ASTM A312와 ASTM A106: 파이프 치수, 압력 등급 및 온도 한계 비교

적절한 파이프 표준을 선택하는 것은 안전, 비용, 장기적인 신뢰성에 영향을 미치는 기본적인 엔지니어링 결정입니다.가장 자주 지정 된 표준 중 두 가지는 ASTM A312 (무화강) 및 ASTM A106 (탄소강) 이다.둘 다 산업용 파이프 시스템에서 광범위하게 사용되지만 매우 다른 목적을 가지고 있습니다.

이 문서에서는 ASTM A312 및 ASTM A106 파이프의 명확하고 기술적 비교를 제공하며 재료 특성, 차원 표준, 압력 등급, 온도 제한,및 적용 지침목표는 엔지니어, 조달 전문가 및 프로젝트 관리자가 정보와 코드에 따른 재료 선택에 도움이 되는 것입니다.

ASTM A312는꿰매지 않은, 용접된, 그리고 냉면으로 고도로 가공된 아우스테니틱 스테인레스 스틸 파이프.1 부식성 환경 및 고온 애플리케이션에 널리 사용되는 TP304, TP304L, TP316 및 TP316L 등의 등급을 포함한다.

주요 특징:

• 소재: 오스텐이트 인 스테인리스 스틸 (모리브덴을 선택적으로 넣는 크롬 니켈)

• 제조: 꿰매지 않거나 용접

• 주요 응용 분야: 부식성 서비스 및 고온 환경

ASTM A106는고온 서비스용 수직 탄소강 파이프.6 그것은 A, B, C 등급을 포함하며, B 등급은 산업용으로 가장 일반적으로 지정되어 있습니다.

주요 특징:

• 재료: 탄소 강철

• 제조: 꿰매지 않은 것 만 (접속을 허용하는 A53와 달리)

• 주요 응용: 고온, 고압 서비스, 가공 공장, 보일러 및 발전소

ASTM A312 파이프는 진화를 견딜 수 있다. ASTM A106 파이프는 고압과 온도를 견딜 수 있지만 교환이 불가능하다.

이 두 표준 사이의 주요 차이점은 재료입니다.

왜 이것이 중요한지:스테인레스 스틸 은 적어도 10.5% 의 크롬 을 함유 하고 있으며, 이 스틸 은 스스로 치유 되는 산화질 층 을 형성 하여 녹과 화학적 공격 에 대항 하여 보호 한다. 하지만 탄소 스틸 은 그러한 보호 를 받지 못한다.탄소강은 훨씬 저렴하고 높은 온도에서도 뛰어난 강도를 제공합니다..4

ASTM A312 및 ASTM A106 파이프는 동일한 차원 표준에 따라 제조됩니다.ASME B3610.

이 표준은 다음을 정의합니다.

• NPS (명용 파이프 크기)1/8"에서 48" 및 더 큰

• 스케줄 (벽 두께)SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160 등

• 외부 지름 (OD)일정에 관계없이 각 NPS에 고정됩니다.

• 벽 두께일정에 따라 달라집니다.

중요한 참고:주어진 NPS와 스케줄을 위해 A312와 A106 파이프 모두정확히 같은 외부 지름과 벽 두께즉, 그들은 기계적으로 교체 가능하며, 일부분에 맞게 설계된 플랜지, 핏싱 및 밸브는 일부분과 맞게 설계된 스케줄을 갖춘다면 다른 부분에 맞게 설계됩니다.

압력 등급은 3가지 요소에 따라 달라집니다. 재료의 허용된 스트레스, 파이프 OD 및 벽 두께입니다. ASME B31.3의 지배 공식은 다음과 같습니다.

P = (2 * S * t) / (D ?? t)

어디:

• P = 내부 압력 (psi 또는 MPa)

• S = 허용된 스트레스 (ASME B31.3의 온도 의존)

• t = 벽 두께 (인치 또는 mm)

• D = 외부 지름 (인치 또는 mm)

방온 (38°C/100°F) 에 있는 ASTM A312 TP304 스테인리스 스틸에 대해:

출처: ASME B31.3 방법론에 따른 엔지니어링 계산8

참고로, ASTM A312 파이프의 실험실 파열 테스트는 실패 전에 훨씬 높은 압력을 보여줍니다. 예를 들어 2 "SCH 40 A312 파이프는 약9726 psi그러나 허용되는 작업 압력은 안전 인수 3~42로 감소합니다.

방온의 ASTM A106 B급 탄소강의 허용 스트레스는 대략20,000 psi(138 MPa). 같은 B31.3 공식을 사용 하 여, 압력 등급은 일반적으로스테인리스 스틸보다 높은같은 크기로 탄소강은 실내 온도에서 허용되는 스트레스가 더 높기 때문입니다.

참고: 실제 등급은 코드 (ASME B31.1 vs B31.3) 및 온도에 따라 다릅니다. 항상 최신 코드 에디션을 확인하십시오.

결론:같은 NPS와 스케줄에 대해, A106 탄소 강철 파이프는 일반적으로실온에서 더 높은 압력 등급A312 스테인리스 스틸보다

이 두 기준이 크게 다른 부분입니다.

왜 A312가 더 높은 열을 처리하는 걸까요?아우스테니트 스테인리스 스틸은 강도를 유지하고 탄소 스틸이 확장되고 구조적 무결성을 잃게 할 수있는 온도에서 산화에 저항합니다.

왜 A106는 여전히 온도가 낮을 때 선호되는가:400°C까지의 용도로, A106 B급은 스테인리스 스틸의 비용의 일부에 우수한 강도를 제공합니다.

A106 탄소 강철 파이프는 외부 코팅, 감도 보호 또는 둘 다가 필요합니다.부식성 환경에 노출되면7. A312 스테인리스 스틸은 그렇지 않습니다. 화학 공장, 해양 응용 프로그램 및 식품 가공을위한 기본 선택입니다.

저탄소 등급 (A312 TP304L/316L 및 A106 등급 B) 의 경우, 두 표준 모두 대부분의 응용 분야에서 용접 후 열처리가 필요없이 압력 서비스에 적합한 용접을 생산합니다.적절한 용접 절차가 따르면.

선택 규칙:부식성이 없는 고압/온도 용도로 A106을 사용한다. 부식성이 있는 환경이나 제품의 순수성 (식품, 의약품) 에 스테인리스 스틸이 필요한 경우 A312을 사용한다7.

• 액체 또는 환경이 부식성 (산, 바닷물, 염화물)

• 작동 온도는 427°C (800°F) 를 초과합니다.

• 제품 순수성 또는 위생성이 중요합니다 (식품, 음료, 의약품)

• 코팅 없이 대기의 outside corrosion는 걱정이 됩니다

• 외관 또는 청소 가능성 문제

• 환경이 부식적이지 않거나 부식 조절이 가능합니다 (부팅 + CP)

• 작동 온도는 -29°C에서 427°C 사이입니다.

• 높은 압력이 필요하고 적당한 비용으로

• 무게는 주요한 제한이 아닙니다.

• 응용 프로그램은 정제 공장, 보일러, 발전소 또는 압축 공기 시스템입니다.

Q1: ASTM A312 및 ASTM A106 파이프는 함께 용접 될 수 있습니까?
A: 예, 하지만 전환 관절 을 사용 합니다. 탄소 강철 을 스테인리스 강철 에 직접 용접 하는 것 은 갈바닉 인식 위험 을 야기 하며, 호환 된 필러 금속 (보통 309L 또는 312 스테인리스) 이 필요 합니다.용접 덮개 또는 다른 금속 전환 조각이 권장됩니다..

Q2: 어느 표준이 같은 스케줄에 더 높은 압력 등급을 가지고 있습니까?
A: 방온에서, ASTM A106 B급은 일반적으로 A312 TP304보다 더 높은 허용 스트레스가 있으므로 동일한 크기에 A106는 더 높은 압력 등급을 가지고 있습니다.온도가 400°C 이상 상승하면, A312는 힘을 유지하고 A106는 약화됩니다.

Q3: A106 파이프는 용접 된 형태로 제공됩니까?
A: ASTM A106는 특히 꿰매지 않는 탄소 강철 파이프를 포함합니다. 용접 된 탄소 강철 파이프가 허용되는 경우 ASTM A53이 적절한 표준입니다.

Q4: A312 항공기 스케줄의 "S"는 무엇을 의미합니까?
A: ASTM A312의 SCH 40S와 같은 스케줄은 스테인리스 스틸에 대해 특별히 스케줄을 나타냅니다. 벽 두께는 표준 SCH 40과 동일합니다.하지만 "S" 후자는 같은 프로젝트에서 탄소 파이프와 스테인리스 파이프가 사용되면 혼란을 피하는 데 도움이됩니다.

Q5: A312 파이프는 증기 서비스에 사용될 수 있습니까?
A: 예, A312 스테인리스 스틸 파이프는 증기 서비스에 적합합니다. 그러나 전형적인 포화 증기 (C 400 이하) 응용 프로그램에서는 A106 탄소 스틸이 더 경제적입니다.400°C 이상 과열된 증기용, A312가 필요할 수 있습니다.

Q6: A106 또는 A312 파이프가 진짜인지 어떻게 확인할 수 있나요?
A: 화학적 성분, 팽창 성질 및 관련 ASTM 표준에 부합하는 밀링 테스트 인증서 (MTC) 를 요청하십시오. 각 파이프는 ASTM 지정, 등급,열수, 그리고 제조사.

ASTM A312 및 ASTM A106는 산업 파이프링에서 상호 보완적인 역할을 수행합니다. A312는 경식 저항과 815 °C까지의 고온 용량에 대한 표준입니다.A106는 탄소강 압력 시스템에서 -29°C에서 427°C 사이를 작동하는 작업 마차입니다.

파이프 설계자와 조달 전문가에게는 선택은 세 가지 질문으로 돌아갑니다.

1. 부식 문제 가 있습니까?그렇다면 A312 쪽으로 기울어

2. 작동 온도는?427°C 이상 → A312; 400°C 이하 → 둘 다, 하지만 A106은 더 저렴하다.

3. 압력 요구 사항은 무엇입니까?둘 다 적절한 스케줄을 잡으면 높은 압력을 감당할 수 있습니다.

의심의 여지없이 적용 가능한 ASME B31 코드 (전력 파이프에 대한 B31.1 및 프로세스 파이프에 대한 B31.3) 를 참조하고 응용 프로그램의 특정 등급 및 온도에 대한 허용 된 스트레스를 확인하십시오.