لوله های بدون درز ASTM A106 در مقابل API 5L: آیا می توان آنها را به جای یکدیگر در برنامه های میانی استفاده کرد؟

افسانه تعویض پذیری جهانی

در بخش‌های میان‌دستی و پایین‌دستی، تیم‌های تدارکات اغلب «لوله بدون درز فولاد کربنی» را به عنوان یک کالا در نظر می‌گیرند، با این فرض که ASTM A106 Grade B و API 5L Grade B به دلیل شیوع سهام «دو گواهینامه» یکسان هستند. این فرض یک حالت شکست پنهان است که منتظر فعال شدن است.

در حالی که ترکیبات شیمیایی همپوشانی دارند،  هدف  استانداردها اساساً متفاوت است:

• ASTM A106  برای  دما  (لوله کشی فرآیند) طراحی شده است.

• API 5L  برای  فشار و قابلیت حمل و نقل  (خطوط لوله) طراحی شده است.

جایگزینی یکی با دیگری بدون تأیید متالورژی خاص - به ویژه محتوای سیلیکون و مقاومت ضربه - می تواند منجر به شکست های فاجعه بار در محیط های شدید شود.

1. شیمیایی 'Gotchas': سیلیکون و گرافیت سازی

خطرناک ترین نظارت در قابلیت تعویض، محتوای سیلیکون (Si) است. برگه های داده استاندارد اغلب این تفاوت مهم را پنهان می کنند.

عنصر	ASTM A106 درجه B	API 5L درجه B	ریسک عملیاتی
سیلیکون (Si)	حداقل 0.10٪  (الزامی)	بدون حداقل  (اغلب 0.00%)	گرافیتی شدن > 750 درجه فارنهایت
منگنز (Mn)	حداکثر 1.06٪	حداکثر 1.20٪	جوش پذیری/نقاط سخت

مکانیسم شکست: گرافیت سازی
ASTM A106 'فولاد کشته شده' است که به حداقل 0.10٪ سیلیکون نیاز دارد. این سیلیکون یک ریزساختار پایدار ایجاد می کند. API 5L حداقل نیاز به سیلیکون ندارد. اگر از یک لوله مستقیم API 5L (که ممکن است دارای 0.0٪ Si) در بخار یا دیگ بخار بیش از 750 درجه فارنهایت (400 درجه سانتیگراد) استفاده کنید، کاربید آهن (سیمنتیت) در فولاد به گره های گرافیتی تجزیه می شود. این منجر به شکنندگی شدید و پارگی احتمالی می شود.

2. چقرمگی شکست: نقطه کور هوای سرد

کاربردهای میان جریان غالباً از مناطقی با دمای محیط بسیار زیر صفر (مثلاً داکوتای شمالی، آلبرتای شمالی) عبور می کنند. در اینجا، منطق تعویض پذیری در جهت مخالف شکست می خورد.

• API 5L (PSL2):  آزمایش ضربه Charpy V-Notch (CVN) را برای اطمینان از چقرمگی و انعطاف پذیری در دماهای پایین الزامی می کند.

• ASTM A106:  .  ندارد  به طور پیش فرض به تست CVN نیاز فرض بر این است که از مواد در سرویس گرم استفاده می شود.

استفاده از لوله A106 عمومی در یک خط انتقال گاز با فشار بالا که برای -40 درجه فارنهایت طراحی شده است، دارایی را در معرض خطر  شکستگی شکننده قرار می دهد . تحت فشار یا ضربه، لوله A106 ممکن است مانند شیشه شکسته شود که در آن لوله API 5L PSL2 به صورت پلاستیکی تغییر شکل می دهد.

سوالات میدانی رایج در مورد ASTM A106 در مقابل لوله بدون درز API 5L: آیا می توان آنها را به جای یکدیگر در برنامه های میانی استفاده کرد؟

آیا می توانم از مازاد API 5L X42 برای خط میعانات بخار با دمای بالا استفاده کنم؟

به طور کلی، نه. مگر اینکه گزارش‌های تست آسیاب اصلی (MTRs) را داشته باشید که محتوای سیلیکون حداقل 0.10٪ را تأیید می‌کند، استفاده از API 5L برای سرویس‌دهی در دمای بالا به دلیل خطر گرافیت شدن، توسط عملکرد مهندسی خوب ممنوع است. API 5L برای دمای محیط تا متوسط ​​طراحی شده است. استاندارد لوله دیگ بخار نیست.

آیا A106/API 5L B 'Dual Certified' الزامات NACE MR0175 را بطور خودکار برآورده می کند؟

خیر. گواهینامه دوگانه فقط به محدوده شیمیایی و خواص کششی استانداردهای پایه ASTM و API اشاره دارد. NACE MR0175 (ISO 15156) برای اطمینان از حداکثر سختی 22 HRC و محدودیت‌های خاص در محتوای نیکل، به کنترل‌های تولیدی خاصی نیاز دارد. لوله‌های دارای گواهی دوگانه 'خارج از قفسه' اغلب الزامات سختی را در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) یا فلز پایه برآورده نمی‌کنند، مگر اینکه به‌طور خاص به عنوان 'مطابق با NACE' سفارش داده شود.

چرا هنگام جوشکاری لوله A106 به API 5L در مزرعه، فیت آپ مشکل است؟

این 'پارادوکس خروج از مرکز' است. ASTM A106 (بدون درز) با سوراخ کردن یک شمش تولید می شود که اغلب منجر به تغییرات ضخامت دیوار (خروج از مرکز) ± 12.5٪ در اطراف محیط می شود. API 5L (در صورت جوشکاری/ERW) از صفحه ای با ضخامت بسیار ثابت ساخته شده است. هنگامی که یک لوله بدون درز A106 را به یک لوله API 5L دقیق جوش می دهید، اغلب با ناهماهنگی داخلی (Hi-Lo) مواجه می شوید. جوشکار باید شناسه لوله A106 را آسیاب کند تا با آن مطابقت داشته باشد و به طور بالقوه دیواره زیر ضخامت طراحی حداقل فشار ASME B31.3 را نازک کند.

راه حل های مهندسی برای لوله های بدون درز ASTM A106 در مقابل API 5L: آیا می توان آنها را به جای هم در برنامه های میانی استفاده کرد؟

انتخاب مشخصات صحیح لوله کشی مستلزم تعادل پایداری حرارتی در برابر چقرمگی و استحکام تسلیم است. برای پروژه‌های میان‌دستی و پایین‌دستی حیاتی، تامین منابع از تولیدکنندگانی که هم شیمی (برای گرما) و هم ساختار ریز (برای چقرمگی) را کنترل می‌کنند، ضروری است.

مشخصات محصول پیشنهادی:

• برای خطوط انتقال فشار بالا:  چقرمگی و ثبات ابعادی را در اولویت قرار دهید. استفاده کنید لوله بدون درز (API 5L PSL2)  که انطباق تست ضربه را برای محیط های سرد تضمین می کند.

• برای سیستم های پالایشگاه و بویلر:  از پایداری در دمای بالا اطمینان حاصل کنید. انتخاب کنید موجودی تایید شده لوله دیگ بخار  یا ASTM A106 با سیلیکون > 0.10%.

• برای کاربردهای مختلط:  هنگام اتصال لوله های فرآیند به خطوط لوله، از تحمل بالا استفاده کنید لوله دقیق  برای به حداقل رساندن مسائل مربوط به فیت آپ و عدم تراز Hi-Lo در حین جوشکاری.

برای کاربردهای پایین چاله که به استحکام تسلیم بالاتری نسبت به درجه استاندارد B نیاز دارند، در نظر بگیرید محلول های پوشش و لوله که با استانداردهای API 5CT مطابقت دارند، متمایز از بحث 5L/A106.