Was ASTM A106 Klasse B abdeckt
ASTM A106 Klasse B ist eine Spezifikation für nahtlose Kohlenstoffstahlrohre für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Es ist das Arbeitsmaterial für Dampfleitungen, Kessel- und Überhitzerrohre, Wärmetauscher, Prozessrohre und Hochdruckübertragungsleitungen und wird nach Nenndurchmesser, Wandstärke, Länge und Güte sortiert. Zwei Merkmale unterscheiden es von gewöhnlichen Kohlenstoffstahlrohren: Es muss nahtlos sein und eine feine austenitische Korngröße aufweisen, die es ermöglicht, es bei erhöhter Temperatur zu verwenden und zu schweißen. Die Spezifikation erfordert außerdem, dass das Rohr einem bestimmten Biege-, Abflachungs- und hydrostatischen Test standhalten kann.
Chemische Zusammensetzung
Sowohl die Schmelzanalyse als auch die Produktanalyse werden kontrolliert. Typische Grenzwerte für Klasse B sind unten aufgeführt.
| Element | Erfordernis |
|---|---|
| Kohlenstoff | 0,30 % max |
| Mangan | 0.29-1.06% |
| Phosphor | 0,035 % max |
| Schwefel | 0,035 % max |
| Silizium | 0,10 % min |
Kohlenstoff und Mangan werden im Werk ausbalanciert, um die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Schweißbarkeit beizubehalten. Phosphor und Schwefel werden niedrig gehalten, da sie das Risiko von Heißrissen erhöhen und die Zähigkeit verringern. Geringe Restmengen anderer Elemente sind unvermeidbar und durch die Spezifikation begrenzt. Eine höhere Güteklasse, Güteklasse C, enthält mehr Kohlenstoff und Mangan und liefert eine höhere Festigkeit, während Güteklasse A eine geringere Festigkeit liefert.
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Klasse A | Klasse B | Klasse C |
|---|---|---|---|
| Mindestzugfestigkeit | 330 MPa (48 ksi) | 415 MPa (60 ksi) | 485 MPa (70 ksi) |
| Mindeststreckgrenze | 205 MPa (30 ksi) | 240 MPa (35 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
Die Mindestdehnung ist in der Norm festgelegt und hängt von der Prüfprobe und der Wandstärke ab. Daher sollte der vom Werk zertifizierte Wert dem Prüfbericht entnommen und nicht angenommen werden. Die Spezifikation kontrolliert auch Härte, Korngröße und die Ergebnisse von Abflachungs- und Biegetests, die alle beweisen sollen, dass das Material die anschließende Formgebung und das anschließende Schweißen verträgt.
Wie das Rohr hergestellt wird
Die Produktion beginnt mit runden oder quadratischen Stahlbarren, deren Zusammensetzung anhand der Grenzwerte der Güteklasse B verifiziert wurde. Die Knüppel werden auf Länge geschnitten, ihre Enden werden bearbeitet oder abgeschrägt, und sie werden in einen Drehherd- oder Hubbalkenofen gegeben und gleichmäßig bis in den Warmumformbereich erhitzt, so dass der Stahl über seinen gesamten Abschnitt duktil ist.
Der erste Umformschritt ist das Rotationslochen: Der heiße Barren läuft zwischen zwei tonnenförmigen Walzen und über einen Lochstopfen, der ihn in eine Hohlschale umformt. Anschließend wird die Schale gedehnt und ihre Wand auf einem Dornwalzwerk, Stopfenwalzwerk oder einem ähnlichen Elongator auf das fertige Maß gebracht, und der Außendurchmesser wird schließlich in einem Kalibrier- und Reduzierwalzwerk eingestellt. Kleinere Größen werden häufig hergestellt, indem die Schale erneut erhitzt und durch ein Streckreduzierwalzwerk geführt wird, das gleichzeitig Durchmesser und Wandstärke verringert. Während der gesamten Sequenz wird die Temperatur überwacht, da die Endtemperatur die Größe der Austenitkörner und damit die in der Spezifikation geforderten Eigenschaften steuert.
Nach dem Walzen wird das Rohr auf einem Kühlbett kontrolliert abgekühlt, gerichtet, abgelängt und angefast. Anschließend werden die Enden überprüft, das Rohr gewogen und gemessen, und auf jedem Stück werden Güteklasse, Größe, Wandstärke, Schmelzennummer und das Herstellerzeichen aufgedruckt. Sorte B wird normalerweise im Walzzustand ohne separate Normalisierungsbehandlung geliefert, da der Walzplan selbst die feine Kornstruktur erzeugt, die die Norm erfordert.
Prüfung und Qualitätskontrolle
Jede Produktionscharge wird sowohl bei der Hitze als auch beim fertigen Produkt auf ihre chemische Zusammensetzung getestet, und mechanische Tests bestätigen Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung. Abflachungen, Biegeprüfungen und ggf. Härteprüfungen runden das mechanische Programm ab. Jede Länge wird einer hydrostatischen Prüfung mit dem in der Spezifikation geforderten Druck oder, sofern zulässig, einer zugelassenen zerstörungsfreien elektrischen Prüfung unterzogen. Die Maßprüfung umfasst Außendurchmesser, Wandstärke, Ovalität, Länge, Geradheit und Endvorbereitung, und wenn der Auftrag dies erfordert, werden Ultraschall- oder andere zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt. Das fertige Material wird normalerweise mit einem Werkstestzertifikat freigegeben, in dem die Schmelzenzahl, die Chemie, die mechanischen Ergebnisse und die Prüfdrücke aufgeführt sind. Die gleiche Schmelzenzahl ist auf dem Rohr aufgedruckt, sodass das Zertifikat auf die einzelne Länge zurückgeführt werden kann.
Auswählen und Verwenden von A106-Rohren der Güteklasse B
Klasse B wird aufgrund ihrer Kombination aus Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit ausgewählt, und die Auslegungstemperatur muss immer mit den zulässigen Spannungstabellen der geltenden Vorschriften verglichen werden. Das Schweißen ist mit Zellulose- oder wasserstoffarmen Verfahren unkompliziert; Die Sorte erfordert normalerweise keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen, außer bei schweren Abschnitten, und ein Vorwärmen ist nur bei kaltem Wetter oder bei dicken Wänden erforderlich. A106 wird oft mit ASTM A53 verglichen, das auf der Werft identisch aussieht: A53 kann eher geschweißt als nahtlos sein und entspricht nicht den Feinkörnigkeitsanforderungen, daher sollten die beiden niemals ohne technische Genehmigung ersetzt werden. Wenn Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen erforderlich ist, ist ASTM A333 stattdessen die richtige Spezifikation.
FAQ
F: Was ist der Unterschied zwischen ASTM A106- und ASTM A53-Rohren?
A106 muss nahtlos und feinkörnig sein und ist für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorgesehen. A53 kann ofenstumpfgeschweißt, elektrisch widerstandsgeschweißt oder nahtlos sein, ist nicht für die Feinkornanforderungen geeignet und wird für gewöhnliche mechanische und Niederdruckanwendungen verwendet.
F: Welche mechanischen Eigenschaften hat A106 Grade B?
Eine Mindestzugfestigkeit von 415 MPa (60 ksi) und eine Mindeststreckgrenze von 240 MPa (35 ksi), wobei die Dehnungsanforderung vom Prüfling und der Wandstärke abhängt.
F: Wird A106 Grade B durch einen Schweißprozess hergestellt?
Nein. Die Spezifikation umfasst nur nahtlose Rohre, die durch Durchstechen und Walzen eines massiven Barrens hergestellt werden, weshalb das Rohr keine Längsschweißnaht aufweist.
F: Erfordert A106 Grade B nach dem Schweißen eine Wärmebehandlung?
Bei Standardwandstärken und normalen Kohlenstoffstahlverfahren ist dies normalerweise nicht der Fall. Schwere Abschnitte, Betrieb bei niedrigen Temperaturen und bestimmte Vorschriften erfordern möglicherweise dennoch eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Daher sollten die geltenden Vorschriften für jede Verbindung überprüft werden.
F: Wie wird das fertige Rohr getestet?
Chemische Analyse, Zug- und Dehnungsprüfung, Abflachungs- und Biegetests, eine hydrostatische oder zugelassene zerstörungsfreie elektrische Prüfung an jeder Länge sowie Maß- und Sichtprüfung und alle im Auftrag erforderlichen Ultraschall- oder anderen Prüfungen.
