ASTM A53 клас B безшевна тръба от въглеродна стомана
Преглед
ASTM A53 клас B тип Sенай-широко използваната спецификация за безшевни тръби от въглеродна стоманапри общо налягане и механични приложения. Той обхваща безшевни черни и горещо поцинковани стоманени тръби, предназначени за пренос на течности, структурни приложения и обикновени употреби в линии за пара, вода, газ и въздух.
Ключово обозначение:
A53:Номер на стандартната спецификация
Степен B:Означава минимална граница на провлачване от 35 000 psi
Тип S: Безшевнипроизводствен процес (срещу тип E=ERW, тип F=заварени в пещ)
Механични свойства
| Собственост | Изискване за степен B | Стандарт за изпитване |
|---|---|---|
| Якост на опън | По-голямо или равно на 60 000 psi (415 MPa) | ASTM A370 |
| Сила на провлачване | По-голямо или равно на 35 000 psi (240 MPa) | ASTM A370 |
| Удължение | Варира според дебелината на стената* | ASTM A370 |
Изисквания за удължение (Минимален % в 2"):
Дебелина на стената По-голяма или равна на 0,120": 22%
Дебелина на стената < 0,120": Изчислено по формула в ASTM A53
Забележка: Не са посочени максимални стойности за провлачване или якост на опън.
Химичен състав (максимален %)
| елемент | Степен Б | Цел/Ефект |
|---|---|---|
| Въглерод (C) | 0.30 | Сила, твърдост |
| Манган (Mn) | 1.20 | Якост, закаляемост |
| Фосфор (P) | 0.05 | Примес (намалява якостта) |
| Сяра (S) | 0.045 | Примеси (засягат заваряемостта) |
| Мед (Cu) | 0,40 (когато е посочено) | Устойчивост на корозия |
| Силиций (Si) | Не е посочено | Обикновено 0,10-0,35% за мъртва стомана |
Ключови точки:
Убита стомана:A53 Клас B безшевна стомана обикновено е умъртвена със силиций
Без минимален силицийопределени, но обикновено присъстват
Медна стомана(мин. 0,18% Cu), наличен, когато е необходима повишена устойчивост на атмосферна корозия
Производствен процес
Безпроблемни производствени методи:
Ротационен пиърсинг (процес на Манесман):
Нагрята заготовка (2200-2400 градуса F), завъртяна между наклонени ролки
Създава куха черупка, която е допълнително удължена
Най-често срещаният метод за A53 безшевни
Процес на екструдиране:
Нагрята заготовка, принудена през матрицата
По-добър за специализирани приложения
Допълнителна обработка:
Горещо завършено:Без допълнителна топлинна обработка
Студено изтеглено:За точни размери и гладко покритие
Нормализирано:По избор за подобрени свойства
Диапазон на размерите за безшевни:
Номинален размер на тръбата:1/8" до 26" (най-големият обикновено 24")
Външен диаметър:0,405" до 26"+
Дебелина на стената:Графици 10, 20, STD, 40, 80, 120, 160, XXS
Дължина:Единична произволна (16-22 фута), двойна произволна (35-45 фута), дължини на рязане
Изисквания за тестване
Задължително тестване:
| Тест | Изискване | Честота |
|---|---|---|
| Хидростатичен тест | Налягане=P=2StDP=D2St (мин. 100 psi) S=60% от определената минимална граница на провлачване Продължителност По-голяма или равна на 10 секунди |
Всяка дължина(освен ако NDT алтернатива) |
| Безразрушителен тест | Вихрови токове, ултразвук или одобрен метод | Алтернатива на хидростатичния тест |
| Тест на опън | Един за всяка топлина на стомана, за дебелина на стената | Задължително |
| Тест за сплескване | За безшевни тръби По-малко или равно на 8⅝" OD | Два теста на партида |
| Тест за огъване | За материал По-малък или равен на 0,75" стена, По-малък или равен на 8⅝" OD | Алтернатива на теста за сплескване |
Тестване по избор:
Тест за твърдост:По споразумение между купувач и производител
Допълнителни тестове:Шарпи въздействие и др. по специално споразумение
Пример за изчисление на хидростатичен тест:
За 6" списък 40 A53 Gr.B (OD=6.625", стена=0.280"):
S=60% от 35 000 psi=21,000 psi
P = (2 × 21,000 × 0.280) / 6.625 = ≈1775 psiизпитвателно налягане
Допустими отклонения на размерите
| Измерение | Толерантност по ASTM A53 |
|---|---|
| Външен диаметър | D По-малко или равно на 1,625": ±0,5% D > 1,625": ±1,0% |
| Дебелина на стената | +12.5%, -10% от номинала |
| Дължина | Дължини на рязане: +¼", -0" |
| Тегло на фут | ±10% от изчисленото тегло |
| Прямост | 0,05% от максималното отклонение на дължината |
| Извън--закръгленост | Не е специално ограничено |
Повърхностни условия и покрития
| Състояние | Описание | Типична употреба |
|---|---|---|
| Черно (голо) | Като-валцувани с мелничен котлен камък | Общо обслужване, за боядисване |
| Горещо{0}}поцинкована | Поцинковано-покритие след производство | Защита от корозия, външна |
| Студено изтеглено | Гладко, блестящо покритие с тесни допуски | Прецизни приложения |
| Мариновани и олио | Чисто, светло покритие | Незабавно боядисване, естетично |
| Скосен край | Подготвен за заваряване (30 градуса ± 5 градуса) | Приложения за заваряване на тръбопроводи |
Общи приложения
Промишлени и търговски:
ВиК системи:Водоснабдяване, канализация, канализация
Противопожарна защита:Спринклерни системи, стойки
ОВК системи:Линии за отопление, вентилация, климатизация
Механични системи:Сгъстен въздух, смазване, хидравлични линии
Структурни приложения:Парапети, опори, огради (въпреки че A500 често се предпочита)
Нефт и газ:
Тръбопроводи за{0}}събиране на ниско налягане
Комунални услуги:Вода, пара, инструментален въздух
Структурни тръбопроводи:Подпори, пътеки, платформи
Конструкция:
Скеле(въпреки че A53 е по-рядко срещан от A500 за това)
Пилоти за основа(A252 е по-подходящ)
Архитектурен:Открити характеристики на тръбопровода
Общо обслужване:
Тръбопроводи за пара (По-малко или равно на 400 градуса F)
Топла и студена вода
Въздушни и газопроводи
Не{0}}пренос на корозивна течност
Сравнение с подобни стандарти
ASTM A53 клас B спрямо API 5L клас B:
| Параметър | A53 Клас B Безшевни | API 5L клас B Безшевни |
|---|---|---|
| Основна употреба | Общо налягане/механично | Пренос на нефт/газ |
| Химичен контрол | По-малко строги | По-контролиран, особено за PSL2 |
| Тестване на фокус | Хидростатични, сплескани, огъващи тестове | Хидростатичен, NDE, по-изчерпателен |
| Кисел сервиз | Не е предназначен за | Проектиран с HIC/SSC съображения |
| Проследимост | Основен (теглен номер) | Обширен (изисква се пълна проследимост) |
| цена | Като цяло по-ниски | По-високо (повече тестове, контроли) |
ASTM A53 клас B срещу ASTM A106 клас B:
| Параметър | A53 Клас B Безшевни | A106 Клас B Безшевни |
|---|---|---|
| Температурен рейтинг | По-малко или равно на 400 градуса F | По-малко или равно на 750 градуса F |
| Съдържание на силиций | Не е посочено | 0,10% минимум (щатна стомана) |
| Манган Макс | 1.20% | 1.06% |
| Основна употреба | Общо предназначение | Обслужване при висока{0}}температура |
| цена | По-ниска | По-високо |
Ключово сходство:Много мелници произвеждатдвойно сертифицираниматериал, отговарящ на изискванията на A53 Gr.B и A106 Gr.B.
Предимства на безшевната конструкция
Предимства спрямо заварени тръби:
Без надлъжна заварка:Елиминира потенциално слабо място
Равномерна сила:Постоянни свойства около обиколката
По-добре за високо налягане:Възможни са по-високи стойности на налягането
Подобрена устойчивост на корозия:Няма HAZ на заваръчния шев с различни корозионни характеристики
По-добра овалност:Обикновено по-кръгла от заварената тръба
По-висока температурна оценка:Често се оценява за по-високи температури
Кога да изберете Seamless:
Higher pressure applications (>300 psi обикновено)
Критични услуги, при които надеждността е от първостепенно значение
Приложения, при които целостта на заваръчния шев е проблем
Когато кодът или спецификацията изисква безпроблемно
Когато премията за разходите е оправдана от намален риск
Ограничения и съображения
Недостатъци спрямо заварени тръби:
По-висока цена:20-50% по-скъпа от ERW тръбата
Ограничения на размера:Максимален OD обикновено 24-26"
Вариации на дебелината на стената:Може да бъде по-малко еднообразен от ERW
Повърхностно покритие:Може да изисква повече почистване от заварени тръби
Наличност:Някои размери може да имат по-дълго време за изпълнение
Температурни граници:
Максимум:400 градуса F (204 градуса) за непрекъснато обслужване
Краткосрочен-срочен:До 500 градуса F (260 градуса) за ограничен период от време
За по-високи температури:Помислете за A106 или легирани стомани
Не се препоръчва за:
Силно циклично натоварване без оценка
Обслужване при много ниска температура (< -20°F) without impact testing
Силно корозивни среди без защита
Критично кисело обслужване (H₂S среда)
Опции за термична обработка
| Състояние | Описание | Ползи |
|---|---|---|
| Горещо завършено | Както-навити, без допълнителна топлинна обработка | Икономична, стандартна доставка |
| Нормализирано | Нагрява се над критична температура, охлажда се на въздух | Подобрена микроструктура, свойства |
| Закален | Загрява се и бавно се охлажда | Максимална пластичност, облекчаване на напрежението |
| Студено изтеглено | Студена обработка след гореща обработка | Тесни допуски, гладка повърхност |
| Облекчаване на стреса | Загрята под критична температура | Намалени остатъчни напрежения |
Забележка:Повечето A53 безшевни се доставятгорещо завършеноосвен ако не е посочено друго.
Сертификация на материалите
Необходима документация:
Сертификат за изпитване на мелница (MTC):С химичен анализ и механични тестове
Проследимост на топлинното число:От съществено значение за съответствие с кода
Записи от хидростатични изпитвания:Натиск и продължителност
Маркировка на материала:Според изискванията на ASTM A53
Изисквания за маркиране:
Име или търговска марка на производителя
ASTM обозначение (A53)
Степен (B)
Тип (S за безшевни)
Размер (NPS и график или OD × стена)
Топлинно число
Хидростатично изпитвателно налягане (ако се извършва)
Обозначение "SMLS" (незадължително, но често срещано)
Типичен пример за маркиране:
текст
ABC CO A53 BS 6 SCH40 12345 1800PSI
Къде: Производител=ABC CO, спецификация=A53, клас=B, тип=S, размер=6" SCH40, топлина=12345, изпитвателно налягане=1800 PSI
Производство и заваряване
Съображения за заваряване:
Предварително загряване:Обикновено не се изисква за тънки стени (<0.75")
Допълнителен метал:Обикновено E7018, ER70S-6 или еквивалент
Термична обработка след-заваряване:По избор за облекчаване на стреса
Квалификация на процедурата:Изисква се според приложимия код (ASME Раздел IX)
Заваряемост:Отличен поради умерения въглероден еквивалент
Изчисляване на въглероден еквивалент:
CE=C+Mn6CE=C+6Mn
За A53 Gr.B: Обикновено 0.30 + 1.20/6 =0,50 максимум
(Действителните стойности обикновено са 0,35-0,45)
Формоване и огъване:
Студено огъване:Приемливо с подходящи инструменти
Горещо огъване:Препоръчва се за дебели стени или тесни радиуси
Минимален радиус на огъване:Обикновено 3 × OD за студено огъване
Springback:Отчитане при проектиране на инструментална екипировка
Насоки за проектиране и избор
Изберете ASTM A53 клас B безшевни, когато:
Изискванията за налягане са умерени (обикновено 300-1000 psi)
Температура По-малка или равна на 400 градуса F (204 градуса)
Разходите позволяват премиум спрямо заварени тръби
Приложението се възползва от безпроблемни предимства
Кодът или спецификацията изискват безшевна тръба
Необходима е висока надеждност за критични услуги
Общи водопроводни, механични приложения или приложения за процеси с ниско{0}}налягане
Обмислете алтернативи, когато:
Цената е основна грижа (използвайте A53 ERW или API 5L ERW)
Large diameters needed (>24")
Very high pressure (>2000 psi) - разгледайте API 5L или A106
High temperature (>500 градуса F) - разгледайте A106
Обслужване при ниска температура (< -20°F) - consider A333
Структурни приложения - разгледайте A500
Приложения за натрупване - разгледайте A252
Пример за номинално налягане:
За 6" Schedule 40 A53 Gr.B безшевни:
Проектно налягане (вода, 100 градуса F):≈740 psi (ASME B31.1, B31.3)
Тестово налягане:≈1775 psi (хидростатичен)
Максимално допустимо налягане:По-високо, но ограничено от фитинги и др.
Информация за поръчка
Минимално необходима информация:
Стандарт и клас:ASTM A53 клас B тип S
размер:NPS и график (напр. 4" SCH 40) или OD × WT
Дължина:Произволни, двойно произволни или специфични дължини на рязане
Краен завършек:Обикновени, с резба, скосени
Покритие:Черен, поцинкован или грундиран
Изисквания към теста:Хидростатична или NDT алтернатива
Сертификация:Изисква се сертификат за изпитване на фреза
Количество:Крака или парчета
Незадължителни изисквания за уточняване:
Специална топлинна обработка (нормализирана, отгрята и др.)
Допълнителни тестове (Шарпи, твърдост и др.)
Специално почистване/консервиране (мариновани и омаслени и др.)
Инструкции за маркиране и опаковане
Изисквания за инспекция/свидетел
Примерна спецификация на поръчката за покупка:
текст
ASTM A53 Клас B Тип S Размер на безшевната тръба: 8" График 40 (8,625" OD × 0,322" стена) Дължина: Двойна произволна (приблизително. 40 фута) Количество: 2500 фута Краища: Обикновен, изрязан квадрат Покритие: Черно (голо) Тестване: Хидростатичен тест по ASTM A53 Сертифициране: Тест на мелница Сертификат с химичен анализ Маркировка: Съгласно изискванията на ASTM A53 Допълнително: Изпращайте в пакети от приблизително 5000 lbs
Индустриални стандарти и съответствие с кодекса
Ключови свързани стандарти:
ASME B36.10:Заварени и безшевни тръби от кована стомана (размери)
ASME B31.1:Захранващи тръбопроводи (дизайн)
ASME B31.3:Процесни тръбопроводи (дизайн)
ASTM A530:Общи изисквания за специализирани тръби от въглеродна стомана
ASME Раздел II, Част D:Допустими напрежения
Дизайн кодове:
Допустими напрежения:Предоставено в ASME B31.1 и B31.3
Дизайнерски формули:В приложимите раздели на код B31
Рейтинги на налягането:Често въз основа на формулата на Барлоу: P=2StDP=D2St
Фактори на безопасност:Обикновено 3:1 или 4:1 в зависимост от кода
Препратки към общи кодове:
UPC (Единен водопроводен код):Приема A53 за водопровод
IPC (Международен водопроводен кодекс):Приема A53 за водопровод
NFPA 13:Приема A53 за противопожарни спринклерни системи
Код на котела ASME:Може да приеме A53 за определени приложения
Икономически съображения
Ценови фактори:
размер:По-големите диаметри струват повече на фут
Дебелина на стената:По-тежките стени увеличават разходите за материали
Количество:Обикновено се предлагат обемни отстъпки
Топлинна обработка:Допълнителните процеси увеличават разходите
Тестване:Допълнителното тестване добавя към цената
Пазарни условия:Колебания в цените на суровините
Покритие:Поцинковането добавя 30-50% към базовите разходи
Типични съотношения на разходите:
A53 Gr.B безшевни:100% (базова линия)
A53 Gr.B ERW: 60-80%
API 5L Gr.B безшевни: 90-110%
A106 Gr.B безшевни: 105-120%
A500 структурни тръби: 80-110%
Съображения за общите инсталирани разходи:
Материални разходи:Безпроблемна премия
Разходи за производство:Подобно на заварените за повечето операции
Разходи за инсталиране:Подобно на заварени тръби
Разходи за поддръжка:Потенциално по-ниска поради надеждността
Разходи за жизнен цикъл:Може да бъде по-ниска въпреки по-високата първоначална цена
Проблеми с контрола на качеството
Често срещани дефекти в безшевни тръби:
Ламинации:Вътрешни сепарации от производството на тръби
Шевове:Повърхностни несъвършенства от валцуване
Ексцентричност:Неравномерна дебелина на стената
Повърхностна питинг:От котлен камък или корозия
Извън--кръг:Овалност над изискванията
Методи за проверка:
Ултразвуково изследване:За вътрешни дефекти и измерване на стени
Вихров ток:За повърхностни дефекти
Магнитна частица:За повърхностни пукнатини
Визуална проверка:За качество на повърхността
Проверки на размерите:OD, стена, праволинейност
Критерии за приемане:
Повърхностни дефекти:Няма вредни дефекти според ASTM A53
Размери:В рамките на определените толеранси
Тестове:Трябва да премине всички необходими тестове
Сертификация:Необходима е подходяща документация
Статистика за използване в индустрията
Пазарен дял:
Най-често срещаната спецификация на безшевни тръбив Северна Америка
Широко използванв търговското и промишлено строителство
Стандартен материалза много водопроводни и механични изпълнители
Наличенот повечето сервизни центрове за стомана
Регионални предпочитания:
Северна Америка:A53 е стандарт за тръби с общо предназначение
Европа:EN 10216/10217 по-често срещан
Азия:Често използвани JIS G3454 или API 5L
Близък изток:API 5L често се предпочита за промишлени
Използване на сектора:
Конструкция: 40%
Нефт и газ: 25%
Индустриален: 20%
Помощни програми: 10%
Други: 5%
Бъдещи тенденции и развитие
Тенденции в индустрията:
Увеличено двойно сертифициране:Още материали, отговарящи както на A53, така и на A106
Подобрена проследимост:По-добро документиране и проследяване
Екологични съображения:Повече рециклирано съдържание в производството
Цифрова документация:Електронни МТС и проследяване на материали
Привеждане в съответствие на глобалните стандарти:Сближаване със стандартите ISO
Технически разработки:
Подобрено качество на повърхността:По-добри довършителни процеси
По-строги толеранси:За прецизни приложения
Подобрено тестване:По-сложни NDE методи
Иновации в покритията:По-добра защита от корозия
Резюме и препоръки
Техническо резюме:
ASTM A53 Клас B безшевна тръба от въглеродна стоманаеиндустриален стандартен работен конза общо{0}}налягане и механични приложения. Неговата комбинация от адекватна здравина, добра заваряемост, достъпност и умерена цена го прави подходящ за широк спектър от приложения, където е желана или необходима безшевна конструкция.
Ключови предимства:
Широка наличност:На склад от повечето доставчици в обикновени размери
Приемане на код:Признат от всички основни кодове за строителство и налягане
Добър баланс:Адекватна якост с добра заваряемост и възможност за формоване
Рентабилност-:Разумна цена за безпроблемна работа
Доказана производителност:Десетилетия успешна история на приложение
Критерии за избор:
Изберете A53 Gr.B безшевни за:
Общи водопроводни, ОВК и механични системи
Приложения с ниско до умерено налягане (По-малко или равно на 1000 psi)
Температури по-ниски или равни на 400 градуса F
Където безшевната конструкция осигурява полза
Когато кодът или спецификацията го изискват
Замяна в съществуващи системи A53
Обмислете алтернативи за:
Very high pressure (>1500 psi) - разгледайте API 5L или A106
High temperature (>400 градуса F) - разгледайте A106
ниска температура (< -20°F) - consider A333
Структурни приложения - разгледайте A500
Разход{0}}чувствителни проекти, при които ERW е приемливо
Най-добри практики:
Спецификация:Винаги посочвайте "ASTM A53 клас B тип S" за безшевни
Сертификация:Изисквайте сертификати за изпитване на мелница с пратки
Инспекция:Проверете размерите и състоянието на повърхността при получаване
Съхранение:Пазете от корозия по време на съхранение
Изработка:Следвайте квалифицирани процедури за заваряване
Инсталация:Поддържайте правилно според приложимите кодове
Крайна препоръка:
За повечето общи промишлени, търговски и институционални приложения, изискващи безшевни тръби от въглеродна стомана,ASTM A53 клас B тип S осигурява оптимален баланс между производителност, наличност и цена.Неговата безшевна конструкция елиминира проблемите със заварките, като същевременно поддържа разумна икономика. Когато е правилно специфициран, произведен и инсталиран съгласно приложимите кодове, той осигурява надеждна дългосрочна-услуга за транспортиране на течности, механични системи и структурни приложения.
Забележка: Винаги се консултирайте с приложимите кодове (ASME B31.1, B31.3, водопроводни кодове и т.н.) и включете квалифицирани инженери, когато проектирате системи, използващи тръба A53, особено за приложения под налягане или критични услуги.
