (≤0,98), fosfor (≤0.035), sülfür (≤0.035), ve silikon (0.13–0.45%). A672 C60/C65/C70 (A516 GR 60/65/70) Benzer kompozisyonlara sahip olmakla birlikte, gelişmiş güç için safsızlıklar üzerinde daha sıkı kontrollerle. Inconel ile karşılaştırıldığında 625 (58% min nikel, 8–10% molibden), Hem A671 hem de A672, minimum alaşımlı karbon çeliklerdir, korozyon koruması için kaplamalara güvenmek. Alaşım 20 (32–38 nikel, 3–4 bakır) Sülfürik asit direncinde mükemmel, A671/A672'nin genel amaçlı korozyon direncinden farklı olarak. API 5L PSL2 BNS (≤0.12 Karbon, CEPCM ≤0.25%) ekşi hizmet için tasarlanmıştır, A671’in NACE uyumluluğuyla hizalanma ancak A672’nin orta sıcaklık odağı değil. Kompozisyonlar, A671’in soğuk ortamlarda tokluğunu ve A672’nin yüksek sıcaklıklarda güvenilirliğini sağlar.
Mekanik Özellikler
ASTM A671 ve A672 borularının mekanik özellikleri, ilgili sıcaklık aralıklarına göre uyarlanmıştır. ASTM A671 CC60 CL22 220 MPa (32 ksi), 415-550 MPa gerilme mukavemeti (60–80 ksi), ve duvar kalınlıkları için ≥% 27 uzatma ≤25 mm. Ek Gereksinim S2, -46 ° C'de Charpy V -Notch Etki Testi'ni zorunlu kılıyor, minimum enerji emilimi ile 14 J (Bekar) Ve 18 J (ortalama), Düşük sıcaklık tokluğunun sağlanması. ASTM A672 notları değişir: B60'ın verimi var 220 MPa, Çekme 415-550 MPa, uzama 25%; C60 bunlarla eşleşir, C65 (240 MPA verimi, 450–585 MPa gerilme, 23% uzama) ve C70 (260 MPA verimi, 485–620 MPA gerilme, 21% uzama) Orta sıcaklıklar için daha yüksek güç sunar.
İkisi de gerilme geçiriyor, bükülmek, ve hidrostatik testler, A671 ile düşük sıcaklıkta etki testini ve A672'nin ılımlı ateşte mukavemete odaklanmasıyla. Inconel ile karşılaştırıldığında 625 (teslim olmak 414 MPa, çekme 827 MPa), Her ikisi de daha düşük güce sahiptir, ancak daha uygun maliyetlidir. Alaşım 20 (teslim olmak 241 MPa, çekme 551 MPa) mukavemette daha yakın ancak asit direnci için optimize edilmiş. API 5L PSL2 BNS (teslim olmak 245 MPa, Çekme 415-760 MPa) A672'ye benzer, ancak boru hattı taşıma için tasarlanmıştır. A671’in normalleştirilmesi (CL22) Soğuk tokluğu artırır, A672’nin Isı Tedavileri (örneğin, Sınıf 12 PWHT) Kazanlarda ve ısı eşanjörlerinde performansı sağlayın, her birini nişine uygun hale getirmek.
Korozyon direnci ve nace uyumluluğu
Hem ASTM A671 hem de A672 borular, Karbon çeliği bazlı olmak, Orta derecede korozyon direnci sunmak, Epoksi gibi kaplamalara güvenmek, polietilen, veya füzyon bağlı epoksi (FBE) agresif ortamlarda koruma için. ASTM A671, özellikle CC60 CL22 S2 gibi notlar, genellikle ekşi hizmet için tasarlanmıştır, sertliği kontrol ederek NACE MR0175'e uymak (≤22 HRC) ve sülfür stres çatlamasına direnmek için mikro yapı (SSC) H2S ortamlarında. Bu, ekşi gaz boru hatları için uygun hale getirir, düşük kükürt nerede (≤0.025) ve fosfor (≤0.025) Embrittlemeyi en aza indir.
ASTM A672, Orta sıcaklıklar için tasarlanmış, ekşi servise daha az odaklanır, ancak ölçeklendirme ve oksidasyonu, yüksek sıcaklıklarda düşük alaşımlı çeliklerden daha iyi direnir. Kaplamalar hem toprak hem de deniz ayarları gibi aşındırıcı ortamlarda kritiktir. İnkonel 625 (Ahşap ~ 52) ve alaşım 20 (Ahşap ~ 34) Yüksek nikel ve molibden nedeniyle doğal korozyon direnci sunun, A671/A672’nin kaplamalı karbon çeliğini aşan çok. API 5L PSL2 BNS de NACE MR0175'i karşılıyor, ancak harici korozyon için kaplamalar gerektiriyor, A671'e benzer. A672’nin korozyon direnci petrokimya uygulamaları için yeterlidir, A671’in NACE uyumluluğu ekşi gaz ortamlarında güvenilirlik sağlar, her ikisi için servis ömrünü uzatan kaplamalarla.
İmalat ve işleme
Hem ASTM A671 hem de A672 boruları, elektrik-füzyon yürüyüşü kullanılarak üretilmiştir. (EFW) işlem, tipik olarak boyuna batık ark kaynağı (LSAW), Basınçlı kap kalitesi plakaları silindirlere yuvarlanır ve dolgu metali ile kaynaklanır. ASTM A671, A516 GR gibi plakalar kullanır 60 CC60 için, normalleştirme ile (850–950 ° C, hava soğutmalı) CL22 gibi sınıfların düşük sıcaklıklı tokluğu artırması için. Süreç şunları içerir: 100% radyografik test (RT), ultrasonik test, ve kaynak bütünlüğünü sağlamak için hidrostatik test, Kriyojenik performans için -46 ° C'de S2 zorunlu darbe testi gibi ek gereksinimlerle.
ASTM A672, A515 GR gibi plakalar kullanır 60 (B60) veya A516 GR 70 (C70), normalleştirme gibi ısı işlemleriyle, söndürme, veya temperleme (örneğin, Sınıf 12 PWHT) Orta sıcaklık mukavemetini optimize etmek için. Similar NDE (RT, ultrasonik) ve hidrostatik testler kaliteyi sağlar. Inconel ile karşılaştırıldığında 625, vakum eritme ve karmaşık ısı tedavileri gerektirir, Hem A671 hem de A672'nin üretimi daha kolaydır, Temel çelik üretimi kullanmak. Alaşım 20’nin işleme benzerdir, ancak asit korozyonuna direnmek için stabilizasyon içerir. API 5L PSL2 BNS, ekşi servis için katı NDE ile LSAW kullanır. A671’in düşük sıcaklıklı kaynak tokluğuna odaklanması ve A672’nin orta sıcaklık bütünlüğüne odaklanması, kendi uygulamalarında güvenilirliği sağlayın, Hassas kaynak ve performans için kritik test ile.
Uygulamalar
ASTM A671 boruları düşük sıcaklıkta kullanılır, Yüksek basınçlı uygulamalar, kriyojenik boru hatları gibi, LNG Tesisleri, ve soğuk iklim petrol ve gaz iletimi. CC60 CL22 S2 gibi notlar, soğuk ortamlarda ekşi gaz boru hatları ve kazan boruları için idealdir., FPSO modüllerinde görüldüğü gibi. ASTM A672 Borular Orta Sıcaklık Hizmet Veriyor, Yüksek basınçlı uygulamalar, kazan boruları dahil, ısı değiştiriciler, ve enerji santrallerinde boru işlemleri, petrokimya rafinerileri, ve kimyasal işleme tesisleri. B60 ve C70 gibi notlar buhar hatları ve yağ rafinaj sistemlerinde yaygındır.
Inconel ile karşılaştırıldığında 625, havacılık ve şiddetli deniz ortamlarında kullanılır, A671 ve A672, daha az aşırı koşullar için uygun maliyetlidir. Alaşım 20 Kimyasal işleme gibi sülfürik asit ağır uygulamaları hedefler, API 5L PSL2 BNS ekşi gaz boru hatları içindir, A671 ile örtüşen ancak A672’nin sıcaklık aralığı. A671’in düşük sıcaklık odağı ve A672’nin orta sıcaklık gücü onları tamamlayıcı hale getiriyor, A671 ile soğuk iklimlerde mükemmel ve enerji üretiminde A672. Her ikisi de kaplama hem de uç kaplamalar kullanır (eğimli, ova) Uyarlanabilirliği arttırmak için, Kritik altyapı projelerinde güvenilirliğin sağlanması.
Boyutsal Toleranslar
Yüksek basınçlı uygulamalarda hassasiyeti sağlamak için ASTM A671 ve A672 boruları için boyutsal toleranslar belirtilmiştir. A671 için, dış çap (İLE İLGİLİ) Tolerans ±% 0.5 (örneğin, ± 5.33 mm 1066.8 mm), Duvar kalınlığı ±% 12.5 (örneğin, ± 1,59 mm 12.7 mm), ve düzlük ≤% 0,2'si uzunluk. A672 benzer toleranslara sahiptir: ±% 0.5, Duvar Kalınlığı ±% 10-12.5, ve düzlük ≤0,2. Kaynak dikiş yüksekliği her ikisi için ≤3,2 mm'dir., Son bitişlerle (örneğin, ASME B16.25 başına eğimli) Uyumluluğu sağlamak.
Inconel ile karşılaştırıldığında 625 (ASTM B446: Çubuklar için ± 0.25 mm), Her ikisinin de daha büyük boru boyutları nedeniyle daha gevşek toleransları var. Alaşım 20’nin Toleransları (örneğin, İnce tabakalar için ± 0.1 mm) belirli formlar için daha sıkı. API 5L PSL2 BNS OD ±% 0.75 ve duvar kalınlığı ±% 10, A671/A672'den biraz daha az sıkı. Bu toleranslar, boru hatlarında ve sistemlerde güvenilir kurulum sağlar, A671’in kriyojenik bütünlüğe odaklanmasıyla ve A672’nin ilgili uygulamalarını yönlendiren orta sıcaklık performansı üzerine.
Teknik özellikler ve parametre tablosu
Aşağıdaki tablo ASTM A671 ve A672 arasındaki temel farklılıkları özetlemektedir., Mühendisler için bir referans sağlamak.
Parametre | ASTM A671 | ASTM A672 |
---|---|---|
Sıcaklık Aralığı | Düşük sıcaklıklar (-50 ° F/-46 ° C'ye kadar) | Orta sıcaklıklar (650 ° F/343 ° C'ye kadar) |
Temel malzeme | A516 GR 55/60/65/70, A537 | A515 GR 55/60/65/70, A516, A285, A387 |
Ortak Notlar | CA55, CB60, CC60, CC65, CC70 | A45, B60, C60, C65, C70 |
Kimyasal Bileşim (CC60/B60) | C: 0.04–0.27%, Mn: 0.85–1.20, P: ≤0.025, S: ≤0.025, Ve: 0.15–0.40% | C: ≤0.24, Mn: ≤0,98, P: ≤0.035, S: ≤0.035, Ve: 0.13–0.45% |
Akma Dayanımı (CC60/B60) | 220 MPa (32 ksi) | 220 MPa (32 ksi) |
Çekme Dayanımı (CC60/B60) | 415–550 MPa (60–80 ksi) | 415–550 MPa (60–80 ksi) |
Uzama (CC60/B60) | ≥% 27 (≤25 mm wt) | 25% |
Isıl İşlem | Normalleştirme (örneğin, CL22), Stres rahatlatıcı | Normalleştirme, söndürme, tavlama (örneğin, Sınıf 12, 22) |
Korozyon Direnci | Ilıman, Ekşi servis için NACE MR0175 | Ilıman, Koruma için Kaplamalar |
Test | Düşük temp etkisi (örneğin, -46°C), hidrostatik, RT, ultrasonik | Çekme, bükülmek, hidrostatik, İsteğe bağlı etki, RT |
Kaynak Yöntemi | EFW (LSAW), Düşük Temp Odaklama | EFW (LSAW), Orta TEMP Odak noktası |
Uygulamalar | Kriyojenik boru hatları, Lng, ekşi gaz, kazan boruları | Kazan boruları, ısı değiştiriciler, petrokimyasal boru |
Standartlar | ASTM A671 / ASME SA671 | ASTM A672 / ASME SA672 |
Bu tablo, farklılıklara özlü bir genel bakış sağlar, Malzeme seçimi ve tasarımına yardımcı olmak.
Yüksek performanslı alaşımlar ve diğer borularla karşılaştırma
ASTM A671 ve A672, Inconel gibi yüksek performanslı alaşımlardan önemli ölçüde farklı 625 ve alaşım 20, API 5L PSL2 BNS gibi diğer boru özellikleri. İnkonel 625 (teslim olmak 414 MPa, çekme 827 MPa, Ahşap ~ 52) yüksek sıcaklık ve klorür ortamlarında üstün korozyon direnci sunar. 58% min nikel ve% 8-10 molibden, Ama çok daha pahalı. Alaşım 20 (teslim olmak 241 MPa, çekme 551 MPa, Ahşap ~ 34) % 32-38 nikel ve% 3-4 bakır ile sülfürik asit direnci için optimize edildi, A671/A672'nin genel amaçlı korozyon direncinden farklı olarak, kaplamalara dayanan. API 5L PSL2 BNS (teslim olmak 245 MPa, Çekme 415-760 MPa) ekşi servis boru hatları için tasarlanmıştır, A671’in NACE uyumluluğuyla hizalanma ancak A672’nin orta sıcaklık odağı değil.
A671’in düşük sıcaklıklı tokluğu ve A672’nin orta sıcaklık gücü onları tamamlayıcı hale getiriyor, A671 ile kriyojenik uygulamalar için uygun ve enerji üretimi için A672. Her ikisi de Inconel'den daha ekonomik 625 ve alaşım 20, aşırı korozerler için ayrılmış, ancak yüksek-nikel alaşımların aksine kaplamalar gerektirir. API 5L BNS, A671’in ekşi hizmet yeteneğini paylaşıyor, ancak basınçlı gemi uygulamaları için daha az uygun, Endüstriyel boru sistemlerinde A671 ve A672'nin özel rollerini vurgulamak.
Zorluklar ve sınırlamalar
Hem ASTM A671 hem de A672, karbon çelik boruların doğasında var olan zorluklarla karşı karşıya. Orta derecede korozyon direncleri, pasa karşı korunmak için epoksi veya polietilen gibi kaplamalar gerektirir, toprak, veya deniz korozyonu, Inconel'in aksine 625 veya alaşım 20’nin doğal direnci. ASTM A671’in Ekşi Hizmet Uyumluluğu (örneğin, CC60 CL22 S2 için NACE MR0175) katı sertlik kontrolü talep ediyor (≤22 HRC), Artan üretim karmaşıklığı. A672’nin ılımlı sıcaklıklara odaklanması, kriyojenik veya ultra yüksek sıcaklık uygulamalarındaki kullanımını sınırlar. EFW işlemindeki kaynak kusurları, 100% radyografik ve ultrasonik test, Kesintisiz borulara kıyasla maliyet eklemek.
API 5L PSL2 BNS ile karşılaştırıldığında, A671 benzer ekşi hizmet zorluklarına sahiptir, ancak daha düşük sıcaklıklı tokluğa odaklanmıştır, A672’nin gücü bunu ultra yüksek basınç senaryolarında sınırlarken. İnkonel 625 ve alaşım 20 büyük ölçekli borular için maliyet kârlıdır, A671/A672'yi maliyete duyarlı projeler için tercih etmek. Gelişmiş kaynak yoluyla zorluklar hafifletilir, kaplamalar, ve titiz testler, kriyojenik güvenilirliği sağlamak (A671) veya orta sıcaklık (A672) Ortamlar, Ancak korozyon ve sıcaklık sınırlamalarını ele almak için dikkatli bir tasarıma ihtiyaç vardır.
Geleceğin Trendleri ve Yenilikleri
ASTM A671 ve A672 borularının geleceği, kaynaktaki ilerlemelerde yatıyor, kaplamalar, ve sürdürülebilirlik. Batık ark kaynağındaki yenilikler ve gerçek zamanlı kaynak izlemesi kusurları azaltır, LSAW işlemleri için dikiş kalitesini artırma. Nanoteknoloji tabanlı kaplamalar, gelişmiş fbe ve 3lpe gibi, korozyon direncini iyileştiriyor, Hizmet ömrünü zorlu ortamlarda genişletmek. Boru hattı izleme ve öngörücü bakım gibi dijital araçlar performansı optimize ediyor, özellikle ekşi gaz boru hatlarında A671 ve enerji santrallerinde A672 için. Sürdürülebilir uygulamalar, Geri dönüştürülmüş çelik ve düşük karbonlu üretim dahil, Çevresel hedeflerle uyumlu.
Inconel ile karşılaştırıldığında 625 ve alaşım 20, katkı üretimi ve korozyona dayanıklı alaşımlara odaklanan, A671 ve A672, büyük çaplı borular için maliyet etkin ölçeklenebilirliğe öncelik verir. API 5L PSL2 BNS benzer kaplama gelişmeleri görüyor, ancak boru hattı odaklı kalıyor. Enerji ve altyapı talepleri arttıkça, A671, kriyojenik LNG projelerini destekleyecek, A672 petrokimya ve güç uygulamalarında verimliliği artıracaktır. Bu yenilikler, her iki spesifikasyonun da güvenilir olmasını sağlayacaktır., İlgili sıcaklık alanlarında yüksek basınçlı borular.
Çözüm
ASTM A671 ve ASTM A672 EFW çelik boruları, yüksek basınçlı uygulamalar için kritiktir, ancak sıcaklık aralıkları ve malzeme özellikleri nedeniyle farklı amaçlara hizmet eder. A671, CC60 CL22 S2 gibi notlarla, Düşük sıcaklık ortamlarında -46 ° C'ye kadar mükemmel, Kriyojenik boru hatları ve ekşi gaz iletimi için ideal, SSC Dirençini Sağlayan NACE MR0175 uyumluluğu ile. A672, B60 ve C70 gibi notlarla, 650 ° F'ye kadar orta sıcaklıklar için tasarlanmıştır, Kazan tüpleri ve petrokimyasal borular için uygun. Her ikisi de basınç kapı kalite plakaları hem de EFW işlemleri kullanır, Ancak A671 düşük sıcaklıklı tokluğa öncelik verir, A672 orta sıcaklık mukavemetine odaklanırken. Inconel ile karşılaştırıldığında 625 ve alaşım 20, Uygun maliyetlidirler ancak korozyon koruması için kaplamalar gerektirir. API 5L PSL2 BNS, A671’in ekşi hizmetiyle hizalanır, ancak A672’nin sıcaklık aralığı değil. Sağlanan tablo ve ayrıntılı analiz kılavuzu mühendisleri uygun özellikleri seçerken, Endüstriyel altyapı ile ilgili sürekli alaka düzeylerini sağlayan gelecekteki yeniliklerle.