ASTM A671 vs ASTM A672 : matières premières, performances, applications

(Comparaison des normes ASTM A671 et ASTM A672 et des propriétés des matériaux)

Dans l'industrie sidérurgique, ASTM A671 La norme ASTM A672 est une norme importante élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM). Elle sert principalement à réglementer la production et l'application des tubes en acier soudés par fusion électrique. La compréhension des propriétés des matériaux spécifiées dans ces deux normes est essentielle pour le choix des canalisations industrielles. Cet article propose une analyse comparative détaillée de ces deux normes : champ d'application, classification des nuances d'acier, normes relatives aux tôles de matières premières, différences de performances, domaines d'application et projets clés récents.

Champ d'application des normes(ASTM A671 CONTRE ASTM A672)

1. ASTM A671 Standard

La norme ASTM A671 s'applique aux tubes en acier soudés par fusion électrique destinés à être utilisés en conditions atmosphériques et cryogéniques. Fabriqués à partir de tôles pour appareils à pression de haute qualité, présentant différentes classes de résistance et compositions, les tubes A671 conviennent aux applications haute pression, tant à température atmosphérique que cryogénique. En principe, la norme s'applique aux tubes d'un diamètre extérieur de 16 pouces (400 mm) et plus, et d'une épaisseur de paroi de 1/4 pouce (6 mm) et plus. Cependant, d'autres dimensions sont disponibles sous réserve du respect de toutes les autres exigences. Les tubes ASTM A671 résistent aux basses températures et aux hautes pressions, ce qui les rend particulièrement utiles dans les environnements exigeant une résistance aux températures extrêmement basses ou humides.

2. Norme ASTM A672

La norme ASTM A672 est principalement destinée aux tubes en acier soudés par fusion électrique utilisés dans des conditions de moyenne température et de haute pression. Fabriqués à partir de tôles de haute qualité, les tubes A672 sont conçus pour le transport de fluides à haute température et pression. Ils conviennent à une utilisation dans des environnements à moyenne température (200–350 °C) et haute pression et répondent aux exigences de performance strictes des pipelines fonctionnant dans de telles conditions. Les tubes A672 sont largement utilisés dans les systèmes de transport de fluides à haute température et haute pression, tels que les conduites de vapeur des centrales électriques.

Classification et normes de l'acier (ASTM A671 CONTRE ASTM A672) pour les tôles d'acier de matières premières

1. Système de nuances d'acier et matières premières ASTM A671

Les nuances d'acier conformes à la norme ASTM A671 sont représentées par une combinaison de nuances et de classes. La nuance indique le type de tôle, tandis que la classe reflète le traitement thermique, l'inspection des soudures et les essais de pression effectués lors de la production des pipelines. Les principales tôles utilisées sont les normes ASTM A516 (tôles d'acier au carbone pour appareils à pression), ASTM A285 (tôles d'acier au carbone à faible et moyenne résistance pour appareils à pression), ASTM A299 (tôles d'acier au carbone-manganèse-silicium à haute résistance pour appareils à pression) et ASTM A537 (tôles d'acier au carbone-manganèse traitées thermiquement pour appareils à pression) :

• Les nuances d'acier basiques basse température telles que A671CC60, A671GRCC60 et ASTM A671CC60 sont fabriquées à partir de tôles d'acier A285GR.C dont la teneur en carbone est inférieure ou égale à 0.25 %. Leur ténacité à basse température est renforcée par l'ajout de traces de nickel (0.3 à 0.6 %), ce qui les rend adaptées aux environnements basse température et haute pression autour de -30 °C.
• Les aciers à haute ténacité tels que les normes ASTM A671 CC65, A671 CC65 Cl22 et ASTM A671 CC65 Cl22 sont fabriqués à partir de tôles d'acier A537 Cl.2 après normalisation. Leur teneur en phosphore et en soufre est inférieure ou égale à 0.03 %, et les soudures sont soumises à un contrôle radiographique complet. L'énergie d'impact à basse température (-100 °C) est supérieure ou égale à 45 J, ce qui les rend adaptés aux conditions de très basse température (par exemple, pour le transport du GNL).
• L'acier haute résistance A671CC70, fabriqué à partir de tôles d'acier A299, présente une limite d'élasticité supérieure à 480 MPa et une bonne ténacité à basse température. Il est adapté aux applications nécessitant une résistance à des pressions externes extrêmement élevées à basse température (par exemple, les canalisations pour équipements cryogéniques).
• Les nuances d'acier ordinaires à basse température comprennent également des modèles dérivés basés sur l'acier A516 Gr.60, qui conviennent aux pipelines ordinaires à basse température et haute pression à -29 °C et ont une meilleure efficacité économique que les nuances d'acier contenant du nickel.

2. Système de nuances d'acier et matières premières ASTM A672

Les nuances d'acier selon la norme ASTM A672 sont désignées par « matériau + nuance ». Les matières premières principalement utilisées sont les suivantes : ASTM A285 (tôles d'acier au carbone à faible et moyenne résistance pour appareils à pression), ASTM A515 (tôles d'acier au carbone pour appareils à pression moyenne température), ASTM A516 (tôles d'acier au carbone pour appareils à pression) et ASTM A537 (tôles d'acier au carbone-manganèse traitées thermiquement pour appareils à pression).

• Les nuances d'acier de base telles que A672 B60, A672 GRB60 et ASTM A672 GRB60 sont fabriquées à partir de tôles d'acier A515 Gr.60 avec une teneur en carbone ≤ 0.27 %, une teneur en manganèse comprise entre 1.0 % et 1.3 % et une résistance à la traction de 485 à 620 MPa. Elles conviennent aux canalisations à moyenne température et haute pression (200 à 300 °C).
• Les aciers réfractaires tels que l'A672 C60 CL22, l'ASTM A672 C65 CL22 et l'A672 C65 CL22 sont fabriqués à partir de tôles d'acier A516 Gr.70 après normalisation (CL22). Leur résistance à la chaleur est améliorée par l'optimisation du rapport manganèse-silicium, ce qui les rend adaptés aux environnements à haute température et haute pression, supérieurs à 300 °C (par exemple, pour les conduites de vapeur des centrales électriques).
• Les aciers ultra-haute pression tels que l'A672C70 et l'ASTM A672GRC60 sont fabriqués à partir de tôles d'acier A537Cl.1. Après trempe et revenu, leur limite d'élasticité dépasse 450 MPa et leur rétention de résistance à 400 °C dépasse 80 %. Ils conviennent aux systèmes de canalisations ultra-haute pression.
• Les tôles d'acier A285 Gr.B sont utilisées comme nuance d'acier économique, adaptée aux conditions de température moyenne (≤250 ℃) et de basse pression, avec un coût 10 à 15 % inférieur à celui de la série A515

Comparaison des différences de performances (ASTM A671 CONTRE ASTM A672)

Essentiellement, les différences de performances entre eux sont dues aux différences de composition des alliages et aux processus de traitement thermique, en particulier :

1. Soudabilité et propriétés mécaniques

• ASTM A671 : La résistance à la traction est d'environ 485 à 620 MPa et la limite d'élasticité d'environ 345 à 415 MPa. Tous les types d'acier (par exemple, A671 Gr CC60 et A671 CBD60) nécessitent une bonne soudabilité et peuvent être soudés à l'arc, sous gaz de protection et par d'autres méthodes. Aucun traitement thermique complexe n'est requis après le soudage pour maintenir la ténacité à basse température.
• ASTM A672 : La résistance à la traction (550–700 MPa) et la limite d'élasticité (380–480 MPa) des tubes de qualité A672 (par exemple, A672 B60 et ASTM A672) sont nettement supérieures à celles de la norme A671. Un préchauffage (150–200 °C) et un traitement de détente après soudage sont nécessaires pour prévenir la fissuration et s'adapter aux charges mécaniques sous haute pression et haute température.

2. Résistance aux hautes températures et à la corrosion

• ASTM A671 : Les modèles tels que ASTM A671 CC60 et A671 CC65 Cl22 contrôlent la teneur en phosphore et en soufre (≤ 0.03 %) et ajoutent du nickel. L'énergie d'impact Charpy à -45 °C est ≥ 27 J, avec une excellente résistance aux intempéries. Ils peuvent être utilisés longtemps dans des conditions difficiles de froid et d'humidité (par exemple, les pipelines des champs pétrolifères du Nord).
• Les modèles ASTM A672 : A672 C60 Cl22, ASTM A672 Gr C60 et d'autres améliorent la stabilité à haute température grâce à des alliages au chrome et au molybdène. Leur taux de rétention de résistance à 350 °C est supérieur à 85 %, mais leur résistance à la corrosion à basse température est relativement faible, ce qui les rend adaptés aux environnements secs à haute température (par exemple, les conduites de vapeur à haute température des usines chimiques).

Domaines d'application et projets clés récents

1. ASTM A671 Norme : Applications et projets en acier

• Secteur de l'énergie : La section nord du gazoduc Chine-Russie de l'axe oriental (dont la mise en service est prévue en 2023) utilise des tubes ASTM A671 (par exemple, A671 CC60). Ce tronçon traverse des régions froides comme le Heilongjiang et la Mongolie-Intérieure, où les températures minimales atteignent -40 °C. Le gazoduc utilise de l'acier A671 CC65 Cl22, qui garantit la sécurité du transport du gaz naturel en hiver grâce à son excellente résistance aux basses températures.
• Industrie chimique : Le projet de réservoir de stockage de GNL au Xinjiang (dont l'achèvement est prévu en 2024) utilise l'A671CC65CL22 comme pipeline de connexion entre le réservoir de stockage et la pompe de transfert, permettant un fonctionnement à des températures ultra-basses avec zéro fuite à -162 °C.
• Ingénierie municipale : Les tuyaux de chauffage utilisés lors des Jeux olympiques d'hiver de Pékin (mis en service en 2022) sont fabriqués en matériau A671GRCC60, qui ne s'est pas fissuré dans des conditions météorologiques extrêmes à -25 °C, assurant un chauffage stable dans les sites.

2. Norme ASTM A672 : Applications et projets en acier

• Secteur de l'énergie : À la centrale électrique au charbon de Thar au Pakistan (production d'électricité en 2023), l'acier ASTM A672 GR B60 est utilisé comme conduite de vapeur haute température (380 °C, 12 MPa) de la chaudière, qui a résisté à des tests à long terme dans des conditions désertiques à haute température.
• Industrie chimique : Le projet d'intégration de raffinage et de chimie de 40 millions de tonnes/an de Zhejiang Petrochemical (dont la mise en service est prévue en 2024) utilise l'acier A672C65CL22 comme conduite d'alimentation de réaction haute pression (320 °C, 18 MPa) de l'unité d'hydrocraquage pour répondre aux exigences de résistance à la corrosion dans des conditions de température et de pression élevées.
• Extraction de pétrole et de gaz : Le pipeline du champ gazier de Jubail en Arabie Saoudite (dont l'achèvement est prévu en 2023) utilise un pipeline pétrolier ASTM A672 C70 pour la pose en eau profonde (260 °C, 22 MPa), qui peut s'adapter à des conditions de température et de pression extrêmement élevées dans le désert.

La série ASTM A671 (par exemple, A671 CC60, ASTM A671 CC65) se caractérise par sa résistance à basse température et à la corrosion. La tôle d'acier utilisée est conçue pour un fonctionnement à basse température et convient aux canalisations haute pression dans des conditions de basse température et de forte humidité. La série ASTM A672 (par exemple, A672 B60, ASTM A672 GRC60) se caractérise par sa résistance à haute température et sa résistance à la corrosion. La matière première utilisée est une tôle d'acier allié résistant à la chaleur, adaptée à un fonctionnement à moyenne, haute température et haute pression.

Le choix doit être fait en fonction des conditions d'exploitation réelles : la norme ASTM A671 est privilégiée pour les conditions de basse température et d'humidité, tandis que la norme ASTM A672 est privilégiée pour les conditions de haute température, de haute pression et de sécheresse. D'après des projets clés récents, ces deux matériaux jouent un rôle irremplaçable dans les secteurs de l'énergie, de la chimie, etc., et leurs différences de performances déterminent également leur champ d'application.

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• Nuance : CA55, CB60, CB65, CB70, CC60, CC65, CC70
• Classe : 10, 11, 12, 20, 22, 50, 60, 70
• Diamètre extérieur : 406.4-1422 mm (16″-56″)
• Épaisseur de paroi : 7.92-50.8 mm (0.312″ – 2″)
• Longueur : 3-12.5 mètres

Courriel :  info@ilongma.com

Référence:

Article:

1. Applications typiques des tubes en acier ASTM A671 dans les projets d'infrastructure multinationaux
2. Études de cas techniques de la norme ASTM A672 dans les projets de production d'électricité à partir de gaz naturel et d'énergie thermique
3. Analyse du processus de fabrication et des procédures d'inspection des tubes en acier ASTM A672
4. Analyse comparative de la norme ASTM A671 et des normes telles que API 5L et ASTM A106

Standard:

1. ASTM A671/A671M-16a : tubes en acier soudés par fusion électrique (EFW) conçus pour les températures atmosphériques et les températures plus basses