ASTM A671 VS ASTM A672: Rohstoffe, Leistungen, Anwendungen

(Vergleich der Normen und Materialeigenschaften ASTM A671 und ASTM A672)

In der Stahlindustrie ASTM A671 ASTM A672 ist eine wichtige Norm der American Society for Testing and Materials (ASTM). Sie dient in erster Linie der Regulierung der Produktion und Anwendung von elektrisch schmelzgeschweißten Stahlrohren. Das Verständnis der in diesen beiden Normen festgelegten Materialeigenschaften ist für die Auswahl industrieller Rohrleitungen entscheidend. Dieser Artikel analysiert die beiden Normen detailliert und vergleichend hinsichtlich ihres Anwendungsbereichs, der Stahlgüteklassifizierung, der Werkstoffblechnormen, der Unterschiede in den Leistungsmerkmalen, der Anwendungsgebiete und aktueller Schlüsselprojekte.

Anwendungsbereich der Standards(ASTM A671 GEGEN ASTM A672)

1. ASTM A671 Standard

Die Norm ASTM A671 gilt für elektrisch schmelzgeschweißte Stahlrohre für den Einsatz unter atmosphärischen und kryogenen Bedingungen. A671-Rohre werden aus hochwertigen Druckbehälterblechen verschiedener Festigkeitsklassen und Zusammensetzungen hergestellt und eignen sich für Hochdruckanwendungen sowohl bei atmosphärischen als auch bei kryogenen Temperaturen. Die Norm gilt nominell für Rohre mit einem Außendurchmesser von 16 Zoll (400 mm) und einer Wandstärke von 1/4 Zoll (6 mm) und mehr. Andere Größen sind jedoch erhältlich, sofern alle anderen Anforderungen erfüllt sind. ASTM A671-Rohre sind beständig gegen niedrige Temperaturen und hohen Druck und daher besonders geeignet für Umgebungen, die Beständigkeit gegen extrem niedrige Temperaturen oder Feuchtigkeit erfordern.

2. ASTM A672-Norm

Die Norm ASTM A672 ist hauptsächlich für elektrisch schmelzgeschweißte Stahlrohre vorgesehen, die bei mittleren Temperaturen und hohem Druck eingesetzt werden. A672-Rohre werden aus hochwertigem Blech gefertigt und sind für den Transport von Flüssigkeiten bei hohen Temperaturen und Drücken ausgelegt. Sie eignen sich für den Einsatz in Umgebungen mit mittleren Temperaturen (200–350 °C) und hohem Druck und erfüllen die strengen Leistungsanforderungen für Rohrleitungen, die unter solchen Bedingungen betrieben werden. A672-Rohre werden häufig in Hochtemperatur- und Hochdruck-Flüssigkeitstransportsystemen eingesetzt, beispielsweise in Dampfleitungen in Kraftwerken.

Stahlklassifizierung und -normen (ASTM A671 GEGEN ASTM A672) für Rohmaterial Stahlbleche

1. ASTM A671 Stahlgütesystem und Rohstoffe

Stahlsorten nach ASTM A671 werden durch eine Kombination aus Güte und Klasse dargestellt. Die Güte gibt die Blechart an, während die Klasse die Wärmebehandlung, Schweißnahtprüfung und Druckprüfung während des Rohrleitungsherstellungsprozesses widerspiegelt. Die hauptsächlich verwendeten Rohbleche sind ASTM A516 (Kohlenstoffstahlbleche für Druckbehälter), ASTM A285 (Kohlenstoffstahlbleche mit niedriger und mittlerer Festigkeit für Druckbehälter), ASTM A299 (hochfeste Kohlenstoff-Mangan-Silizium-Stahlbleche für Druckbehälter) und ASTM A537 (wärmebehandelte Kohlenstoff-Mangan-Stahlbleche für Druckbehälter).

• Tieftemperatur-Basisstähle wie A671CC60, A671GRCC60 und ASTM A671CC60 werden auf Basis von A285GR.C-Stahlblechen mit einem Kohlenstoffgehalt von ≤ 0.25 % hergestellt. Die Tieftemperaturzähigkeit wird durch die Zugabe von Spurenelementen aus Nickel (0.3–0.6 %) erhöht, wodurch sie für Tieftemperatur- und Hochdruckumgebungen um -30 °C geeignet sind.
• Hochzähe Stähle wie ASTM A671 CC65, A671 CC65 Cl22 und ASTM A671 CC65 Cl22 werden nach der Normalisierung aus A537 Cl.2-Stahlblechen hergestellt. Sie haben einen Phosphor- und Schwefelgehalt von ≤ 0.03 % und werden einer 100%igen Röntgenprüfung der Schweißnähte unterzogen. Die Aufprallenergie bei einer niedrigen Temperatur von -45 °C beträgt ≥ 34 J und eignet sich daher für extrem niedrige Temperaturen (z. B. für den LNG-Transport).
• Die hochfeste Stahlsorte A671CC70, hergestellt auf Basis von A299-Stahlblechen, weist eine Streckgrenze von über 480 MPa und eine gute Tieftemperaturzähigkeit auf. Sie eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Beständigkeit gegen extrem hohen Außendruck bei niedrigen Temperaturen erfordern (z. B. Rohrleitungen für kryogene Anlagen).
• Zu den gewöhnlichen Niedertemperatur-Stahlsorten gehören auch abgeleitete Modelle auf Basis von Stahl A516 Gr.60, die für gewöhnliche Niedertemperatur-Hochdruckpipelines bei -29 °C geeignet sind und eine bessere Wirtschaftlichkeit als nickelhaltige Stahlsorten aufweisen.

2. ASTM A672 Stahlgütesystem und Rohstoffe

Stahlsorten nach ASTM A672 werden als „Material + Güte“ bezeichnet. Die hauptsächlich verwendeten Rohstoffe sind ASTM A285 (niedrig- und mittelfeste Kohlenstoffstahlbleche für Druckbehälter), ASTM A515 (Kohlenstoffstahlbleche für Mitteltemperaturdruckbehälter), ASTM A516 (Kohlenstoffstahlbleche für Druckbehälter) und ASTM A537 (wärmebehandelte Kohlenstoff-Mangan-Stahlbleche für Druckbehälter).

• Grundlegende Stahlsorten wie A672 B60, A672 GRB60 und ASTM A672 GRB60 werden aus A515 Gr.60-Stahlblechen mit einem Kohlenstoffgehalt von ≤ 0.27 %, einem Mangangehalt von 1.0–1.3 % und einer Zugfestigkeit von 485–620 MPa hergestellt. Sie eignen sich für Mitteltemperatur- und Hochdruckleitungen bei 200–300 °C.
• Hitzebeständige Stähle wie A672 C60 CL22, ASTM A672 C65 CL22 und A672 C65 CL22 werden aus normalisierten Stahlblechen der Güte A516 Gr.70 (CL22) hergestellt. Ihre Hitzebeständigkeit wird durch ein optimiertes Mangan-Silizium-Verhältnis verbessert, wodurch sie für Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen über 300 °C geeignet sind (z. B. für Dampfleitungen in Kraftwerken).
• Ultrahochdruckstähle wie A672C70 und ASTM A672GRC60 werden auf Basis von A537Cl.1-Stahlblechen hergestellt. Nach dem Abschrecken und Anlassen erreicht ihre Streckgrenze über 450 MPa, und die Festigkeitserhaltung bei 400 °C liegt bei über 80 %. Sie eignen sich für Ultrahochdruck-Rohrleitungssysteme.
• A285 Gr.B-Stahlbleche werden als wirtschaftliche Stahlsorte verwendet, die für mittlere Temperaturen (≤250 ℃) und Niederdruckbedingungen geeignet ist und 10–15 % weniger kostet als die Serie A515.

Vergleich der Leistungsunterschiede (ASTM A671 GEGEN ASTM A672)

Die Leistungsunterschiede zwischen ihnen sind im Wesentlichen auf Unterschiede in der Legierungszusammensetzung und den Wärmebehandlungsprozessen zurückzuführen, und zwar:

1. Schweißbarkeit und mechanische Eigenschaften

• ASTM A671: Die Zugfestigkeit beträgt ca. 485–620 MPa, die Streckgrenze ca. 345–415 MPa. Alle Stahlsorten (z. B. A671 Gr CC60 und A671 CBD60) erfordern eine gute Schweißbarkeit und können mit Lichtbogenschweißen, Schutzgasschweißen und anderen Verfahren geschweißt werden. Nach dem Schweißen ist keine aufwendige Wärmebehandlung erforderlich, um die Tieftemperaturzähigkeit zu erhalten.
• ASTM A672: Die Zugfestigkeit (550–700 MPa) und Streckgrenze (380–480 MPa) von Rohren der Güteklasse A672 (z. B. A672 B60 und ASTM A672) sind deutlich höher als die von A671. Vorwärmen (150–200 °C) und eine Spannungsentlastungsbehandlung nach dem Schweißen sind erforderlich, um Rissbildung zu vermeiden und die Rohre an mechanische Belastungen unter hohem Druck und hoher Temperatur anzupassen.

2. Hohe Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit

• ASTM A671: Modelle wie ASTM A671 CC60 und A671 CC65 Cl22 kontrollieren den Phosphor- und Schwefelgehalt (≤ 0.03 %) und fügen Nickel hinzu. Die Charpy-Schlagenergie bei -45 °C beträgt ≥ 27 J und bietet eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit. Sie können lange Zeit unter extrem kalten und feuchten Bedingungen eingesetzt werden (z. B. in Pipelines in nördlichen Ölfeldern).
• ASTM A672-Modelle: A672 C60 Cl22, ASTM A672 Gr C60 und andere verbessern die Hochtemperaturstabilität durch Legierung mit Chrom und Molybdän. Die Festigkeitserhaltungsrate bei 350 °C beträgt mehr als 85 %, die Beständigkeit gegen Niedertemperaturkorrosion ist jedoch relativ gering, sodass sie für trockene Hochtemperaturumgebungen (z. B. Hochtemperatur-Dampfleitungen in Chemiewerken) geeignet sind.

Anwendungsfelder und aktuelle Schlüsselprojekte

1. ASTM A671 Standard: Stahlanwendungen und -projekte

• Energiesektor: Der nördliche Abschnitt der chinesisch-russischen Ostroute (Inbetriebnahme geplant für 2023) verwendet ASTM A671-Rohre (z. B. A671 CC60). Dieser Abschnitt verläuft durch kalte Regionen wie Heilongjiang und die Innere Mongolei, wo die Tiefsttemperatur -40 °C erreicht. Für die Pipeline wird die Stahlsorte A671 CC65 Cl22 verwendet, die dank ihrer hervorragenden Kältezähigkeit die Sicherheit des Erdgastransports im Winter gewährleistet.
• Chemische Industrie: Das LNG-Lagertankprojekt in Xinjiang (Fertigstellung geplant im Jahr 2024) verwendet A671CC65CL22 als Verbindungsleitung zwischen dem Lagertank und der Transferpumpe, was einen Betrieb bei extrem niedrigen Temperaturen ohne Leckage bei -162 °C ermöglicht.
• Kommunale Technik: Die bei den Olympischen Winterspielen in Peking (Inbetriebnahme 2022) verwendeten Heizungsrohre bestehen aus dem Material A671GRCC60, das bei extremen Wetterbedingungen von -25 °C nicht riss und so eine stabile Beheizung der Veranstaltungsorte gewährleistet.

2. ASTM A672-Standard: Stahlanwendungen und -projekte

• Energiesektor: Im Kohlekraftwerk Thar in Pakistan (Stromerzeugung im Jahr 2023) wird ASTM A672 GR B60-Stahl als Hochtemperatur-Dampfleitung (380 °C, 12 MPa) des Kessels verwendet, der Langzeittests unter Hochtemperatur-Wüstenbedingungen standgehalten hat.
• Chemische Industrie: Das Raffinerie- und Chemieintegrationsprojekt von Zhejiang Petrochemical mit einer Kapazität von 40 Millionen Tonnen/Jahr (Inbetriebnahme geplant für 2024) verwendet A672C65CL22-Stahl als Hochdruck-Reaktionszufuhrleitung (320 °C, 18 MPa) der Hydrocracking-Einheit, um die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit unter Hochtemperatur- und Druckbedingungen zu erfüllen.
• Öl- und Gasförderung: Die Pipeline des Jubail-Gasfeldes in Saudi-Arabien (Fertigstellung geplant für 2023) verwendet eine Ölpipeline vom Typ ASTM A672 C70 für die Tiefseeverlegung (260 °C, 22 MPa), die sich an die extrem hohen Temperatur- und Druckbedingungen in der Wüste anpassen kann.

Die ASTM A671-Reihe (z. B. A671 CC60, ASTM A671 CC65) zeichnet sich durch Kältefestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Das als Rohmaterial verwendete Stahlblech ist für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen ausgelegt und eignet sich für Hochdruckleitungen bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit. Die ASTM A672-Reihe (z. B. A672 B60, ASTM A672 GRC60) zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit und Festigkeit aus. Als Rohmaterial wird hitzebeständiges legiertes Stahlblech verwendet, das für den Betrieb bei mittleren, hohen Temperaturen und hohem Druck geeignet ist.

Die Wahl sollte entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen getroffen werden: ASTM A671 wird für niedrige Temperaturen und feuchte Bedingungen bevorzugt, während ASTM A672 für hohe Temperaturen, hohen Druck und trockene Bedingungen bevorzugt wird. Aus Sicht der jüngsten Schlüsselprojekte spielen beide Materialien eine unersetzliche Rolle in Schlüsselprojekten in der Energie- und Chemieindustrie usw., und ihre Leistungsunterschiede bestimmen auch den Anwendungsbereich.

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• Klasse: 10, 11, 12, 20, 22, 50, 60, 70
• Außendurchmesser: 406.4–1422 mm (16–56 Zoll)
• Wandstärke: 7.92–50.8 mm (0.312″ – 2″)
• Länge: 3-12.5 Meter

Email:  info@ilongma.com

Referenz:

Artikel:

1. Typische Anwendungen von ASTM A671-Stahlrohren in multinationalen Infrastrukturprojekten
2. Technische Fälle von ASTM A672 in Erdgas-Stromerzeugungs- und Wärmeenergieprojekten
3. Analyse des Herstellungsprozesses und der Inspektionsverfahren von ASTM A672-Stahlrohren
4. Vergleichende Analyse von ASTM A671 und Standards wie API 5L und ASTM A106

Standard:

1. ASTM A671/A671M-16a: elektrisch schmelzgeschweißte (EFW) Stahlrohre für atmosphärische und niedrigere Temperaturen