ASTM A671 VS ASTM A672: Matérias-primas, Desempenhos, Aplicações

(Comparação das normas ASTM A671 e ASTM A672 e propriedades dos materiais)

Na indústria siderúrgica, ASTM A671 ASTM A672 são normas importantes desenvolvidas pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM). Elas são usadas principalmente para regular a produção e a aplicação de tubos de aço soldados por eletrofusão. Compreender as propriedades dos materiais especificadas nessas duas normas é crucial para a seleção de tubulações industriais. Este artigo realizará uma análise comparativa detalhada dessas duas normas em termos de escopo de aplicação, classificação do tipo de aço, padrões de chapas de matéria-prima, diferenças nas características de desempenho, campos de aplicação e projetos-chave recentes.

Âmbito de aplicação das normas(ASTM A671 versus ASTM A672)

1. ASTM A671 Padrão

A norma ASTM A671 aplica-se a tubos de aço soldados por fusão elétrica para uso em condições atmosféricas e criogênicas. Os tubos A671, fabricados com chapas de alta qualidade para vasos de pressão, com diversas classes de resistência e composições, são adequados para aplicações de alta pressão em temperaturas atmosféricas e criogênicas. Nominalmente, a norma aplica-se a tubos com diâmetro externo de 16 polegadas (400 mm) ou mais e espessura de parede de 1/4 de polegada (6 mm) ou mais. No entanto, outros tamanhos estão disponíveis, desde que todos os outros requisitos sejam atendidos. Os tubos ASTM A671 são resistentes a baixas temperaturas e altas pressões, o que os torna particularmente úteis em condições que exigem resistência a ambientes extremamente baixos ou úmidos.

2. Norma ASTM A672

A norma ASTM A672 destina-se principalmente a tubos de aço soldados por fusão elétrica utilizados em condições de média temperatura e alta pressão. Os tubos A672 são fabricados em chapa metálica de alta qualidade e são projetados para o transporte de fluidos em altas temperaturas e pressões. São adequados para uso em ambientes de média temperatura (200–350 °C) e alta pressão, atendendo aos rigorosos requisitos de desempenho para tubulações que operam nessas condições. Os tubos A672 são amplamente utilizados em sistemas de transporte de fluidos de alta temperatura e alta pressão, como tubulações de vapor em usinas de energia.

Classificação e Normas do Aço (ASTM A671 versus ASTM A672) para chapas de aço de matéria-prima

1. Sistema de classificação de aço ASTM A671 e matérias-primas

Os graus de aço em conformidade com a norma ASTM A671 são representados por uma combinação de grau e classe. O grau indica o tipo de chapa, enquanto a classe reflete o tratamento térmico, a inspeção de solda e os testes de pressão realizados durante o processo de produção da tubulação. As chapas de matéria-prima utilizadas principalmente são ASTM A516 (chapas de aço carbono para vasos de pressão), ASTM A285 (chapas de aço carbono de baixa e média resistência para vasos de pressão), ASTM A299 (chapas de aço carbono-manganês-silício de alta resistência para vasos de pressão) e ASTM A537 (chapas de aço carbono-manganês tratadas termicamente para vasos de pressão):

• Aços básicos para baixas temperaturas, como A671CC60, A671GRCC60 e ASTM A671CC60, são fabricados com base em chapas de aço A285GR.C com teor de carbono ≤ 0.25%. A tenacidade a baixas temperaturas é aprimorada pela adição de traços de níquel (0.3–0.6%), tornando-os adequados para ambientes de baixa temperatura e alta pressão em torno de -30 °C.
• Aços de alta tenacidade, como ASTM A671 CC65, A671 CC65 Cl22 e ASTM A671 CC65 Cl22, são produzidos a partir de chapas de aço A537 Cl.2 após a normalização. Possuem teor de fósforo e enxofre ≤ 0.03%, com inspeção radiográfica completa das soldas. A energia de impacto a uma temperatura baixa de -100 °C é ≥ 45 J, tornando-os adequados para condições de temperatura ultrabaixa (por exemplo, para transporte de GNL).
• O aço de alta resistência A671CC70, fabricado com base em chapas de aço A299, apresenta um limite de escoamento superior a 480 MPa e boa tenacidade a baixas temperaturas. É adequado para situações que exigem resistência a pressões externas extremamente altas em baixas temperaturas (por exemplo, tubulações para equipamentos criogênicos).
• Os tipos comuns de aço para baixas temperaturas também incluem modelos derivados baseados no aço A516 Gr.60, que são adequados para tubulações comuns de baixa temperatura e alta pressão a -29 °C e têm melhor eficiência econômica do que os tipos de aço contendo níquel.

2. Sistema de classificação de aço ASTM A672 e matérias-primas

Os graus de aço da norma ASTM A672 são designados como "material + grau". As principais matérias-primas utilizadas são ASTM A285 (chapas de aço carbono de baixa e média resistência para vasos de pressão), ASTM A515 (chapas de aço carbono para vasos de pressão de média temperatura), ASTM A516 (chapas de aço carbono para vasos de pressão) e ASTM A537 (chapas de aço carbono-manganês tratadas termicamente para vasos de pressão):

• Aços básicos como A672 B60, A672 GRB60 e ASTM A672 GRB60 são fabricados com chapas de aço A515 Gr.60 com teor de carbono ≤ 0.27%, teor de manganês de 1.0% a 1.3% e resistência à tração de 485 a 620 MPa. São adequados para tubulações de média temperatura e alta pressão de 200 a 300 °C.
• Aços resistentes ao calor, como A672 C60 CL22, ASTM A672 C65 CL22 e A672 C65 CL22, são fabricados a partir de chapas de aço A516 Gr.70 após a normalização (CL22). Sua resistência ao calor é melhorada pela otimização da relação manganês-silício, tornando-os adequados para ambientes de alta temperatura e alta pressão acima de 300 °C (por exemplo, para tubulações de vapor em usinas de energia).
• Aços de ultra-alta pressão, como A672C70 e ASTM A672GRC60, são produzidos com base em chapas de aço A537Cl.1. Após têmpera e revenimento, seu limite de escoamento atinge mais de 450 MPa, e a retenção de resistência a 400 °C excede 80%. São adequados para sistemas de dutos de ultra-alta pressão.
• As chapas de aço A285 Gr.B são utilizadas como um tipo de aço econômico, adequado para condições de temperatura média (≤250 ℃) e baixa pressão, com um custo 10–15% menor que o da série A515

Comparação de diferenças de desempenho (ASTM A671 versus ASTM A672)

Essencialmente, as diferenças de desempenho entre eles são devidas às diferenças na composição da liga e nos processos de tratamento térmico, especificamente:

1. Soldabilidade e Propriedades Mecânicas

• ASTM A671: A resistência à tração é de aproximadamente 485–620 MPa e o limite de escoamento é de aproximadamente 345–415 MPa. Todos os tipos de aço (por exemplo, A671 Gr CC60 e A671 CBD60) exigem boa soldabilidade e podem ser soldados por soldagem a arco, soldagem com proteção gasosa e outros métodos. Não é necessário tratamento térmico complexo após a soldagem para manter a tenacidade a baixas temperaturas.
• ASTM A672: A resistência à tração (550–700 MPa) e o limite de escoamento (380–480 MPa) dos tubos de grau A672 (por exemplo, A672 B60 e ASTM A672) são significativamente maiores do que os do A671. O pré-aquecimento (150–200 °C) e o tratamento de alívio de tensões pós-soldagem são necessários para evitar rachaduras e se adaptar às cargas mecânicas sob alta pressão e temperatura.

2. Resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão

• ASTM A671: Modelos como ASTM A671 CC60 e A671 CC65 Cl22 controlam o teor de fósforo e enxofre (≤ 0.03%) e adicionam níquel. A energia de impacto Charpy a -45 °C é ≥ 27 J, com excelente resistência às intempéries. Podem ser usados por um longo período em condições severas de frio e umidade (por exemplo, oleodutos em campos petrolíferos do norte).
• Modelos ASTM A672: A672 C60 Cl22, ASTM A672 Gr C60 e outros melhoram a estabilidade em altas temperaturas por meio da liga com cromo e molibdênio. A taxa de retenção de resistência a 350 °C é superior a 85%, mas a resistência à corrosão em baixas temperaturas é relativamente baixa, tornando-os adequados para ambientes secos de alta temperatura (por exemplo, tubulações de vapor de alta temperatura em plantas químicas).

Campos de aplicação e projetos-chave recentes

1. ASTM A671 Norma: Aplicações e Projetos de Aço

• Setor energético: O trecho norte do Gasoduto China-Rússia da Rota Oriental (com comissionamento previsto para 2023) utiliza tubos ASTM A671 (por exemplo, A671 CC60). Este trecho atravessa regiões frias como Heilongjiang e a Mongólia Interior, onde a temperatura mínima chega a -40 °C. O gasoduto utiliza aço A671 CC65 Cl22, que garante a segurança do transporte de gás natural no inverno devido à sua excelente tenacidade a baixas temperaturas.
• Indústria química: O projeto de tanque de armazenamento de GNL em Xinjiang (com conclusão prevista para 2024) usa o A671CC65CL22 como tubulação de conexão entre o tanque de armazenamento e a bomba de transferência, permitindo a operação em temperaturas ultrabaixas com vazamento zero a -162 °C.
• Engenharia municipal: Os tubos de aquecimento usados nas Olimpíadas de Inverno de Pequim (comissionados em 2022) são feitos de material A671GRCC60, que não rachou em condições climáticas extremas de -25 °C, garantindo aquecimento estável nos locais.

2. Norma ASTM A672: Aplicações e Projetos de Aço

• Setor de energia: Na Usina Elétrica de Carvão de Thar, no Paquistão (geração de energia em 2023), o aço ASTM A672 GR B60 é usado como tubulação de vapor de alta temperatura (380 °C, 12 MPa) da caldeira, que resistiu a testes de longo prazo em condições desérticas de alta temperatura.
• Indústria química: O projeto de refino e integração química de 40 milhões de toneladas/ano da Zhejiang Petrochemical (com comissionamento previsto para 2024) usa aço A672C65CL22 como tubulação de alimentação de reação de alta pressão (320 °C, 18 MPa) da unidade de hidrocraqueamento para atender aos requisitos de resistência à corrosão em condições de alta temperatura e pressão.
• Extração de petróleo e gás: O oleoduto do campo de gás de Jubail, na Arábia Saudita (com conclusão prevista para 2023) usa oleoduto ASTM A672 C70 para assentamento em águas profundas (260 °C, 22 MPa), que pode se adaptar a condições extremamente altas de temperatura e pressão no deserto.

A série ASTM A671 (por exemplo, A671 CC60, ASTM A671 CC65) é caracterizada por resistência a baixas temperaturas e resistência à corrosão. A chapa de aço utilizada como matéria-prima é projetada para operação em baixas temperaturas e adequada para tubulações de alta pressão em condições de baixa temperatura e alta umidade. A série ASTM A672 (por exemplo, A672 B60, ASTM A672 GRC60) é caracterizada por resistência e robustez a altas temperaturas. A matéria-prima utilizada é uma chapa de aço de liga resistente ao calor, adequada para operação em condições de média, alta temperatura e alta pressão.

A escolha deve ser feita de acordo com as condições operacionais reais: o ASTM A671 é preferível para condições de baixa temperatura e umidade, enquanto o ASTM A672 é preferível para condições de alta temperatura, alta pressão e condições secas. Da perspectiva de projetos-chave recentes, ambos os materiais desempenham um papel insubstituível em projetos-chave nas indústrias de energia, química, etc., e suas diferenças de desempenho também determinam o escopo de sua aplicação.

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• Classe: 10, 11, 12, 20, 22, 50, 60, 70
• Diâmetro externo: 406.4-1422 mm (16 ″ -56 ″)
• Espessura da parede: 7.92-50.8 mm (0.312 ″ – 2 ″)
• Comprimento: 3-12.5 metros

Email: info@ilongma.com

Referência:

Artigo:

1. Aplicações típicas de tubos de aço ASTM A671 em projetos de infraestrutura multinacionais
2. Casos de Engenharia da ASTM A672 em Projetos de Geração de Energia a Gás Natural e Energia Térmica
3. Análise do Processo de Fabricação e Procedimentos de Inspeção de Tubos de Aço ASTM A672
4. Análise comparativa da norma ASTM A671 e normas como API 5L e ASTM A106

Padrão:

1. ASTM A671/A671M-16a: tubos de aço soldados por eletrofusão (EFW) projetados para temperaturas atmosféricas e mais baixas