ASTM A53 צינור פלדת פחמן ללא תפרים
סקירה כללית
ASTM A53הוא המפרט הסטנדרטי עבורצינור פלדה מגולוון ללא תפר מרותך שחור וטבול חם-ב-NPS 1/8 עד NPS 26. Theגרסה חלקה (סוג S)נמצא בשימוש נרחב ליישומים מכניים ולחץ, כמו גם לשימושים רגילים בקווי קיטור, מים, גז ואוויר.
ציוני חומר
| צִיוּן | סוּג | תַהֲלִיך | יישום ראשוני |
|---|---|---|---|
| כיתה א' | סוג S | ללא תפרים | צנרת-מכנית קלה,-בלחץ נמוך |
| כיתה ב' | סוג S | ללא תפרים | הנפוץ ביותר- צנרת לחץ, מבנית, חוזק גבוה יותר |
| כיתה ו' | סוג E/F | מרותך בלבד | עלות מכנית- נמוכה, ללא בדיקה הידרוסטטית |
הערה: רמה B חלקה היא ללא ספק המצוין הנפוץ ביותר עבור יישומי לחץ.
מאפיינים מכניים
| נֶכֶס | כיתה א' | כיתה ב' | הערות |
|---|---|---|---|
| חוזק מתיחה, דקות | 48,000 psi (330 MPa) | 60,000 psi (415 MPa) | ערך מינימלי בודד |
| חוזק תפוקה, דקות | 30,000 psi (205 MPa) | 35,000 psi (240 MPa) | נמדד ב-0.5% התארכות בעומס |
| התארכות, דקות | משתנה לפי עובי הדופן | משתנה לפי עובי הדופן | לפי ASTM A53 טבלה X4.1 |
דרישות התארכות (דוגמה לדרגה ב'):
עבור עובי דופן גדול או שווה ל-0.120 אינץ': 22% ב-2 אינץ'
עבור עובי דופן < 0.120 אינץ': מחושב לפי נוסחה
הרכב כימי (מקסימום%)
| אֵלֵמֶנט | כיתה א' | כיתה ב' |
|---|---|---|
| פַּחמָן | 0.25 | 0.30 |
| מַנגָן | 0.95 | 1.20 |
| זַרחָן | 0.05 | 0.05 |
| גוֹפרִית | 0.045 | 0.045 |
| נחושת (דקה כאשר צוין) | 0.18 | 0.18 |
| נחושת (מקסימום) | 0.40 | 0.40 |
הערה: צינורות ללא תפרים דרגה A ו-B עשויים מפלדה המיוצרת בתהליכים-פתוחים, חמצן בסיסי או-תנור חשמלי.
תהליך ייצור עבור צינור חלק
שיטות ייצור:
פירסינג רוטרי (תהליך מנסמן):
בילט עגול מוצק מחומם ל-2200-2400 מעלות F
מסתובב בין גלילים בזווית ליצירת מעטפת חלולה
השיטה הנפוצה ביותר עבור ASTM A53 ללא תפרים
תהליך שחול:
בילט מחומם נאלץ דרך למות
עדיף ליישומים מיוחדים
עיבוד נוסף:
סיום חם:אין טיפול חום נוסף
מצויר קר:למידות מדויקות ולגימור חלק
מנורמל:אופציונלי עבור מאפיינים משופרים
טווח מידות ללא תפרים:
גודל צינור נומינלי:1/8" עד 26" (הגדול ביותר בדרך כלל 24")
קוטר חיצוני:0.405 אינץ' עד 26 אינץ'+
עובי קיר:לוחות זמנים 10, 40, 80, 120, 160, XXS
מֶשֶׁך:אקראי (16-22 רגל) או אקראי כפול (35-45 רגל)
דרישות בדיקה
| מִבְחָן | דרישה לצינור ללא תפרים | תֶדֶר |
|---|---|---|
| בדיקה הידרוסטטית | דָרוּשׁ(אלא אם נעשה שימוש בחלופת NDT) לחץ=P=2StDP=D2St (מינימום 100 psi) S=60% מעוצמת התפוקה |
כל אורך של צינור |
| מבחן לא הרסני | זרם מערבולת, קולי או שיטה מאושרת אחרת | חלופה לבדיקה הידרוסטטית |
| בדיקת מתיחה | אחד לכל חום פלדה, לכל עובי דופן | הֶכְרֵחִי |
| מבחן השטחה | עבור צינור חלק קטן או שווה ל-8⅝ אינץ' OD | שני מבחנים למגרש |
| מבחן כיפוף | עבור חומר קטן או שווה לקיר בגודל 0.75 אינץ', פחות או שווה ל-8⅝ אינץ' OD | חלופה לבדיקת רידוד |
| מבחן קשיות | אופציונלי, לפי הסכם | כפי שצוין |
| בדיקה חזותית | פגמים פני השטח, ישרות | 100% |
נוסחת בדיקה הידרוסטטית:
S=מתח סיבים מותר (60% מחוזק התפוקה המינימלי שצוין)
t=עובי דופן (in)
D=קוטר חיצוני (בפנים)
סובלנות (לפי ASTM A53)
| מֵמַד | סוֹבלָנוּת |
|---|---|
| קוטר חיצוני | D פחות או שווה ל-1.625 אינץ': ±0.5% D > 1.625 אינץ': ±1.0% |
| עובי קיר | +12.5%, -10% מהנומינלי |
| מֶשֶׁך | אורכי חתך: +¼", -0" |
| משקל לכל רגל | ±10% מהמשקל המחושב |
| יוֹשֶׁר | 0.05% מהסטייה המקסימלית באורך |
תנאי פני השטח וגימורים
| מַצָב | תֵאוּר | שימוש אופייני |
|---|---|---|
| שחור (חשוף) | כפי-מגולגל עם אבנית טחינה | שירות כללי, לצביעה |
| חם-טבול מגולוון | אבץ-מצופה לאחר ייצור | הגנה מפני קורוזיה, חיצוני |
| מצוייר קר | גימור חלק ומבריק עם סובלנות הדוקה | יישומים מדויקים |
| כבוש ושומן | גימור נקי, בהיר | צביעה מיידית, אסתטית |
| סוף משופע | מוכן לריתוך | יישומי ריתוך צנרת |
יישומים נפוצים
תעשייתי ומסחרי:
מערכות אינסטלציה:אספקת מים, ניקוז
הגנה מפני אש:קווי ספרינקלרים
מערכות HVAC:חימום, קווי אוורור
מערכות מכניות:אוויר דחוס, קווי סיכה
יישומים מבניים:מעקות, תומכים (אם כי A500 עדיף)
נפט וגז:
קווי איסוף-ללחץ נמוך
שירותי שירות:מים, קיטור, אוויר מכשירים
צנרת מבנית:תומכים, שבילים
בְּנִיָה:
פיגומים(אם כי A53 פחות נפוץ מ-A500 עבור זה)
ערימת יסוד(A252 מתאים יותר)
אדריכלות:תכונות צנרת חשופות
השוואה עם API 5L
| פָּרָמֶטֶר | ASTM A53 דרגה B ללא חלק | API 5L דרגה B ללא חלק |
|---|---|---|
| שימוש ראשוני | מטרה כללית, אינסטלציה, מכנית | צינורות העברת נפט וגז |
| בקרה כימית | פחות מחמירים | יותר מבוקר, במיוחד עבור PSL2 |
| בדיקת פוקוס | בדיקות הידרוסטטיות, שיטוח, כיפוף | הידרוסטטי, NDE, מקיף יותר |
| שירות חמוץ | לא מיועד ל | עוצב עם שיקולי HIC/SSC |
| יכולת מעקב | בסיסי (מספר חום) | נרחב (דרוש מעקב מלא) |
| עֲלוּת | בדרך כלל נמוך יותר | גבוה יותר (יותר בדיקות, בקרות) |
דמיון מפתח:
ASTM A53 Grade B ≈ API 5L Grade Bעבור יישומים רבים שאינם-קריטיים
מסופק לעתים קרובות כמומוסמך כפולחוֹמֶר
היתרונות של צינור A53 ללא תפרים
ללא תפר ריתוך:מבטל נקודת תורפה פוטנציאלית בריתוך אורכי
חוזק אחיד:מאפיינים עקביים סביב היקפים
עדיף ללחץ גבוה:דירוג לחץ גבוה יותר מאשר מרותך שווה ערך
עמידות בפני קורוזיה משופרת:ללא ריתוך HAZ עם מאפייני קורוזיה שונים
סגלגל טוב יותר:בדרך כלל יותר עגול מצינור מרותך
מגבלות ושיקולים
עֲלוּת:יקר ב-20-50% מצינור ERW A53
מגבלות גודל:מקסימום בדרך כלל 24-26 אינץ' OD
וריאציות של עובי קיר:יכול להיות פחות אחיד מ-ERW
מגבלות טמפרטורה:בדרך כלל פחות או שווה ל-400 מעלות פרנהייט (204 מעלות) עבור שירות רציף
לא לשירות חמור:לא מומלץ לטעינה מחזורית, טמפרטורות נמוכות מאוד או סביבות קורוזיביות ללא הערכה
אפשרויות טיפול בחום
| מַצָב | תֵאוּר | הטבות |
|---|---|---|
| חם סיים | כפי ש-מתגלגל, אין טיפול חום נוסף | חסכוני, משלוח סטנדרטי |
| מנורמל | מחומם מעל טמפרטורה קריטית, אוויר מקורר | שיפור מבנה מיקרו, תכונות |
| חישול | מחומם ומתקרר באיטיות | משיכות מרבית, הפגת מתחים |
| מצוייר קר | קר עבד לאחר גימור חם | סובלנות הדוקה, משטח חלק |
אישור חומר
תיעוד נדרש:
תעודת בדיקת מיל:עם ניתוח כימי ובדיקות מכניות
עקיבות מספר חום:חיוני לתאימות קוד
רשומות בדיקה הידרוסטטית:לחץ ומשך זמן
סימון חומר:לפי דרישות ASTM A53
דרישות סימון:
שם היצרן או סימן מסחרי
ייעוד ASTM (A53)
כיתה (א' או ב')
סוג (S ללא תפרים)
גודל (NPS ולוח זמנים)
מספר חום
לחץ בדיקה הידרוסטטי (אם מבוצע)
ייעוד "SMLS".
ייצור וריתוך
שיקולי ריתוך:
חימום מוקדם:בדרך כלל לא נדרש עבור קירות דקים (<0.75")
מתכת מילוי:בדרך כלל E7018 או שווה ערך
לאחר-טיפול בחום לריתוך:אופציונלי להפגת מתחים
הסמכת נוהל:נדרש לפי קוד רלוונטי (ASME סעיף IX)
כיפוף ועיצוב:
כיפוף קר:מקובל עם כלי עבודה מתאים
כיפוף חם:עדיף לקירות עבים או רדיוסים הדוקים
רדיוס כיפוף מינימלי:בדרך כלל 3× OD לכיפוף קר
הנחיות עיצוב ובחירה
בחר ASTM A53 Seamless כאשר:
דרישות הלחץ הן מתונות (בדרך כלל 300-1000 psi)
העלות מאפשרת פרמיה על פני צינור מרותך
יישום נהנה מיתרונות חלקים
קוד או מפרט דורשים צינור חלק
נחוצה אמינות גבוהה עבור שירותים קריטיים
שקול חלופות כאשר:
העלות היא הדאגה העיקרית (השתמש ב-A53 ERW או API 5L ERW)
Large diameters needed (>24")
Very high pressure (>2000 psi) - שקול את API 5L או A106
High temperature (>500 מעלות פרנהייט) - שקול את A106
שירות בטמפרטורה נמוכה (< -20°F) - consider A333
מידע על הזמנה
מידע מינימום נדרש:
תקן וכיתה:ASTM A53 דרגה B סוג S
גוֹדֶל:NPS ולוח זמנים (למשל, 4 אינץ' SCH 40) או OD × WT
מֶשֶׁך:אורכי חתך אקראי, כפול אקראי או אורכי חתך ספציפיים
סיום סיום:רגיל, מושחל, משופע
שִׁכבָה:שחור, מגולוון, או דרוך
דרישות הבדיקה:חלופה הידרוסטטית או NDT
הסמכה:נדרשת תעודת בדיקת מיל
דרישות אופציונליות:
טיפול בחום מיוחד
בדיקות נוספות (Charpy, קשיות)
ניקוי/שימור מיוחד
הוראות סימון ואריזה
תקני תעשייה ותאימות לקודים
תקנים עיקריים קשורים:
ASME B36.10:צינור פלדה מחושל מרותך וחסר תפרים
ASME B31.1:צנרת כוח
ASME B31.3:צנרת תהליך
ASTM A530:דרישות כלליות לצינור פלדת פחמן מיוחד
קודי עיצוב:
מתחים מותרים ב-ASME B31.1 ו-B31.3
עיצוב נוסחאות בקטעי קוד B31 ישימים
שיקולים כלכליים
גורמי עלות:
גוֹדֶל:קטרים גדולים יותר עולים יותר לרגל
עובי קיר:קירות כבדים יותר מגדילים את עלות החומר
כַּמוּת:הנחות נפח זמינות בדרך כלל
טיפול בחום:תהליכים נוספים מגדילים את העלות
בּוֹחֵן:בדיקות נוספות מוסיפות למחיר
תנאי השוק:תנודות במחירי חומרי הגלם
השוואת עלויות (בערך):
A53 דרגה B ללא תפר: 100% (קו בסיס)
A53 דרגה B ERW: 60-80%
API 5L Grade B ללא תפרים: 90-110%
A106 דרגה B ללא תפר: 105-120%
בעיות בקרת איכות
פגמים נפוצים בצינור ללא תפרים:
למינציות:הפרדות פנימיות מייצור צינורות
תפרים:פגמים במשטח כתוצאה מגלגול
תִמהוֹנִיוּת:עובי דופן לא אחיד
פיזור פני השטח:מאבנית או קורוזיה
שיטות בדיקה:
בדיקות אולטרסאונד:לפגמים פנימיים
אדי שוטף:עבור פגמים פני השטח
חלקיק מגנטי:עבור סדקים פני השטח
רדיוגרפיה:לבדיקת ריתוך (על חיבורים מפוברקים)
תַקצִיר
ASTM A53 צינור פלדת פחמן ללא תפריםמספק פתרון צנרת אמין-לכללי עם היתרונות הגלומים של בנייה חלקה. אמנם יקר יותר מאלטרנטיבות מרותכות, אך הוא מציע אחידות חוזק מעולה ומבטל חששות בתפר ריתוך.
נקודות מפתח:
כיתה ב'הוא המצוין הנפוץ ביותר עבור יישומי לחץ
בנייה חלקהמספק הטבות עבור שירותים קריטיים
תוֹאֵםעם רוב קודי הצנרת התעשייתיים
זמין באופן נרחבבגדלים ובלוחות זמנים סטנדרטיים
חסכוני-עבור יישומים המצדיקים את הפרמיה החלקה
עבור רוב היישומים התעשייתיים, המסחריים והתעשייתיים הקלים, צינור ASTM A53 ללא תפרים מציע איזון מצוין בין ביצועים, זמינות ועלות. לשירותים תובעניים יותר (לחץ גבוה יותר, טמפרטורה או קריטיות), שקול חלופות חלקות של A106 או API 5L.
הערה: יש לציית תמיד לקודים החלים (ASME B31.1, B31.3 וכו') ולשקול את תנאי השירות בפועל מעבר לדרישות המפרט המינימלי בעת בחירת חומרי צנרת.
