Omfanget av ASTM A333/A333M
ASTM A333/A333M er standardspesifikasjonen for sømløse og sveisede stålrør beregnet for lav-temperaturdrift og for rørsystemer der hakkseighet er et designkrav. Standarden er skrevet rundt risikoen for sprøbrudd: Ferritisk stål som oppfører seg duktilt ved romtemperatur kan sprekke uten forvarsel når det er kaldt, og jo lavere temperatur desto større er risikoen. A333 adresserer denne risikoen ved å fikse kjemisk sammensetning, varmebehandling og fremfor alt en obligatorisk Charpy V-hakkslagtest ved en temperatur relatert til den tiltenkte tjenesten.
Standarden er mye brukt for flytende gass og kjølerør, for prosesslinjer med lav-temperatur i gassbehandlings- og petrokjemiske anlegg, og for rør som er utsatt for lave omgivelsestemperaturer. Rør produseres i flere kvaliteter, hver med forskjellig nikkelinnhold og forskjellig slagtesttemperatur, så valgprosessen starter med minimum designmetalltemperatur for systemet og går deretter tilbake til karakteren og veggtykkelsen som tilfredsstiller det.
Karakterer og kjemisk sammensetning
| Element, % | Karakter 1 | Grad 3 | 6. klasse | Karakter 8 |
|---|---|---|---|---|
| Karbon, maks | 0.30 | 0.19 | 0.30 | 0.13 |
| Mangan | 0.40 - 1.06 | 0.31 - 0.64 | 0.29 - 1.06 | 0,90 maks |
| Silisium | ikke spesifisert | 0.18 - 0.37 | 0,10 min | 0.13 - 0.37 |
| Nikkel | - | 3.18 - 3.82 | 3.18 - 3.82 | 8.40 - 9.60 |
| Fosfor, maks | 0.025 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
| Svovel, maks | 0.025 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
Karakterene skiller seg hovedsakelig i nikkelinnhold, og nikkel er elementet som senker den duktile-til-sprø overgangstemperaturen til ferritisk stål. Klasse 1 er et lav-karbonstål uten bevisst legeringstilsetning, brukt der brukstemperaturen bare er moderat lav. Klasse 3 og 6 inneholder ca. 3,5 % nikkel og er innredet i normalisert stand. Grad 8 inneholder ca. 9 % nikkel og brukes til den dypeste kryogene oppgaven. Andre karakterer i spesifikasjonen dekker mellomliggende kombinasjoner av nikkel og andre elementer; de fire som er oppført her er de som oftest bestilles for flytende gass og kjøleservice.
Mekaniske egenskaper og støttesttemperaturer
| Eiendom | Karakter 1 | Grad 3 | 6. klasse | Karakter 8 |
|---|---|---|---|---|
| Strekkfasthet, min | 380 MPa | 450 MPa | 415 MPa | 690 MPa |
| Flytegrense, min | 205 MPa | 240 MPa | 240 MPa | 380 MPa |
| Slagprøvetemperatur | -46 grader Celsius | -101 grader Celsius | -46 grader Celsius | -196 grader Celsius |
Slagprøvetemperaturene som er sitert ovenfor er de som er fastsatt i spesifikasjonen for hver klasse. Der minimum designmetalltemperatur er lavere enn spesifisert testtemperatur, bestiller kjøper testing ved lavere temperatur, og absorbert energibehov er eksplisitt angitt. Charpy V-hakkprøver tas i lengderetning fra rørlegemet, og for sveiset rør dekker tilleggsprøver sveisemetallet og den varme-påvirkede sonen, slik at den svakeste plasseringen i skjøten styrer aksepten.
Hvorfor effekttesting kontrollerer utvalget
En strekktest måler styrke; en støttest måler energien et materiale absorberer før det sprekker, og det er denne energien som avgjør om en liten sprekk vil løpe eller vil bli stoppet. Charpy-testing ved en fast temperatur under-null viser derfor at røret, dets sveis og dets varme-påvirkede sone har nok seighet ved den temperaturen som systemet faktisk vil se under en kaldstart-, trykkavlastning eller forstyrrelse.
Tre praktiske konsekvenser følger. For det første er varmebehandlingsbetingelsene av betydning: de nikkel-bærende kvalitetene normaliseres slik at kornstrukturen er jevn og overgangstemperaturen er lav. For det andre må sveiseforbruket kvalifiseres sammen med prosedyren, fordi et tilsatsmetall som er sterkt nok, men ikke seigt nok, vil mislykkes i skjøtestøttesten selv om rørkroppen består. For det tredje må bestillingsinformasjonen angi testtemperaturen og akseptenergien, fordi et sertifikat som kun rapporterer styrker ikke etablerer egnethet for lav-temperatur.
Søknader
Rør for overføring, lagring og regassifisering av flytende naturgass
Rør for kjøle- og ammoniakkanlegg
Prosesslinjer med lav-temperatur i gassprosesserings- og petrokjemiske anlegg
Rørføring i kaldt klima og arktisk service
Kompressor- og pumpestasjonsrør underlagt omgivelsesforhold under-null
FAQ
Spørsmål: Hvordan velger jeg mellom klasse 1, klasse 3, klasse 6 og klasse 8?
Arbeid fra den minste designmetalltemperaturen og den nødvendige slagtesttemperaturen. Grad 1 er egnet der temperaturen bare er moderat lav, 3,5 % nikkelkvaliteter dekker mellomområdet, og klasse 8 med ca. 9 % nikkel brukes til den dypeste kryogene oppgaven.
Spørsmål: Er effekttesting obligatorisk?
Ja. Hakkfasthet er hensikten med spesifikasjonen, og Charpy V-hakktesting ved spesifisert eller bestilt temperatur er en obligatorisk aksepttest for rørkroppen og, i sveiset rør, for den sveise- og varme-berørte sonen.
Spørsmål: Kan slagprøven utføres ved lavere temperatur enn figuren i tabellen?
Ja, når designet krever det. Kjøper oppgir nødvendig testtemperatur og akseptenergi på innkjøpsordren, og resultatene rapporteres på fabrikkens testrapport.
Spørsmål: Hvorfor trenger nikkelkvalitetene på 3,5 % normalisering?
Normalisering foredler og homogeniserer kornstrukturen, noe som senker den duktile-til-sprø overgangstemperaturen og gjør slagtestresultatet reproduserbart fra parti til parti.
Spørsmål: Hvilket fyllmetall brukes til sveiset A333-rør?
Et tilsatsmetall som er kvalifisert med slagtesting sammen med sveiseprosedyren ved designtemperatur. Styrke alene er ikke tilstrekkelig; seigheten til sveisemetallet og den varme-berørte sonen er også et akseptkrav.
Spørsmål: Hva skal det stå i innkjøpsordren?
Karakter, utvendig diameter, veggtykkelse, lengde, sømløs eller sveiset konstruksjon, slagprøvetemperatur og akseptenergi, varmebehandlingskrav og test- og undersøkelsespostene som må følge mølletestrapporten.
