ASTM A312 so với ASTM A106: So sánh kích thước ống, chỉ số áp suất và giới hạn nhiệt độ

Chọn tiêu chuẩn ống phù hợp cho một dự án là một quyết định kỹ thuật cơ bản ảnh hưởng đến an toàn, chi phí và độ tin cậy dài hạn.Hai trong số các tiêu chuẩn được chỉ định thường xuyên nhất là ASTM A312 (thép không gỉ) và ASTM A106 (thép carbon)Mặc dù cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đường ống công nghiệp, nhưng chúng phục vụ các mục đích rất khác nhau.

Bài viết này cung cấp một so sánh kỹ thuật rõ ràng của đường ống ASTM A312 và ASTM A106 bao gồm các tính chất vật liệu, tiêu chuẩn kích thước, chỉ số áp suất, giới hạn nhiệt độ,và hướng dẫn ứng dụngMục tiêu là giúp các kỹ sư, chuyên gia mua sắm và quản lý dự án đưa ra lựa chọn vật liệu thông tin, phù hợp với mã.

ASTM A312 là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn choống thép không gỉ austenit không may, hàn và làm lạnh nặng.1 Nó bao gồm các loại như TP304, TP304L, TP316 và TP316L, được sử dụng rộng rãi trong môi trường ăn mòn và các ứng dụng nhiệt độ cao.

Đặc điểm chính:

• Vật liệu: Thép không gỉ austenit (chrom-nickel với molybden tùy chọn)

• Sản xuất: Không may hoặc hàn

• Ứng dụng chính: Dịch vụ ăn mòn và môi trường nhiệt độ cao

ASTM A106 là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn choống thép cacbon liền mạch cho dịch vụ nhiệt độ cao.6 Nó bao gồm các lớp A, B và C, với lớp B là loại thường được chỉ định cho các ứng dụng công nghiệp.

Đặc điểm chính:

• Vật liệu: Thép carbon

• Sản xuất: Chỉ không may (không giống như A53, cho phép hàn)

• Ứng dụng chính: Dịch vụ nhiệt độ cao, áp suất cao như nhà máy lọc dầu, nồi hơi và nhà máy điện

Các đường ống ASTM A312 chống ăn mòn; đường ống ASTM A106 chịu áp suất và nhiệt độ cao nhưng chúng không thể thay thế.

Sự khác biệt chính giữa hai tiêu chuẩn này là vật liệu.

Tại sao điều này quan trọng:Thép không gỉ chứa ít nhất 10,5% crôm, tạo thành một lớp oxit tự chữa lành bảo vệ chống gỉ và tấn công hóa học.thép cacbon rẻ hơn đáng kể và cung cấp độ bền tuyệt vời ở nhiệt độ cao.4

Cả hai đường ống ASTM A312 và ASTM A106 đều được sản xuất theo cùng một tiêu chuẩn kích thước:ASME B36.10.

Tiêu chuẩn này xác định:

• NPS (kích thước ống danh nghĩa)1/8" đến 48" và lớn hơn

• Lịch trình (trọng lượng tường)SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160, vv.

• Chiều kính bên ngoài (OD)Định đối với mỗi NPS bất kể lịch trình

• Độ dày tường️ Phân biệt theo lịch trình

Lưu ý quan trọng:Đối với NPS và lịch trình nhất định, cả đường ống A312 và A106 đều cóchính xác cùng đường kính bên ngoài và độ dày tườngĐiều này có nghĩa là chúng có thể thay thế cơ học về mặt lắp đặt - các miếng lót, phụ kiện và van được thiết kế cho một cái sẽ phù hợp với cái khác, miễn là lịch trình phù hợp.

Đánh giá áp suất phụ thuộc vào ba yếu tố: căng thẳng vật liệu cho phép, OD ống và độ dày tường.

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

Ở đâu:

• P = Áp suất bên trong (psi hoặc MPa)

• S = Áp lực cho phép (tùy thuộc nhiệt độ, theo ASME B31.3)

• t = Độ dày tường (inches hoặc mm)

• D = đường kính bên ngoài (inch hoặc mm)

Đối với thép không gỉ ASTM A312 TP304 ở nhiệt độ phòng (38 °C / 100 °F):

Nguồn: Tính toán kỹ thuật theo phương pháp ASME B31.38

Để tham khảo, thử nghiệm nổ phòng thí nghiệm của đường ống ASTM A312 cho thấy áp suất cao hơn đáng kể trước khi thất bại9,726 psiNhưng áp suất làm việc được cho phép được giảm xuống một yếu tố an toàn là 3-42.

Đối với thép cacbon lớp B của ASTM A106 ở nhiệt độ phòng, căng thẳng cho phép (S) là khoảng20,000 psiSử dụng cùng một công thức B31.3, các chỉ số áp suất thường làcao hơn thép không gỉcho cùng kích thước bởi vì thép carbon có một căng thẳng cao hơn cho phép ở nhiệt độ phòng.

Lưu ý: Các chỉ số thực tế khác nhau theo mã (ASME B31.1 so với B31.3) và nhiệt độ. Luôn luôn xác minh với phiên bản mã mới nhất.

Điểm mấu chốt:Đối với cùng một NPS và lịch trình, ống thép carbon A106 thường có mộtáp suất cao hơn ở nhiệt độ phònghơn thép không gỉ A312.

Đây là nơi hai tiêu chuẩn khác nhau đáng kể.

Tại sao A312 xử lý nhiệt độ cao hơn:Thép không gỉ austenit giữ được sức mạnh và chống oxy hóa ở nhiệt độ khiến thép carbon có thể bị quy mô và mất toàn vẹn cấu trúc.

Tại sao A106 vẫn được ưa thích cho nhiệt độ vừa phải:Đối với các ứng dụng lên đến 400 ° C, A106 lớp B cung cấp độ bền tuyệt vời với một phần chi phí của thép không gỉ.

A106 ống thép carbon đòi hỏi lớp phủ bên ngoài, bảo vệ cathode hoặc cả haikhi tiếp xúc với môi trường ăn mòn7. thép không gỉ A312 không, làm cho nó trở thành lựa chọn mặc định cho các nhà máy hóa học, các ứng dụng hàng hải và chế biến thực phẩm.

Đối với các loại carbon thấp (A312 TP304L/316L và A106 lớp B), cả hai tiêu chuẩn đều sản xuất các dây hàn phù hợp với dịch vụ áp suất mà không cần xử lý nhiệt sau hàn trong hầu hết các ứng dụng,miễn là các quy trình hàn phù hợp được tuân thủ.

Quy tắc lựa chọn:Sử dụng A106 cho các ứng dụng không ăn mòn, áp suất / nhiệt độ cao. Sử dụng A312 cho môi trường ăn mòn hoặc khi độ tinh khiết của sản phẩm (thực phẩm, dược phẩm) yêu cầu thép không gỉ7.

• Các chất lỏng hoặc môi trường ăn mòn (ác, nước biển, clorua)

• Nhiệt độ hoạt động vượt quá 427 °C (800 °F)

• Độ tinh khiết hoặc vệ sinh của sản phẩm là rất quan trọng (thực phẩm, đồ uống, dược phẩm)

• Sự ăn mòn khí quyển bên ngoài là một mối quan tâm mà không có lớp phủ

• Các vấn đề về ngoại hình hoặc khả năng làm sạch

• Môi trường không ăn mòn hoặc ăn mòn được kiểm soát (bọc + CP)

• Nhiệt độ hoạt động là từ -29°C đến 427°C

• Cần áp suất cao với chi phí vừa phải

• Trọng lượng không phải là một hạn chế chính

• Ứng dụng trong các nhà máy lọc dầu, nồi hơi, nhà máy điện hoặc hệ thống khí nén

Q1: Các đường ống ASTM A312 và ASTM A106 có thể được hàn với nhau không?
Đáp: Có, nhưng với một khớp chuyển tiếp. hàn trực tiếp thép carbon với thép không gỉ tạo ra một nguy cơ ăn mòn galvanic và đòi hỏi một kim loại lấp đầy tương thích (thường là 309L hoặc 312 không gỉ).Một lớp phủ hàn hoặc bộ phận chuyển đổi kim loại khác nhau được khuyến cáo.

Q2: Tiêu chuẩn nào có chỉ số áp suất cao hơn cho cùng một lịch trình?
A: Ở nhiệt độ phòng, ASTM A106 lớp B thường có độ căng cao hơn được phép so với A312 TP304, vì vậy đối với kích thước giống hệt nhau, A106 có chỉ số áp suất cao hơn.Khi nhiệt độ tăng lên trên ~ 400 °C, A312 duy trì sức mạnh trong khi A106 suy yếu.

Q3: Các ống A106 có sẵn ở dạng hàn không?
A: Không. ASTM A106 đặc biệt bao gồm ống thép cacbon liền mạch. Nếu ống thép cacbon hàn được chấp nhận, ASTM A53 là tiêu chuẩn thích hợp.

Q4: "S" trong lịch trình A312 có nghĩa là gì?
A: Các bảng như SCH 40S trong ASTM A312 chỉ ra các bảng đặc biệt cho thép không gỉ.nhưng hậu tố "S" giúp tránh nhầm lẫn khi cả ống carbon và ống không gỉ được sử dụng trong cùng một dự án.

Q5: Các ống A312 có thể được sử dụng cho dịch vụ hơi nước không?
A: Vâng, ống thép không gỉ A312 phù hợp với dịch vụ hơi nước. Tuy nhiên, cho các ứng dụng hơi nước bão hòa điển hình (dưới 400 ° C), thép carbon A106 tiết kiệm hơn.Đối với hơi nóng quá cao trên 400 °C, A312 có thể được yêu cầu.

Q6: Làm thế nào để tôi xác minh tôi đang nhận được ống A106 hoặc A312 nguyên bản?
A: Yêu cầu Chứng chỉ thử nghiệm máy (MTC) cho thấy thành phần hóa học, tính chất kéo và tuân thủ tiêu chuẩn ASTM có liên quan.số nhiệt, và nhà sản xuất.

ASTM A312 và ASTM A106 đóng vai trò bổ sung trong đường ống công nghiệp.trong khi A106 là con ngựa làm việc cho các hệ thống áp suất thép carbon hoạt động từ -29 °C đến 427 °C.

Đối với các nhà thiết kế đường ống và chuyên gia mua sắm, sự lựa chọn chỉ có ba câu hỏi:

1. Có phải sự ăn mòn là một mối quan tâm?Nếu có, nghiêng về phía A312.

2. Nhiệt độ hoạt động là bao nhiêu?Trên 427 ° C → A312; dưới 400 ° C → hoặc, nhưng A106 rẻ hơn.

3. Nhu cầu áp suất là gì?Cả hai đều có thể đối phó với áp lực cao nếu có lịch trình đúng.

Khi nghi ngờ, hãy tham khảo mã ASME B31 áp dụng (B31.1 cho đường ống điện, B31.3 cho đường ống quy trình) và xác minh các căng thẳng cho phép cho lớp và nhiệt độ cụ thể của ứng dụng của bạn.