Ống liền mạch ASTM A106 so với API 5L: Chúng có thể được sử dụng thay thế cho nhau trong các ứng dụng giữa dòng không?

Huyền thoại về khả năng thay thế lẫn nhau phổ quát

Trong lĩnh vực trung nguồn và hạ nguồn, các nhóm mua sắm thường coi 'Ống thép liền mạch bằng thép cacbon' như một loại hàng hóa, giả định rằng tiêu chuẩn ASTM A106 Hạng B và API 5L Hạng B giống hệt nhau do sự phổ biến của nguồn hàng 'Chứng nhận kép'. Giả định này là một chế độ lỗi tiềm ẩn đang chờ kích hoạt.

Mặc dù các thành phần hóa học trùng nhau nhưng  mục đích  của các tiêu chuẩn về cơ bản là khác nhau:

• ASTM A106  được thiết kế cho  Nhiệt độ  (Đường ống xử lý).

• API 5L  được thiết kế cho  Áp suất và Khả năng vận chuyển  (Đường ống).

Việc thay thế cái này bằng cái kia mà không xác minh kỹ thuật luyện kim cụ thể—cụ thể là hàm lượng Silicon và Độ bền va đập—có thể dẫn đến những hỏng hóc thảm khốc trong môi trường khắc nghiệt.

1. Hóa chất 'Gotchas': Silicon và than chì hóa

Sự giám sát nguy hiểm nhất về khả năng thay thế lẫn nhau là hàm lượng Silicon (Si). Các bảng dữ liệu tiêu chuẩn thường che khuất sự khác biệt quan trọng này.

Yếu tố	ASTM A106 Cấp B	API 5L Cấp B	Rủi ro Hoạt động
Silic (Si)	Tối thiểu 0,10%  (Bắt buộc)	Không có mức tối thiểu  (Thường là 0,00%)	Than chì hóa >750°F
Mangan (Mn)	Tối đa 1,06%	Tối đa 1,20%	Khả năng hàn/Điểm cứng

Cơ chế thất bại: Than chì hóa
ASTM A106 là 'Thép bị giết', yêu cầu tối thiểu 0,10% Silicon. Silicon này tạo ra một cấu trúc vi mô ổn định. API 5L không có yêu cầu tối thiểu về silicon. Nếu bạn sử dụng ống API 5L thẳng (có thể có 0,0% Si) trong ứng dụng hơi nước hoặc nồi hơi vượt quá 750°F (400°C), cacbua sắt (xi măng) trong thép sẽ phân hủy thành các khối than chì. Điều này dẫn đến hiện tượng giòn nghiêm trọng và có khả năng bị vỡ.

2. Độ dẻo dai của gãy xương: Điểm mù thời tiết lạnh

Các ứng dụng giữa dòng thường xuyên đi qua các khu vực có nhiệt độ môi trường xung quanh thấp hơn mức đóng băng (ví dụ: Bắc Dakota, Bắc Alberta). Ở đây, logic về khả năng thay thế lẫn nhau không thành công theo hướng ngược lại.

• API 5L (PSL2):  Bắt buộc thử nghiệm va đập Charpy V-Notch (CVN) để đảm bảo độ bền và độ dẻo ở nhiệt độ thấp.

• ASTM A106:  KHÔNG  yêu  cầu thử nghiệm CVN theo mặc định. Người ta cho rằng vật liệu sẽ được sử dụng trong dịch vụ nóng.

Việc sử dụng ống A106 chung trong đường dây truyền khí áp suất cao được thiết kế ở nhiệt độ -40°F sẽ khiến tài sản có nguy cơ bị  gãy giòn . Dưới áp suất tăng vọt hoặc tác động, ống A106 có thể vỡ như thủy tinh trong khi ống API 5L PSL2 sẽ bị biến dạng dẻo.

Các câu hỏi thường gặp về ống liền mạch ASTM A106 so với API 5L: Chúng có thể được sử dụng thay thế cho nhau trong các ứng dụng giữa dòng không?

Tôi có thể sử dụng API 5L X42 dư thừa cho dây chuyền ngưng tụ hơi nước ở nhiệt độ cao không?

Nói chung là không. Trừ khi bạn có Báo cáo thử nghiệm nhà máy (MTR) ban đầu xác nhận hàm lượng Silicon ít nhất là 0,10%, việc sử dụng API 5L cho dịch vụ nhiệt độ cao bị cấm theo phương pháp thực hành kỹ thuật tốt do nguy cơ đồ họa hóa. API 5L được thiết kế cho nhiệt độ môi trường xung quanh đến trung bình; nó không phải là một tiêu chuẩn ống nồi hơi.

'Dual Certified' A106/API 5L B có tự động đáp ứng các yêu cầu NACE MR0175 không?

Không. Chứng nhận kép chỉ đề cập đến phạm vi hóa học và đặc tính bền kéo của các tiêu chuẩn cơ sở ASTM và API. NACE MR0175 (ISO 15156) yêu cầu các biện pháp kiểm soát sản xuất cụ thể để đảm bảo độ cứng tối đa 22 HRC và các giới hạn cụ thể về hàm lượng Niken. Ống được chứng nhận kép 'Có sẵn' thường không đạt yêu cầu về độ cứng trong Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ) hoặc kim loại cơ bản trừ khi được đặt hàng cụ thể là 'Tuân thủ NACE.'

Tại sao việc lắp đặt lại khó khăn khi hàn ống A106 với ống API 5L tại hiện trường?

Đây là 'Nghịch lý lệch tâm.' ASTM A106 (Liền mạch) được tạo ra bằng cách xuyên qua một phôi thép, điều này thường dẫn đến sự thay đổi độ dày thành (độ lệch tâm) là ±12,5% xung quanh chu vi. API 5L (nếu hàn/ERW) được làm từ tấm có độ dày rất đồng đều. Khi hàn đối đầu ống A106 liền mạch với ống API 5L chính xác, bạn thường gặp phải hiện tượng sai lệch bên trong (Hi-Lo). Người thợ hàn phải mài ID của ống A106 cho phù hợp, có khả năng làm mỏng thành dưới độ dày thiết kế chịu áp tối thiểu ASME B31.3.

Các giải pháp kỹ thuật cho ống liền mạch ASTM A106 so với API 5L: Chúng có thể được sử dụng thay thế cho nhau trong các ứng dụng giữa dòng không?

Việc lựa chọn thông số kỹ thuật đường ống chính xác đòi hỏi phải cân bằng độ ổn định nhiệt với độ bền và cường độ năng suất. Đối với các dự án trung nguồn và hạ nguồn quan trọng, việc tìm nguồn cung ứng từ các nhà sản xuất kiểm soát cả hóa học (đối với nhiệt) và cấu trúc vi mô (đối với độ bền) là điều cần thiết.

Thông số kỹ thuật sản phẩm được đề xuất:

• Đối với Đường dây truyền tải áp suất cao:  Ưu tiên độ bền và tính nhất quán về kích thước. Sử dụng Ống dẫn liền mạch (API 5L PSL2)  đảm bảo tuân thủ thử nghiệm tác động trong môi trường lạnh.

• Đối với hệ thống nhà máy lọc dầu & nồi hơi:  Đảm bảo ổn định ở nhiệt độ cao. Lựa chọn Ống nồi hơi  hoặc hàng tồn kho đã được xác minh theo tiêu chuẩn ASTM A106 có Silicon >0,10%.

• Đối với các ứng dụng hỗn hợp:  Khi kết nối đường ống xử lý với đường ống, hãy sử dụng dung sai cao Ống chính xác  để giảm thiểu các vấn đề về lắp đặt và sai lệch Hi-Lo trong quá trình hàn.

Đối với các ứng dụng hạ cấp yêu cầu cường độ năng suất cao hơn loại B tiêu chuẩn, hãy xem xét Các giải pháp Vỏ & Ống đáp ứng tiêu chuẩn API 5CT, khác biệt với cuộc thảo luận 5L/A106.