ASTM A671 VS ASTM A672: Materie prime, prestazioni, applicazioni

(Confronto tra gli standard ASTM A671 e ASTM A672 e le proprietà dei materiali)

Nel settore siderurgico, ASTM A671 VS ASTM A672 sono importanti standard sviluppati dall'American Society for Testing and Materials (ASTM). Sono utilizzati principalmente per regolamentare la produzione e l'applicazione di tubi in acciaio saldati per fusione elettrica. Comprendere le proprietà dei materiali specificate in questi due standard è fondamentale per la selezione delle tubazioni industriali. Questo articolo condurrà un'analisi comparativa dettagliata di questi due standard in termini di ambito di applicazione, classificazione dei gradi di acciaio, standard delle lamiere delle materie prime, differenze nelle caratteristiche prestazionali, campi di applicazione e recenti progetti chiave.

Ambito di applicazione delle norme (ASTM A671 VS ASTM A672)

1. ASTM A671 Standard

Lo standard ASTM A671 si applica ai tubi in acciaio elettrosaldati per fusione destinati all'uso in condizioni atmosferiche e criogeniche. I tubi A671, realizzati con lamiere di alta qualità per recipienti a pressione con diverse classi di resistenza e composizioni, sono adatti per applicazioni ad alta pressione sia a temperature atmosferiche che criogeniche. Nominalmente, lo standard si applica a tubi con diametro esterno di 16 pollici (400 mm) e superiore e spessore di parete di 1/4 di pollice (6 mm) e superiore. Tuttavia, sono disponibili altre dimensioni, purché vengano soddisfatti tutti gli altri requisiti. I tubi ASTM A671 sono resistenti alle basse temperature e alle alte pressioni, il che li rende particolarmente utili in condizioni che richiedono resistenza ad ambienti estremamente freddi o umidi.

2. Norma ASTM A672

Lo standard ASTM A672 è destinato principalmente ai tubi in acciaio elettrosaldati per fusione utilizzati in condizioni di media temperatura e alta pressione. I tubi A672 sono realizzati in lamiera di alta qualità e sono progettati per il trasporto di fluidi ad alte temperature e pressioni. Sono adatti all'uso in ambienti a media temperatura (200-350 °C) e alta pressione e soddisfano i rigorosi requisiti prestazionali per le condotte che operano in tali condizioni. I tubi A672 sono ampiamente utilizzati nei sistemi di trasporto di fluidi ad alta temperatura e alta pressione, come le condotte di vapore nelle centrali elettriche.

Classificazione e standard dell'acciaio (ASTM A671 VS ASTM A672) per lamiere di acciaio di materia prima

1. Sistema di classificazione dell'acciaio ASTM A671 e materie prime

I gradi di acciaio conformi allo standard ASTM A671 sono rappresentati da una combinazione di grado e classe. Il grado indica il tipo di lamiera, mentre la classe riflette il trattamento termico, l'ispezione delle saldature e le prove di pressione durante il processo di produzione delle condotte. Le lamiere di base principalmente utilizzate sono ASTM A516 (lamiere in acciaio al carbonio per recipienti a pressione), ASTM A285 (lamiere in acciaio al carbonio a bassa e media resistenza per recipienti a pressione), ASTM A299 (lamiere in acciaio al carbonio-manganese-silicio ad alta resistenza per recipienti a pressione) e ASTM A537 (lamiere in acciaio al carbonio-manganese trattate termicamente per recipienti a pressione):

• I gradi di acciaio base per basse temperature, quali A671CC60, A671GRCC60 e ASTM A671CC60, sono realizzati sulla base di lamiere di acciaio A285GR.C con un contenuto di carbonio pari o inferiore allo 0.25%. La tenacità alle basse temperature è migliorata aggiungendo tracce di elementi di nichel (0.3-0.6%), rendendoli adatti ad ambienti a basse temperature e ad alta pressione intorno a -30 °C.
• Acciai ad alta tenacità come ASTM A671 CC65, A671 CC65 Cl22 e ASTM A671 CC65 Cl22 sono prodotti da lamiere di acciaio A537 Cl2 previa normalizzazione. Presentano un contenuto di fosforo e zolfo ≤0.03%, con ispezione radiografica al 100% delle saldature. L'energia d'impatto a bassa temperatura di -45 °C è ≥34 J, rendendoli adatti a condizioni di temperature estremamente basse (ad esempio, per il trasporto di GNL).
• L'acciaio ad alta resistenza A671CC70, prodotto a partire da lamiere di acciaio A299, ha un limite di snervamento superiore a 480 MPa e una buona tenacità a bassa temperatura. È adatto per applicazioni che richiedono resistenza a pressioni esterne estremamente elevate a basse temperature (ad esempio, tubazioni per apparecchiature criogeniche).
• I normali gradi di acciaio per basse temperature includono anche modelli derivati basati sull'acciaio A516 Gr.60, adatti per normali condotte ad alta pressione e bassa temperatura a -29 °C e con una migliore efficienza economica rispetto ai gradi di acciaio contenenti nichel.

2. Sistema di classificazione dell'acciaio ASTM A672 e materie prime

I gradi di acciaio secondo lo standard ASTM A672 sono definiti come "materiale + grado". Le materie prime principalmente utilizzate sono ASTM A285 (lamiere in acciaio al carbonio a bassa e media resistenza per recipienti a pressione), ASTM A515 (lamiere in acciaio al carbonio per recipienti a pressione a media temperatura), ASTM A516 (lamiere in acciaio al carbonio per recipienti a pressione) e ASTM A537 (lamiere in acciaio al carbonio-manganese trattate termicamente per recipienti a pressione):

• Gli acciai di base come A672 B60, A672 GRB60 e ASTM A672 GRB60 sono realizzati a partire da lamiere di acciaio A515 Gr.60 con un contenuto di carbonio ≤0.27%, un contenuto di manganese dell'1.0%-1.3% e una resistenza alla trazione di 485-620 MPa. Sono adatti per condotte a media temperatura e alta pressione a 200-300 °C.
• Gli acciai resistenti al calore come A672 C60 CL22, ASTM A672 C65 CL22 e A672 C65 CL22 sono prodotti da lamiere di acciaio A516 Gr.70 dopo la normalizzazione (CL22). La loro resistenza al calore è migliorata ottimizzando il rapporto manganese-silicio, rendendoli adatti ad ambienti ad alta temperatura e alta pressione superiori a 300 °C (ad esempio, per le condotte del vapore nelle centrali elettriche).
• Gli acciai ad altissima pressione come l'A672C70 e l'ASTM A672GRC60 sono prodotti a partire da lamiere di acciaio A537Cl.1. Dopo tempra e rinvenimento, il loro limite di snervamento supera i 450 MPa e la conservazione della resistenza a 400 °C supera l'80%. Sono adatti per sistemi di condotte ad altissima pressione.
• Le lamiere di acciaio A285 Gr.B sono utilizzate come un grado di acciaio economico, adatto a condizioni di media temperatura (≤250 ℃) e bassa pressione, con un costo inferiore del 10-15% rispetto a quello della serie A515

Confronto delle differenze di prestazioni (ASTM A671 VS ASTM A672)

In sostanza, le differenze di prestazioni tra loro sono dovute a differenze nella composizione della lega e nei processi di trattamento termico, in particolare:

1. Saldabilità e proprietà meccaniche

• ASTM A671: la resistenza alla trazione è di circa 485-620 MPa e lo snervamento è di circa 345-415 MPa. Tutti i tipi di acciaio (ad esempio, A671 Gr CC60 e A671 CBD60) richiedono una buona saldabilità e possono essere saldati con saldatura ad arco, saldatura con protezione di gas e altri metodi. Non è richiesto alcun trattamento termico complesso dopo la saldatura per mantenere la tenacità a bassa temperatura.
• ASTM A672: La resistenza alla trazione (550-700 MPa) e lo snervamento (380-480 MPa) dei tubi di grado A672 (ad esempio, A672 B60 e ASTM A672) sono significativamente superiori a quelli di A671. Il preriscaldamento (150-200 °C) e il trattamento di distensione post-saldatura sono necessari per prevenire la formazione di cricche e adattarsi ai carichi meccanici ad alta pressione e temperatura.

2. Resistenza alle alte temperature e alla corrosione

• ASTM A671: Modelli come ASTM A671 CC60 e A671 CC65 Cl22 controllano il contenuto di fosforo e zolfo (≤0.03%) e aggiungono nichel. L'energia d'impatto Charpy a -45 °C è ≥27 J, con un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici. Possono essere utilizzati a lungo in condizioni estreme di freddo e umidità (ad esempio, oleodotti nei giacimenti petroliferi del nord).
• I modelli ASTM A672: A672 C60 Cl22, ASTM A672 Gr C60 e altri migliorano la stabilità alle alte temperature grazie alla lega con cromo e molibdeno. Il tasso di mantenimento della resistenza a 350 °C è superiore all'85%, ma la resistenza alla corrosione a bassa temperatura è relativamente bassa, rendendoli adatti ad ambienti asciutti ad alta temperatura (ad esempio, condotte di vapore ad alta temperatura negli impianti chimici).

Campi di applicazione e progetti chiave recenti

1. ASTM A671 Standard: Applicazioni e progetti in acciaio

• Settore energetico: il tratto settentrionale del gasdotto Cina-Russia Eastern Route (la cui entrata in servizio è prevista per il 2023) utilizza tubi ASTM A671 (ad esempio, A671 CC60). Questo tratto attraversa regioni fredde come l'Heilongjiang e la Mongolia Interna, dove la temperatura minima raggiunge i -40 °C. Il gasdotto utilizza acciaio di grado A671 CC65 Cl22, che garantisce la sicurezza del trasporto del gas naturale in inverno grazie alla sua eccellente tenacità alle basse temperature.
• Industria chimica: il progetto del serbatoio di stoccaggio di GNL nello Xinjiang (il cui completamento è previsto per il 2024) utilizza A671CC65CL22 come tubazione di collegamento tra il serbatoio di stoccaggio e la pompa di trasferimento, consentendo il funzionamento a temperature bassissime senza perdite a -162 °C.
• Ingegneria municipale: i tubi del riscaldamento utilizzati per le Olimpiadi invernali di Pechino (entrata in funzione nel 2022) sono realizzati in materiale A671GRCC60, che non si è rotto nemmeno in condizioni meteorologiche estreme a -25 °C, garantendo un riscaldamento stabile nelle sedi.

2. Norma ASTM A672: Applicazioni e progetti in acciaio

• Settore energetico: nella centrale a carbone di Thar in Pakistan (produzione di energia nel 2023), l'acciaio ASTM A672 GR B60 viene utilizzato per la tubazione del vapore ad alta temperatura (380 °C, 12 MPa) della caldaia, che ha superato test a lungo termine in condizioni desertiche ad alta temperatura.
• Industria chimica: il progetto di raffinazione e integrazione chimica da 40 milioni di tonnellate/anno di Zhejiang Petrochemical (la cui messa in servizio è prevista per il 2024) utilizza l'acciaio A672C65CL22 come tubazione di alimentazione della reazione ad alta pressione (320 °C, 18 MPa) dell'unità di idrocracking per soddisfare i requisiti di resistenza alla corrosione in condizioni di alta temperatura e pressione.
• Estrazione di petrolio e gas: la conduttura del giacimento di gas di Jubail in Arabia Saudita (il cui completamento è previsto per il 2023) utilizza la conduttura petrolifera ASTM A672 C70 per la posa in acque profonde (260 °C, 22 MPa), in grado di adattarsi alle condizioni di temperatura e pressione estremamente elevate del deserto.

La serie ASTM A671 (ad esempio, A671 CC60, ASTM A671 CC65) è caratterizzata da resistenza alle basse temperature e resistenza alla corrosione. La lamiera d'acciaio utilizzata come materia prima è progettata per il funzionamento a basse temperature ed è adatta per condotte ad alta pressione in condizioni di bassa temperatura e alta umidità. La serie ASTM A672 (ad esempio, A672 B60, ASTM A672 GRC60) è caratterizzata da resistenza alle alte temperature e resistenza. La materia prima utilizzata è una lamiera d'acciaio legata resistente al calore, adatta per il funzionamento in condizioni di media, alta temperatura e alta pressione.

La scelta deve essere effettuata in base alle effettive condizioni operative: l'ASTM A671 è preferibile per basse temperature e condizioni di umidità, mentre l'ASTM A672 è preferibile per alte temperature, alta pressione e condizioni asciutte. Considerando recenti progetti chiave, entrambi i materiali svolgono un ruolo insostituibile in progetti chiave nei settori energetico, chimico, ecc., e le loro differenze prestazionali determinano anche il loro ambito di applicazione.

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• Grado: CA55, CB60, CB65, CB70, CC60, CC65, CC70
• Classe: 10, 11, 12, 20, 22, 50, 60, 70
• Diametro esterno: 406.4-1422 mm(16″-56″)
• Spessore della parete: 7.92-50.8 mm (0.312″ – 2″)
• Lunghezza: 3-12.5 metri

E-mail: info@ilongma.com

Riferimento:

Articolo:

1. Applicazioni tipiche dei tubi in acciaio ASTM A671 nei progetti infrastrutturali multinazionali
2. Casi di ingegneria dell'ASTM A672 nei progetti di generazione di energia a gas naturale e di energia termica
3. Analisi del processo di fabbricazione e delle procedure di ispezione dei tubi in acciaio ASTM A672
4. Analisi comparativa di ASTM A671 e standard come API 5L e ASTM A106

Standard:

1. ASTM A671/A671M-16a: tubi in acciaio saldati tramite fusione elettrica (EFW) progettati per temperature atmosferiche e inferiori