ASTM A53 Бесшовные трубы из углеродистой стали

Обзор

АСТМ А53это стандартная спецификация длябесшовные и сварные трубы из черной и горячеоцинкованной-оцинкованной сталиот NPS 1/8 до NPS 26.бесшовная версия (Тип S)широко используется в механических приложениях и приложениях под давлением, а также для обычного использования в линиях пара, воды, газа и воздуха.

Марки материалов

Примечание. Бесшовные изделия класса B на сегодняшний день чаще всего используются для работы под давлением.

Механические свойства

Требования к удлинению (пример для класса B):

Для толщины стенки больше или равной 0,120 дюйма: 22 % на 2 дюйма.

Для толщины стенки < 0,120 дюйма: рассчитывается по формуле

Химический состав (максимум %)

Примечание. Бесшовные трубы классов A и B изготавливаются из стали, полученной мартеновским, кислородно-конвертерным или электропечным-процессом.

Процесс производства бесшовных труб

Методы производства:

Роторный пирсинг (процесс Маннесмана):

Цельная круглая заготовка, нагретая до 2200-2400 градусов по Фаренгейту.

Вращается между угловыми валками для создания полой оболочки.

Самый распространенный метод бесшовного соединения ASTM A53.

Процесс экструзии:

Нагретая заготовка продавливается через матрицу

Лучше для специализированных приложений

Дополнительная обработка:

Горячая отделка:Никакой дальнейшей термической обработки

Холодная вытяжка:Для точных размеров и гладкой поверхности

Нормализовано:Необязательно для улучшения свойств

Диапазон размеров для бесшовных:

Номинальный размер трубы:От 1/8 до 26 дюймов (самый большой размер обычно 24 дюйма).

Внешний диаметр:От 0,405 до 26 дюймов+

Толщина стены:Графики 10, 40, 80, 120, 160, XXS

Длина:Случайный (16–22 футов) или двойной случайный (35–45 футов)

Требования к тестированию

Формула гидростатического испытания:

S=Допустимое напряжение волокна (60 % заданного минимального предела текучести)

t=Толщина стенки (дюймы)

D=Внешний диаметр (дюймы)

Допуски (согласно ASTM A53)

Состояние поверхности и отделка

Общие приложения

Промышленность и Коммерция:

Сантехнические системы:Водоснабжение, дренаж

Противопожарная защита:Спринклерные линии

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования:Линии отопления, вентиляции

Механические системы:Сжатый воздух, линии смазки

Структурные применения:Поручни, опоры (предпочтительнее А500)

Нефть и газ:

Линии сбора низкого-давления

Коммунальные услуги:Вода, пар, приборный воздух

Структурные трубопроводы:Опоры, дорожки

Строительство:

Строительные леса(хотя A53 в этом случае встречается реже, чем A500)

Забивка фундамента(А252 лучше подходит)

Архитектурный:Особенности открытых трубопроводов

Сравнение с API 5L

Ключевое сходство:

ASTM A53, класс B ≈ API 5L, класс Bдля многих не-критических приложений

Часто поставляется какдвойной сертификатматериал

Преимущества бесшовной трубы A53

Нет сварного шва:Устраняет потенциальное слабое место в продольном сварном шве.

Равномерная сила:Стабильные свойства по всей окружности

Лучше для высокого давления:Более высокие номинальные значения давления, чем у эквивалентных сварных

Улучшенная коррозионная стойкость:Отсутствие сварных зон с различными коррозионными характеристиками.

Улучшенная овальность:Обычно более круглая, чем сварная труба.

Ограничения и соображения

Расходы:На 20-50% дороже трубы A53 ERW.

Ограничения по размеру:Обычно максимальный внешний диаметр 24–26 дюймов.

Варианты толщины стенок:Может быть менее однородным, чем ВПВ

Температурные пределы:Обычно меньше или равна 400 градусам F (204 градусам) для непрерывной работы.

Не для суровой эксплуатации:Не рекомендуется для циклических нагрузок, очень низких температур или агрессивных сред без оценки.

Варианты термообработки

Сертификация материалов

Требуемая документация:

Сертификат испытаний мельницы:С химическим анализом и механическими испытаниями

Отслеживание номера плавки:Необходим для соблюдения норм

Протоколы гидростатических испытаний:Давление и продолжительность

Маркировка материала:Согласно требованиям ASTM A53

Требования к маркировке:

Название или торговая марка производителя

Обозначение ASTM (A53)

Оценка (А или В)

Тип (S для бесшовного)

Размер (NPS и график)

Номер плавки

Давление гидростатического испытания (если оно проводится)

Обозначение «СМЛС»

Изготовление и сварка

Рекомендации по сварке:

Предварительный нагрев:Обычно не требуется для тонких стенок (<0.75")

Присадочный металл:Обычно E7018 или аналогичный.

Термическая обработка после-сварки:Дополнительно для снятия стресса

Квалификация процедуры:Требуется в соответствии с применимыми нормами (ASME, раздел IX).

Гибка и формовка:

Холодная гибка:Приемлемо при наличии подходящего инструмента.

Горячая гибка:Предпочтительно для толстых стен или узких радиусов.

Минимальный радиус изгиба:Обычно наружный диаметр 3× для холодного изгиба.

Рекомендации по проектированию и выбору

Выбирайте бесшовный вариант ASTM A53, когда:

Требования к давлению умеренные (обычно 300–1000 фунтов на квадратный дюйм).

Стоимость позволяет получить премию по сравнению со сварной трубой

Преимущества приложения благодаря очевидным преимуществам

Кодекс или спецификация требуют бесшовных труб.

Для критически важных сервисов необходима высокая надежность

Рассмотрите альтернативы, когда:

Стоимость имеет первостепенное значение (используйте A53 ERW или API 5L ERW)

Large diameters needed (>24")

Very high pressure (>2000 фунтов на квадратный дюйм) - рассмотрите API 5L или A106

High temperature (>500 градусов по Фаренгейту) - рассмотрите A106

Низкотемпературное обслуживание (< -20°F) - consider A333

Информация для заказа

Минимальная необходимая информация:

Стандарт и класс:ASTM A53 Класс B Тип S

Размер:NPS и график (например, 4 дюйма SCH 40) или OD × WT

Длина:Произвольная, двойная случайная или определенная длина обрезки

Конечная отделка:Гладкая, с резьбой, со скошенной кромкой

Покрытие:Черный, оцинкованный или грунтованный

Требования к тесту:Альтернатива гидростатическому или неразрушающему контролю

Сертификация:Требуется сертификат заводских испытаний

Дополнительные требования:

Специальная термическая обработка

Дополнительные испытания (Шарпи, твердость)

Специальная очистка/консервация

Инструкции по маркировке и упаковке

Отраслевые стандарты и соответствие кодексу

Ключевые соответствующие стандарты:

АСМЭ Б36.10:Сварные и бесшовные кованые стальные трубы

АСМЭ Б31.1:Силовые трубопроводы

АСМЭ Б31.3:Технологические трубопроводы

АСТМ А530:Общие требования к трубам из специализированной углеродистой стали

Коды проектирования:

Допустимые напряжения согласно ASME B31.1 и B31.3.

Расчетные формулы в соответствующих разделах кода B31.

Экономические соображения

Факторы стоимости:

Размер:Большие диаметры стоят дороже за фут.

Толщина стены:Более тяжелые стены увеличивают стоимость материала

Количество:Обычно доступны оптовые скидки

Термическая обработка:Дополнительные процессы увеличивают стоимость

Тестирование:Дополнительное тестирование увеличивает цену

Рыночные условия:Колебания цен на сырье

Сравнение стоимости (приблизительно):

A53, класс B, бесшовный: 100 % (базовый уровень)

ВПВ класса А53: 60-80%

API 5L, класс B, бесшовный: 90–110 %.

A106 Класс Б бесшовный: 105-120%

Проблемы контроля качества

Распространенные дефекты бесшовных труб:

Ламинирование:Внутренние разделения при изготовлении труб

Швы:Дефекты поверхности от прокатки

Эксцентриситет:Неравномерная толщина стенок

Поверхностная точечная коррозия:От накипи или коррозии

Методы проверки:

Ультразвуковой контроль:По внутренним дефектам

Эдди Карент:По дефектам поверхности

Магнитная частица:Для поверхностных трещин

Рентгенография:Для контроля сварных швов (на готовых соединениях)

Краткое содержание

ASTM A53 Бесшовные трубы из углеродистой сталипредставляет собой надежное решение для трубопроводов общего-назначения, обладающее преимуществами бесшовной конструкции. Хотя он дороже, чем сварные альтернативы, он обеспечивает превосходную однородность прочности и исключает проблемы со сварными швами.

Ключевые моменты:

Оценка Бнаиболее часто используется для применений под давлением

Бесшовная конструкцияпредоставляет преимущества для критически важных услуг

Совместимыйс большинством норм промышленных трубопроводов

Широко доступенв стандартных размерах и графиках

Экономически-эффективныйдля приложений, оправдывающих непрерывную надбавку

Бесшовные трубы ASTM A53 подходят для большинства общепромышленных, коммерческих и легких промышленных применений и обеспечивают превосходный баланс производительности, доступности и стоимости. Для более требовательных условий эксплуатации (более высокое давление, температура или критичность) рассмотрите бесшовные альтернативы A106 или API 5L.

Примечание. При выборе материалов трубопроводов всегда соблюдайте применимые нормы (ASME B31.1, B31.3 и т. д.) и учитывайте фактические условия эксплуатации, выходящие за рамки минимальных технических требований.