ASTM A671 대 ASTM A672: 원자재, 성능, 응용 분야

(ASTM A671 및 ASTM A672 표준 및 재료 특성 비교)

철강산업에서는 ASTM A671 VS ASTM A672는 미국재료시험학회(ASTM)에서 개발한 중요한 표준입니다. 이 표준은 주로 전기융착 강관의 생산 및 적용을 규제하는 데 사용됩니다. 이 두 표준에 명시된 재료 특성을 이해하는 것은 산업용 파이프라인을 선택하는 데 매우 중요합니다. 본 글에서는 두 표준의 적용 범위, 강종 분류, 원재료 강판 규격, 성능 특성의 차이점, 적용 분야, 그리고 최근 주요 프로젝트 등을 중심으로 두 표준을 자세히 비교 분석합니다.

표준의 적용 범위(ASTM A671 대 ASTM A672)

1. ASTM A671 Standard

ASTM A671 표준은 대기 및 극저온 환경에서 사용되는 전기 융착 강관에 적용됩니다. 다양한 강도 등급과 조성을 가진 고품질 압력 용기 시트로 제조된 A671 강관은 대기 및 극저온 모두의 고압 적용 분야에 적합합니다. 이 표준은 일반적으로 외경이 16인치(400mm) 이상이고 벽 두께가 1/4인치(6mm) 이상인 강관에 적용됩니다. 그러나 다른 모든 요건을 충족하는 경우 다른 규격도 사용할 수 있습니다. ASTM A671 강관은 저온 및 고압에 대한 내성이 뛰어나 매우 낮거나 다습한 환경에 대한 내성이 요구되는 조건에서 특히 유용합니다.

2. ASTM A672 표준

ASTM A672 표준은 주로 중온 및 고압 조건에서 사용되는 전기 융착 강관에 적용됩니다. A672 강관은 고품질 판금으로 제작되며 고온 고압 유체 이송용으로 설계되었습니다. 중온(200~350°C) 및 고압 환경에서 사용하기에 적합하며, 이러한 조건에서 작동하는 파이프라인에 대한 엄격한 성능 요건을 충족합니다. A672 강관은 발전소의 증기 파이프라인과 같은 고온 고압 유체 이송 시스템에 널리 사용됩니다.

강철 분류 및 표준 (ASTM A671 대 ASTM A672) 원자재 강판용

1. ASTM A671 강종 시스템 및 원자재

ASTM A671 표준을 준수하는 강종은 등급(grade)과 클래스(class)의 조합으로 표현됩니다. 등급은 강판의 종류를 나타내고, 클래스는 파이프라인 생산 공정 중 열처리, 용접 검사, 압력 시험을 나타냅니다. 주로 사용되는 원재료 강판은 ASTM A516(압력 용기용 탄소강판), ASTM A285(압력 용기용 저강도 및 중강도 탄소강판), ASTM A299(압력 용기용 고강도 탄소-망간-규소강판), ASTM A537(압력 용기용 열처리 탄소-망간강판)입니다.

• A671CC60, A671GRCC60, ASTM A671CC60과 같은 저온 기본 강종은 탄소 함량이 ≤285%인 A0.25GR.C 강판을 기반으로 제조됩니다. 미량 니켈 원소(0.3~0.6%)를 첨가하여 저온 인성을 향상시켜 -30°C 정도의 저온 및 고압 환경에 적합합니다.
• ASTM A671 CC65, A671 CC65 Cl22, ASTM A671 CC65 Cl22와 같은 고인성 강은 A537 Cl.2 강판을 노멀라이징 후 생산합니다. 이 강재는 인과 황 함량이 ≤0.03%이며, 용접부의 100% 방사선 검사를 거쳤습니다. -45℃의 저온에서 충격 에너지는 ≥34 J로, 초저온 조건(예: LNG 운송)에 적합합니다.
• A671 강판을 기반으로 제작된 고강도 강종 A70CC299은 480MPa 이상의 항복 강도와 우수한 저온 인성을 갖추고 있습니다. 저온에서 매우 높은 외부 압력에 대한 저항성이 요구되는 상황(예: 극저온 장비용 파이프라인)에 적합합니다.
• 일반 저온강 등급에는 -516°C의 일반 저온 고압 파이프라인에 적합하고 니켈 함유 강 등급보다 경제적 효율성이 더 뛰어난 A60 Gr.29 강을 기반으로 한 파생 모델도 포함됩니다.

2. ASTM A672 강종 시스템 및 원자재

ASTM A672 표준에 따른 강종은 "재료 + 등급"으로 표시됩니다. 주로 사용되는 원재료는 ASTM A285(압력 용기용 저강도 및 중강도 탄소강판), ASTM A515(중온 압력 용기용 탄소강판), ASTM A516(압력 용기용 탄소강판), ASTM A537(압력 용기용 열처리 탄소망간강판)입니다.

• A672 B60, A672 GRB60, ASTM A672 GRB60과 같은 기본 강종은 탄소 함량 ≤515%, 망간 함량 60%~0.27%, 인장 강도 1.0~1.3MPa의 A485 Gr.620 강판으로 제작됩니다. 200~300℃의 중온 및 고압 파이프라인에 적합합니다.
• A672 C60 CL22, ASTM A672 C65 CL22, A672 C65 CL22와 같은 내열강은 A516 Gr.70 강판을 노멀라이징(CL22) 후 제조합니다. 망간-규소 비율을 최적화하여 내열성을 향상시켜 300°C 이상의 고온 고압 환경(예: 발전소의 증기 파이프라인)에 적합합니다.
• A672C70 및 ASTM A672GRC60과 같은 초고압강은 A537Cl.1 강판을 기반으로 생산됩니다. 담금질 및 템퍼링 후 항복 강도는 450MPa 이상에 도달하며, 400°C에서의 강도 유지율은 80%를 초과합니다. 이 강종은 초고압 파이프라인 시스템에 적합합니다.
• A285 Gr.B 강판은 중온(≤250℃) 및 저압 조건에 적합한 경제적인 강종으로 사용되며, A10 계열보다 비용이 15~515% 저렴합니다.

성능 차이 비교 (ASTM A671 대 ASTM A672)

본질적으로 이들 간의 성능 차이는 합금 구성과 열처리 공정의 차이로 인해 발생합니다. 구체적으로는 다음과 같습니다.

1. 용접성 및 기계적 특성

• ASTM A671: 인장 강도는 약 485~620 MPa이고 항복 강도는 약 345~415 MPa입니다. 모든 강종(예: A671 Gr CC60 및 A671 CBD60)은 우수한 용접성을 요구하며, 아크 용접, 가스 차폐 용접 및 기타 방법으로 용접할 수 있습니다. 저온 인성을 유지하기 위해 용접 후 복잡한 열처리가 필요하지 않습니다.
• ASTM A672: A550 등급 파이프(예: A700 B380 및 ASTM A480)의 인장 강도(672~672 MPa)와 항복 강도(60~672 MPa)는 A671보다 상당히 높습니다. 균열을 방지하고 고온 고압 하에서 기계적 하중에 적응시키기 위해서는 예열(150~200 °C) 및 용접 후 응력 제거 처리가 필요합니다.

2. 고온 저항성 및 내식성

• ASTM A671: ASTM A671 CC60 및 A671 CC65 Cl22와 같은 모델은 인과 황 함량(≤0.03%)을 조절하고 니켈을 첨가합니다. -45℃에서 샤르피 충격 에너지는 ≥27 J이며, 내후성이 우수합니다. 극한의 추위와 습한 환경(예: 북부 유전의 파이프라인)에서도 장기간 사용할 수 있습니다.
• ASTM A672 모델: A672 C60 Cl22, ASTM A672 Gr C60 등은 크롬 및 몰리브덴과의 합금화를 통해 고온 안정성을 향상시킵니다. 350℃에서의 강도 유지율은 85% 이상이지만, 저온 부식에 대한 저항성이 상대적으로 약하여 건조 고온 환경(예: 화학 공장의 고온 증기 파이프라인)에 적합합니다.

적용 분야 및 최근 주요 프로젝트

1. ASTM A671 표준: 강철 응용 프로그램 및 프로젝트

• 에너지 부문: 중국-러시아 동부 노선 가스 파이프라인(2023년 시운전 예정) 북부 구간은 ASTM A671 파이프(예: A671 CC60)를 사용합니다. 이 구간은 헤이룽장성, 내몽골 등 최저 기온이 영하 40°C에 달하는 한랭 지역을 통과합니다. 파이프라인은 A671 CC65 Cl22 강재를 사용하는데, 이 강재는 우수한 저온 인성을 갖춰 겨울철 천연가스 수송의 안전성을 보장합니다.
• 화학 산업: 신장의 LNG 저장 탱크 프로젝트(2024년 완공 예정)는 저장 탱크와 이송 펌프 사이의 연결 파이프라인으로 A671CC65CL22를 사용하여 -162°C의 초저온에서 누출 없이 작동이 가능합니다.
• 도시 공학: 베이징 동계 올림픽(2022년 시운전)에 사용된 난방 파이프는 A671GRCC60 소재로 제작되었습니다. 이 소재는 -25°C의 극한 기상 조건에서도 균열이 발생하지 않아 경기장의 안정적인 난방을 보장합니다.

2. ASTM A672 표준: 강철 응용 분야 및 프로젝트

• 에너지 부문: 파키스탄의 타르 석탄 발전소(2023년 발전 예정)에서는 보일러의 고온 증기 파이프라인(672°C, 60MPa)으로 ASTM A380 GR B12 강철을 사용했으며, 고온 사막 조건에서 장기간 테스트를 거쳤습니다.
• 화학공업: 저장석유화학의 연산 40만 톤 정제 및 화학제품 통합 프로젝트(2024년 가동 예정)는 수소화분해 장치의 고압 반응 공급 파이프라인(672°C, 65MPa)으로 A22C320CL18강을 사용하여 고온 고압 조건에서의 내식성 요구 사항을 충족합니다.
• 석유 및 가스 추출: 사우디아라비아 주바일 가스전의 파이프라인(2023년 완공 예정)은 심해 부설용 ASTM A672 C70 석유 파이프라인(260°C, 22MPa)을 사용하며, 이는 사막의 매우 높은 온도와 압력 조건에 적응할 수 있습니다.

ASTM A671 시리즈(예: A671 CC60, ASTM A671 CC65)는 저온 강도와 내식성이 특징입니다. 원자재로 사용되는 강판은 저온 작동에 적합하도록 설계되었으며 저온 및 고습 조건의 고압 파이프라인에 적합합니다. ASTM A672 시리즈(예: A672 B60, ASTM A672 GRC60)는 고온 저항성과 강도가 특징입니다. 원자재는 내열 합금 강판으로, 중온, 고온 및 고압 조건에서 작동하기에 적합합니다.

실제 작동 조건에 따라 선택해야 합니다. ASTM A671은 저온 및 다습 조건에 적합하고, ASTM A672는 고온, 고압 및 건조 조건에 적합합니다. 최근 주요 프로젝트들을 살펴보면, 두 재료 모두 에너지, 화학 산업 등의 주요 프로젝트에서 대체 불가능한 역할을 하며, 성능 차이 또한 적용 범위를 결정합니다.

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• 등급: CA55, CB60, CB65, CB70, CC60, CC65, CC70
• 클래스: 10, 11, 12, 20, 22, 50, 60, 70
• 외경: 406.4-1422mm(16″-56″)
• 벽 두께: 7.92-50.8mm(0.312″ – 2″)
• 길이: 3-12.5미터

이메일 : info@ilongma.com

참조 :

기사:

1. 다국적 인프라 프로젝트에서 ASTM A671 강관의 일반적인 적용 분야
2. 천연가스 발전 및 열에너지 프로젝트에서의 ASTM A672 엔지니어링 사례
3. ASTM A672 강관 제조 공정 및 검사 절차 분석
4. ASTM A671과 API 5L, ASTM A106 등의 표준 비교 분석

표준 :

1. ASTM A671/A671M-16a: 대기 및 저온용으로 설계된 전기융착(EFW) 강관