Wofür wird ASTM A333 Grade 6 verwendet?
ASTM A333/A333M umfasst nahtlose und geschweißte Stahlrohre für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen. Güteklasse 6 ist die Kohlenstoffstahlsorte dieser Familie und das Arbeitspferd für Rohrleitungen, die Sprödbrüchen bei Kälte standhalten müssen: LNG- und Gasverarbeitungsleitungen, Kühl- und Kryotransferleitungen, Prozessrohrleitungen für kalte{5}Klimabedingungen und Wärmeaustauschkreisläufe bei niedrigen Temperaturen. Die Bezeichnung ERW weist auf die geschweißte Variante hin, die durch elektrisches Widerstandsschweißen aus Stabstahl und nicht durch Durchstechen eines massiven Knüppels hergestellt wird.
Güteklasse 6 wird gegenüber Güteklasse 3 gewählt, die bei niedrigeren Temperaturen schlagzäh getestet wird, und gegenüber Stählen mit 3,5 % und 9 % Nickel, die höhere Legierungskosten verursachen. Note 6 bietet die günstigste Kostenposition, wenn die Prüftemperatur für das Design ausreichend ist.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Erfordernis (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (max.) | 0.30 |
| Mangan | 0.29-1.06 |
| Phosphor (max.) | 0.025 |
| Schwefel (max.) | 0.025 |
| Silizium (min.) | 0.10 |
| Nickel (max.) | 0.40 |
| Chrom (max.) | 0.30 |
| Kupfer (max.) | 0.40 |
Kohlenstoff wird abgedeckt, da sich die Sprödbruchfestigkeit mit sinkendem Kohlenstoff verbessert und die Restelemente begrenzt werden, um die Übergangstemperatur niedrig zu halten und Störungen beim Schweißen zu vermeiden.
Mechanische Anforderungen und Schlagprüfung
| Eigentum | Erfordernis |
|---|---|
| Zugfestigkeit, min | 415 MPa |
| Streckgrenze, min | 240 MPa |
| Dehnung in 2 Zoll, min | 30% |
| Temperatur des Schlagtests | -45 C (-50 F) |
| Charpy V-notch absorbierte Energie, durchschnittlich | Mindestens 18 J (13 ft-lbf), Exemplar in Originalgröße |
Der Schlagtest ist die bestimmende Anforderung der Sorte. Charpy-V--Kerbproben werden vom Rohrkörper und bei geschweißten Rohren vom Rohrkörper und, sofern erforderlich, von der Schweißnaht entnommen. Die absorbierte Energie wird normalerweise als Mindestdurchschnitt für den Satz aus drei Proben angegeben, wobei für jede einzelne Probe eine niedrigere Akzeptanzgrenze gilt. Eine seitliche Erweiterung kann ersetzt oder hinzugefügt werden, wenn dies in der Bestellung angegeben ist.
Die ERW-Fertigungsroute
ERW-Rohre werden vom Coil in eine zylindrische Form gebracht und entlang der Naht durch Widerstandserwärmung und Schmiededruck verschweißt, wobei der innere und äußere Schweißgrat beschnitten wird. Der Prozess ist schnell und erzeugt eine sehr gleichmäßige Wandstärke, was ihn für lange Strecken von Niedertemperaturrohren mit kleinem bis mittlerem Durchmesser wirtschaftlich macht. Die steuernden Größen sind Kantenvorbereitung, Schweißleistung, Schmiededruck und die anschließende Wärmebehandlung der Schweißzone.
Da eine ERW-Naht ein potenziell spröder Pfad ist, erfordert A333 eine Untersuchung der Schweißnaht. Die zerstörungsfreie Untersuchung der Naht mittels Ultraschall oder elektromagnetischer Verfahren sowie, sofern auftragsgemäß erforderlich, eine Quernahtzugprüfung ist Standard. A333-Rohre werden auch mit einer normalisierenden Wärmebehandlung bestellt, wenn die Anwendung die niedrigste Übergangstemperatur erfordert, da die Normalisierung die Kornstruktur verfeinert und die Zähigkeit verbessert.
Schweiß- und Fertigungshinweise
Güteklasse 6 lässt sich problemlos mit abgeschirmten Metalllichtbogen-, Gas-Wolfram-Lichtbogen- und Unterpulver-Lichtbogenverfahren schweißen. Da das Material für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen ausgelegt ist, werden Schweißzusätze und -verfahren durch Schlagprüfungen bei oder unterhalb der Betriebstemperatur qualifiziert, und das Vorwärmen ist im Allgemeinen auf das erforderliche Maß beschränkt, um Feuchtigkeit auf kalten Oberflächen zu vermeiden. Feldverbindungen im kryogenen Betrieb sollten während der hydrostatischen Prüfung geschützt werden und jegliche Flammenglättung sollte vermieden werden, da lokale Erwärmung die Kerbzähigkeit des umgebenden Metalls erhöhen kann.
Häufig gestellte Fragen
Q:Wie hoch ist die Schlagtesttemperatur für A333 Grade 6?
A: -45 C, entspricht -50 F. Schlagprüfungen mit einer minimalen durchschnittlichen absorbierten Energie von 18 J für Charpy-V-Kerbproben in Originalgröße sind eine zwingende Anforderung der Sorte.
Q:Was sind die Mindestzug- und Streckgrenzen?
A: Die Mindestzugfestigkeit beträgt 415 MPa und die Mindeststreckgrenze 240 MPa, mit einer Mindestdehnung von 30 % in 2 Zoll.
Q:Ist A333 Grade 6 als ERW-Rohr erhältlich?
A: Ja. A333/A333M deckt sowohl nahtlose als auch geschweißte Rohre ab, und die ERW-Variante wird häufig bei kleinen und mittleren Durchmessern verwendet. Im Rahmen der Spezifikation ist die Schweißnaht zu prüfen.
Q:Wie unterscheidet sich Note 6 von A333 Note 3?
A: Klasse 3 wird bei einer niedrigeren Temperatur auf Schlagfestigkeit getestet und wird verwendet, wenn die Designtemperatur unter die Testtemperatur von Klasse 6 fällt. Klasse 6 ist die wirtschaftlichere Wahl, wenn die Anforderungen an die Zähigkeit erfüllt sind.
Q:Muss ein A333-Rohr der Güteklasse 6 normalisiert werden?
A: Nicht immer, aber die Normalisierung wird üblicherweise für den Kaltbetrieb vorgeschrieben, da sie die Kornstruktur verfeinert und die Übergangstemperatur von duktil -zu -sprödem senkt. Der Wärmebehandlungszustand sollte in der Bestellung angegeben werden.