محدوده ASTM A333
ASTM A333/A333M مشخصات استاندارد برای لوله فولادی بدون درز و جوش داده شده برای سرویس در دمای پایین است. این لوله‌های دیواری اسمی را پوشش می‌دهد که برای دماهای پایین و پایین‌تر از -150 درجه فارنهایت (-100 درجه سانتیگراد)، بسته به درجه، در نظر گرفته شده است، و نیاز اصلی آن چقرمگی ضربه‌ای Charpy V-notch است که در دمای طراحی یا کمتر از آن اندازه‌گیری می‌شود. این مشخصات در هر دو واحد اینچ پوندی (A333) و SI (A333M) نوشته شده است و در تاسیسات نفت و گاز، LNG، برودتی و تبرید که در آن لوله فولادی کربنی در دمای پایین به صورت شکننده ای از کار می افتد، استفاده می شود.
این مشخصات در گریدهایی سازماندهی شده است که هر کدام ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی و دمای تست ضربه خاص خود را دارند. تعیین درجه توسط طراح با توجه به حداقل دمای طراحی و شرایط فرآیند انتخاب می شود و باید همراه با شماره استاندارد در هر سفارش ظاهر شود، برای مثال ASTM A333 Grade 6 یا ASTM A333M Gr. 6.
بررسی اجمالی درجه
| درجه | نوع مواد | دمای تست چارپی | استفاده معمولی |
|---|---|---|---|
| 1 | فولاد کربن | -50 درجه فارنهایت (-45 درجه سانتیگراد) | لوله کشی عمومی با دمای پایین |
| 3 | فولاد نیکل، اسمی 3.5٪ Ni | -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) | سرویس با دمای پایین و آب و هوای سرد |
| 4 | فولاد نیکل | -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) | سرویس برودتی و دمای پایین |
| 6 | فولاد کربن - منگنز - سیلیکون | -50 درجه فارنهایت (-45 درجه سانتیگراد) | رایج ترین درجه برای خدمات عمومی در دمای پایین |
| 8 | فولاد نیکل، اسمی 9٪ Ni | -320 درجه فارنهایت (-196 درجه سانتیگراد) | خدمات برودتی و LNG |
| 7, 9, 10, 11 | ترکیبات نیکل دار و خاص | جدول هر درجه | کار ویژه برودتی و دمای پایین |
درجه 6 کار این مشخصات است: یک فولاد ساده کربن-منگنز-سیلیکون با جوش پذیری خوب، عرضه شده در شرایط عادی و تست ضربه در -50 درجه فارنهایت (-45 درجه سانتیگراد). درجه 3 به طور اسمی 3.5٪ نیکل اضافه می کند و در دمای -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) تست ضربه می شود، و در جایی که دمای طراحی کمتر از محدوده درجه 6 است، آن را به انتخاب ترجیحی تبدیل می کند. نقطه جوش متان و محدوده کاری کارخانه های LNG
الزامات کلیدی
تست ضربه ویژگی تعیین کننده A333 است. نمونه های آزمایش از بدنه لوله گرفته شده و در دمایی که بالاتر از حداقل دمای سرویس مشخص شده نباشد، آزمایش می شوند. این استاندارد مستلزم آن است که نتایج با مقادیر انرژی جذب شده در جدول مشخصات برای گرید، با مجموعه کامل سه نمونه و میانگین مورد نیاز مطابقت داشته باشد و مواد در دمای طراحی انعطاف پذیر باقی بماند.
تولید برای لوله های بدون درز و جوش پوشیده شده است. لوله جوش داده شده باید توسط یک فرآیند جوشکاری واجد شرایط تولید شود و درز جوش باید همان الزامات چقرمگی در دمای پایین را مطابق با فلز پایه داشته باشد. عملیات حرارتی در هر درجه مشخص می‌شود: درجه 6 به صورت نرمال ارائه می‌شود و گریدهای نیکل دار عملیات حرارتی تعریف شده در استاندارد برای ترکیب خود را دریافت می‌کنند، معمولاً نرمال‌سازی یا خاموش کردن و تمپر کردن، برای ایجاد چقرمگی مورد نیاز در دمای پایین.
A333 در مقابل A106: کدام یک برای کدام سرویس
این دو مشخصات اغلب اشتباه گرفته می شوند زیرا هر دو لوله فولادی کربنی را در اندازه های همپوشانی می پوشانند. قانون انتخاب بر اساس دمای سرویس است.
| معیار | ASTM A333 | ASTM A106 |
|---|---|---|
| قصد طراحی | سرویس در دمای پایین، شرایط زیر صفر | سیستم های سرویس، بخار و دیگ بخار با دمای بالا |
| تست ضربه اجباری | بله، Charpy V-notch در دمای طراحی | توسط مشخصات پایه مورد نیاز نیست |
| نمرات معمولی | 1، 3، 6، 8 و دیگران برای وظیفه برودتی | A، B، C با سطوح کربن بالاتر |
| نگرانی رایج شکست | شکستگی شکننده در دمای پایین | خزش و اکسیداسیون در دمای بالا |
لوله A333 در جایی مشخص می شود که حداقل دمای طراحی کمتر از -29 درجه سانتیگراد است که در بسیاری از کدها کف عملی برای A106 درجه B است. A106 همچنان انتخاب استاندارد برای خدمات داغ است. جایی که یک سیستم هم در دمای پایین و هم در دمای بالا کار می کند، مورد حاکم تصمیم می گیرد و برخی از پروژه ها از A333 برای بخش های سرد و A106 برای بخش های گرم همان خط استفاده می کنند.
معادل های بین المللی
| سیستم | مرجع نمره معادل |
|---|---|
| EN | سری EN 10216-4 برای لوله های با دمای پایین، با انتخاب درجه بر اساس ترکیب و دمای ضربه |
| JIS | JIS G3460 STPL380 برای لوله های فولادی کربنی با دمای پایین |
| گیگابایت | درجات GB/T 18984 مانند 16MnDG برای سرویس در دمای پایین |
این معادل ها برای مرجع متقابل استاندارد در مطالعات جایگزینی هستند. A333 Grade 3، با محتوای نیکل 3.5٪، اغلب با فولادهای نیکل دار با دمای پایین در EN 10216-4 مقایسه می شود، در حالی که درجه 6 با گریدهای کربن ساده مانند STPL380 مقایسه می شود. تعویض باید بر اساس مشخصات پروژه تایید شود، زیرا دمای تست ضربه و مقادیر پذیرش بین استانداردها متفاوت است.
برنامه های کاربردی
لوله A333 هر جا که دمای طراحی کمتر از انتقال شکل پذیر به شکننده فولاد کربنی معمولی باشد، مشخص می شود: کارخانه های مایع سازی و گازی سازی مجدد LNG، خطوط ذخیره سازی و انتقال برودتی، سیستم های تبرید، خطوط جمع آوری و انتقال نفت و گاز در آب و هوای سرد، و مبدل های حرارتی با دمای پایین. در تمام این خدمات، خریدار قبل از اینکه لوله برای نصب آزاد شود، نتایج آزمایش ضربه روی گواهی آسیاب را در برابر دمای طراحی تأیید می کند.
سوالات متداول
1. ASTM A333 برای چه مواردی استفاده می شود؟
برای لوله های فولادی بدون درز و جوش داده شده در سرویس های دمای پایین، تا دمای برودتی بسته به درجه، عمدتاً در نفت و گاز، LNG و سیستم های تبرید استفاده می شود.
2. تفاوت بین پایه 3 و درجه 6 چیست؟
درجه 6 یک فولاد کربن-منگنز-سیلیکون است که در -50 درجه فارنهایت (-45 درجه سانتیگراد) آزمایش شده است. درجه 3 دارای اسماً 3.5٪ نیکل است و در دمای -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) آزمایش شده است، بنابراین دماهای طراحی پایین تری را ارائه می دهد.
3. آیا A333 نیاز به تست ضربه دارد؟
بله. تست ضربه شارپی V-notch در دمای طراحی یا کمتر از آن برای همه گریدها اجباری است، که الزام تعیین کننده مشخصات است.
4. لوله A333 بدون درز است یا جوشی؟
هر دو مشخصات لوله های بدون درز و جوش داده شده را پوشش می دهد. محصول جوش داده شده باید همان الزامات چقرمگی در دمای پایین را مطابق با فلز پایه داشته باشد.
5. تفاوت A333 و A106 چیست؟
A333 برای سرویس های زیر صفر با آزمایش ضربه اجباری طراحی شده است، در حالی که A106 برای سرویس های با دمای بالا مانند لوله کشی بخار و دیگ بخار بدون آزمایش ضربه اجباری است.
6. A333 Grade 6 معادل چیست؟
معمولاً با JIS G3460 STPL380 و با درجه‌های کربن ساده سری EN 10216-4 با دمای پایین مقایسه می‌شود. تعویض نهایی به مشخصات پروژه و دمای ضربه مورد نیاز بستگی دارد.
