Mi az ASTM A53 B fokozatú hegesztett cső?
Az ASTM A53 a csövek, acél, fekete és meleg{1}}mártott horgany-bevonatú, hegesztett és varrat nélküli szabványos specifikációja. A B fokozat ennek a specifikációnak a legszélesebb körben használt minősége. Az A53 alatti hegesztett cső E típusú (elektromos ellenálláshegesztés, ERW) vagy F típusú (kemencében hegesztett{7}}); Az E típus a domináns kereskedelmi forma. Az A53 B osztályú hegesztett cső egy szénacél termék, amelyet általános használatra szántak: alacsony nyomású folyadékszállítás, mechanikai alkalmazások, szerkezeti elemek és nem{11}}kritikus folyamatsorok. Mechanikai tulajdonságait a szabvány határozza meg, és azonosak a varrat nélküli és hegesztett típusoknál.
Mechanikai tulajdonságok
Az alábbi táblázat összefoglalja az A53 B fokozatú hegesztett cső mechanikai követelményeit és jellemző mért értékeit:
| Ingatlan | Érték |
|---|---|
| Minimális szakítószilárdság | 415 MPa (60 000 psi) |
| Minimális folyáshatár | 240 MPa (35 000 psi) |
| Minimális nyúlás (2 hüvelyk) | 23% |
| Tipikus keménységi tartomány | 137-179 HB |
| Az ingatlan stabilitása | körülbelül 204 fokig (400 fok F) |
A folyási -/-húzási arány szándékosan magas, ami előre láthatóvá teszi az anyagot a tervezésben. Mivel a követelmények a cső egészére vonatkoznak, a megfelelően gyártott ERW cső hegesztési zónájának is meg kell felelnie az alapfémmel megegyező szakítószilárdsági és folyási követelményeknek.
A hőmérséklet hatása a teljesítményre
Az A53 Grade B szénacél, és ennek megfelelően viselkedik a következő hőmérséklet-tartományban:
Környezeti hőmérsékleten a cső teljesíti a megadott szilárdságát.
Körülbelül 204 fok (400 F) felett a szilárdság fokozatosan csökken, így a tartós, magas hőmérsékletű{2}}szolgáltatás kívül esik a tervezett határokon.
Nulla alatti hőmérsékleten az ütésállóság csökken; A hideg időjárási alkalmazásokhoz szükség van a szívósság értékelésére, és szükség esetén alternatív minőségekre, garantált Charpy-tulajdonságokkal.
A hőciklus tágulási és összehúzódási feszültségeket okoz; a hőtágulási együttható körülbelül 6,5 x 10-6 in/in/f F (11,7 x 10-6 m/m/fok).
Folyamatos, magas{0}}hőmérsékletű folyamatcsövek esetén az ASTM A106 Grade B a szokásos választás, mivel azt magas hőmérsékletű-nyomású szolgáltatásra gyártják és tesztelték.
Nyomásértékek és tervezés
A nyomáskapacitás az ütemtervtől függ, amely rögzíti a falvastagságot. A 40. ütemterv szerinti cső üzemi nyomása például körülbelül 1500 psi-től kis átmérőnél egészen körülbelül 300 psi-ig 10 nm átmérőjűnél. A maximálisan megengedhető nyomást a Barlow-képlettel számítják ki az anyagszilárdságból, a külső átmérőből és a falvastagságból, majd a vonatkozó kóddal csökkentik. A malom hidrosztatikus vizsgálata igazolja a nyomásképességet az üzemi nyomás 1,5-3-szorosánál.
| Névleges méret (40. táblázat) | Tipikus üzemi nyomás |
|---|---|
| Kis átmérők (1-2 hüvelyk) | körülbelül 1500 psi |
| Középső átmérők (4-6 hüvelyk) | körülbelül 700-900 psi |
| 10 átmérőjű | körülbelül 300 psi |
A tervezőknek mindig a vonatkozó ASME B31 kódban kell tájékozódniuk a megengedett feszültségekről, a kötéshatékonysági tényezőkről és a szolgáltatási korlátozásokról az általános nyomástáblázatok használata helyett.
Hogyan befolyásolja a hegesztés a mechanikai tulajdonságokat
A modern ERW-gyártás olyan hegesztési varratokat állít elő, amelyek közel azonosak az alapfémmel. A hőhatás-zóna kissé eltérő mikroszerkezetet mutathat, de megtartja a szükséges szilárdságot, és a hegesztési varrat sértetlenségét roncsolásmentes vizsgálattal igazolják. A régebbi hegesztési módszerekkel ellentétben a modern ERW a legtöbb esetben kiküszöböli az utólagos-hegesztési hőkezelést. Megfelelően gyártott csőben a hegesztési varrat jellemzően a termék legerősebb része, ezért az A53 Type E a szabvány határain belül elfogadott nyomástartó üzemre.
Fáradtság jellemzői
Az A53 B fokozatú hegesztett cső jó kifáradásállósággal rendelkezik statikus vagy lassan változó üzemben, de ciklikus kifáradási teljesítménye korlátozott. Sima minták esetében a tartóssági határ a szakítószilárdság körülbelül 50%-a. A hegesztési varratok lerövidíthetik a kifáradási élettartamot, ha felületi hibák vannak, és a dinamikus alkalmazásoknál figyelembe kell venni a varrat nélküli csöveket vagy a kifáradási besorolású{4}}ötvözeteket. A csőrendszerekben a megfelelő támasztávolság és rezgéscsillapítás növeli a fáradási élettartamot a feszültség amplitúdóinak szabályozásával.
GYIK
1. Melyek az A53 B fokozatú hegesztett cső minimális mechanikai tulajdonságai?
Minimális szakítószilárdság 415 MPa (60 000 psi), minimális folyáshatár 240 MPa (35 000 psi), minimális nyúlás 23% 2 hüvelykben. Ugyanezek a követelmények vonatkoznak a hegesztett és varrat nélküli típusokra is.
2. Milyen hőmérsékletig használható az A53 B fokozatú cső?
A tulajdonságok körülbelül 204 fokig (400 fok F) stabilak maradnak. E felett a hőmérséklet csökken, és általában az ASTM A106-ot részesítik előnyben a tartósan magas hőmérsékletű szolgáltatáshoz.
3. Hogyan határozzák meg az A53 hegesztett cső nyomásértékét?
A falvastagságból, átmérőből és anyagszilárdságból számítják ki a Barlow-képlet segítségével, majd a vonatkozó kód szerint csökkentik, például ASME B31.1 vagy B31.3. A malomban végzett hidrosztatikus vizsgálat igazolja a nyomásképességet.
4. Az ERW varrat gyengébb, mint az alapfém?
A modern ERW csövekben a hegesztési zóna ugyanolyan szilárdsági követelményeknek készül, mint az alapfém, és roncsolásmentes vizsgálattal igazolják, így nem gyenge pont, ha a cső specifikáció szerint készül.
5. Jó a fáradásállósága az A53 B fokozatú hegesztett csőnek?
Alkalmas statikus és alacsony{0}}ciklusú kiszolgáláshoz, a sima minták szakítószilárdságának 50%-a körüli tartóssági korláttal. A ciklikus vagy dinamikus terhelést alaposan felül kell vizsgálni, különösen a hegesztési varratoknál.
6. Mikor kell az A106-ot választani az A53 hegesztett cső helyett?
Ha a szolgáltatás magas hőmérsékletű, nagy nyomású vagy kód{0}}szabályozott folyamatcsövek. Az A106-ot erre a célra gyártják és tesztelték, míg az A53 egy általános-szolgáltatási termék.
