في النظام البيئي المعقد للأنابيب الصناعية، غالبًا ما يواجه المهندسون ومديرو المشتريات وضع “برج بابل”. قد يشير مشروع في هيوستن إلى أكواد ASME, ، تحدد الآلات المستوردة من ألمانيا معايير DIN, ، والمخزون المتاح في المستودع يحمل علامة مواصفات ASTM.

بالنسبة لـ الضغط العالي التطبيقات - مثل مصافي النفط، وغلايات توليد الطاقة، ومصانع المعالجة الكيميائية - هذا الخلط ليس مجرد صداع؛ بل هو خطر على السلامة. يمكن أن يؤدي الخلط بين معيار الأبعاد ومعيار المادة، أو اختيار أنبوب ذو قوة خضوع غير كافية، إلى أعطال كارثية تحت الضغط.

تم تصميم هذا الدليل الشامل ليكون الأداة المرجعية النهائية. سنقوم بفك شفرة “الحساء الأبجدي” لمعايير الأنابيب الدولية، وشرح الاختلافات الجوهرية بين ASTM وASME وDIN، وتقديم جدول مرجعي مفصل لمساعدتك في اختيار المواد المناسبة لمشاريع الضغط العالي الخاصة بك.

 شرح “الثلاثة الكبار”

قبل الغوص في الدرجات والأرقام، يجب أن نوضح الأدوار الأساسية للمنظمات الرئيسية الثلاث التي تحكم صناعة أنابيب الصلب. فهم ليسوا متنافسين؛ بل هم طبقات متميزة من النظام البيئي للسلامة.

1. ASTM (الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد)

“كتاب الوصفات” تحدد معايير ASTM المواد. يخبرونك “مما صُنع الأنبوب”.”

  • النطاق: التركيب الكيميائي (كمية الكربون والمنجنيز والسيليكون) والخواص الميكانيكية (قوة الشد وقوة الخضوع) وطرق التصنيع (غير الملحومة مقابل الملحومة).
  • المعيار الرئيسي: ASTM A106 هو الكتاب المقدس لأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة ذات درجة الحرارة العالية.

2. ASME (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين)

“كتاب القواعد” تحدد رموز ASME التطبيق. يخبرونك “كيف تستخدم الأنبوب بأمان”.”

  • النطاق: قواعد التصميم وعوامل الأمان وإرشادات التركيب وحدود الضغط. غالبًا ما تكون رموز ASME تبني مواد ASTM. عندما تتم الموافقة على مادة ASTM لاستخدامها في أوعية الضغط من قبل ASME، فإنها تحصل على بادئة “S” (على سبيل المثال، ASTM A106 تصبح ASME SA106).
  • المعيار الرئيسي: ASME B31.3 (أنابيب المعالجة) يحدد سُمك الجدار المطلوب لضغط ودرجة حرارة محددين.

3. DIN (المعهد الألماني للمعايير) / EN (المعايير الأوروبية)

“المعيار الأوروبي” DIN هو معيار ألماني تاريخي مشهور بدقته. ومع ذلك، في العقدين الأخيرين، توحدت أوروبا في ظل EN (يورونورم) المعايير.

  • الارتباك لا تزال العديد من المخططات القديمة وقطع الغيار القديمة تطلب صراحةً أرقام DIN القديمة (مثل DIN 17175). يتطلب العثور على مكافئ حديث فهم الانتقال من DIN إلى DIN إلى DEN.

التعمق في معايير المواد ذات الضغط العالي

بالنسبة لتطبيقات الضغط العالي، فإن معايير “أنابيب المياه” العامة (مثل ASTM A53) غير كافية. تعتمد الصناعة على درجات محددة من “الصلب الكربوني المضروب”.

ASTM A106: العمود الفقري للصناعة

ASTM A106 درجة B هو الخيار الافتراضي لخدمة درجات الحرارة العالية والضغط العالي.

  • التصنيع: يجب أن يكون سلس (SMLS).
  • الكيمياء: إنه “فولاذ مقتول”، مما يعني أنه تمت إزالة الأكسدة منه بالسيليكون (0.10% كحد أدنى) لضمان بنية حبيبات موحدة ومنع الغازات المحتبسة. وهذا يجعله أفضل من A53 في البيئات عالية الضغط.
  • درجة الحرارة: ويمكنه التعامل مع درجات حرارة تصل إلى 750 درجة فهرنهايت (400 درجة مئوية) دون أن يفقد قوته بشكل كبير.

DIN 17175: الأسطورة الألمانية

قبل أن تتولى معايير EN المسؤولية, معيار DIN 17175 كان المعيار الذهبي للأنابيب غير الملحومة من الفولاذ المقاوم للحرارة.

  • St35.8 مقابل St45.8: كانت هذه هي الدرجات الأكثر شيوعًا. يرمز حرف “St” إلى Stahl (فولاذ)، ويمثل الرقم الحد الأدنى لقوة الشد (بالكيلو جرام/مم²).
  • الاستبدال الحديث: واليوم، إذا رأيت DIN 17175 على الرسم، فمن المحتمل أن تشتري EN 10216-2, ، وتحديداً الدرجة P235GH أو P265GH.

ورقة غش المهندس (جدول المراجع التبادلية)

ملاحظة: على الرغم من أن هذه المواد متكافئة وظيفيًا لمعظم الاستخدامات، تحقق دائمًا من الحدود الكيميائية المحددة مع مهندس المشروع الخاص بك.

معادلات الفولاذ الكربوني عالي الضغط

الميزة ASTM (الولايات المتحدة الأمريكية) DIN (الإرث الألماني) EN (أوروبي حديث)
الاسم القياسي ASTM A106 معيار DIN 17175 EN 10216-2
نوع المادة الفولاذ الكربوني غير الملحوم فولاذ غير ملحوم مقاوم للحرارة الصلب غير الملحوم للضغط
الدرجة (متوسطة القوة) الدرجة ب ش 45.8 P265GH
قوة الخضوع (دقيقة) 240 ميجا باسكال (35,000 رطل لكل بوصة مربعة) 255 ميجا باسكال 265 ميجا باسكال
قوة الشد 415 - 585 ميجا باسكال 410 - 530 ميجا باسكال 410 - 570 ميجا باسكال
محتوى الكربون (الحد الأقصى) 0.30% 0.21% 0.20%
الاستخدام النموذجي المصافي، الغلايات محطات الطاقة (القديمة) أوعية الضغط في الاتحاد الأوروبي

معادلات سبائك الصلب عالية الضغط (درجة حرارة عالية)

عندما تتجاوز درجات الحرارة 400 درجة مئوية، يزحف الفولاذ الكربوني ويتعطل. نتحول إلى الفولاذ المصنوع من سبائك الكروم-مولي.

الاسم الشائع ASTM / ASME معادل DIN المكافئ EN
1-1/4 كروم ASTM A335 P11 معيار DIN 17175 13CrMo44 EN 10216-2 13CrMo4-5 EN 10216-2
2-1/4 كروم ASTM A335 P22 DIN 17175 10CrMo910 DIN 17175 EN 10216-2 10CrMo9-10 EN 10216-2
9 كروم 9 (P91) ASTM A335 P91 X10CrCrMoVNb9-1 EN 10216-2 X10CrMoVNb9-1 EN 10216-2

الاختلافات التقنية الحرجة

في حين أن الجداول أعلاه تُظهر “المعادلات”، إلا أنها ليست “متطابقة”. فيما يلي الاختلافات الدقيقة التي يحتاج المهندسون الصارمون إلى معرفتها.

1. تفاوتات الأبعاد

  • ASTM: تميل إلى أن تكون أكثر تساهلاً قليلاً بشأن اختلافات سُمك الجدار. على سبيل المثال، يسمح A106 بتفاوت سمك الجدار بمقدار -12.5%.
  • DIN/EN: أكثر صرامة بشكل عام. غالباً ما تتطلب EN 10216-2 تفاوتات أكثر صرامة، وهذا هو السبب في أن الأنابيب الأوروبية مفضلة أحياناً لأنظمة اللحام الآلي الدقيقة.

2. متطلبات الاختبار (NDT)

الضغط العالي يعني مخاطر عالية، لذا فإن الاختبار غير قابل للتفاوض.

  • الاختبار الهيدروستاتيكي: تتطلب كل من معايير ASTM وEN اختبار كل أنبوب على حدة بضغط الماء لضمان عدم وجود تسربات.
  • الاختبار الكهربائي غير المتلف (NDT): يسمح ASTM A106 بالاختبار غير الميكانيكي (مثل التيار الدوامي أو الموجات فوق الصوتية) كـ البديل للاختبار الهيدروستاتيكي. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات الحرجة (مثل API 5L PSL2 خطوط الأنابيب) في النفط والغاز, الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) غالبًا ما يكون إلزاميًا للكشف عن التصفيح الداخلي.

3. اختبار الصدمات (المتانة)

  • ASTM A106: لا يتطلب اختبار الصدم Charpy V-Notch افتراضيًا (ما لم يتم طلبه على وجه التحديد).
  • EN 10216-2: يشير الرمز “GH” في P265GH إلى أن المادة مصممة لدرجات الحرارة المرتفعة، ولكن المعايير الأوروبية عمومًا تركز بشكل أكبر على قيم صلابة الصدمات في درجات الحرارة القياسية مقارنةً بمواصفات ASTM الأساسية.

دليل التطبيق - أي معيار يجب أن تختار؟

السيناريو أ: مصفاة النفط والغاز

قياسي: ASME B31.3 / ASTM A106 تهيمن المعايير الأمريكية على صناعة النفط والغاز العالمية. إذا كنت تقوم ببناء مصفاة في المملكة العربية السعودية أو سنغافورة أو البرازيل، فمن شبه المؤكد أن التصميم يعتمد على ASME B31.3. تحتاج إلى ASTM A106 درجة B أو API 5L الأنابيب.

السيناريو (ب): غلاية محطة توليد الكهرباء

قياسي: ASME B31.1 / ASTM A335 تعمل خطوط البخار عالية الضغط في درجات حرارة قصوى. هنا, ASTM A335 A335 P11 أو P22 (كروم-مولي) هو المعيار. إذا كان المصنع أوروبي التصميم، ابحث عن EN 10216-2 13CrMo4-5 EN 10216-2.

السيناريو ج: استبدال أنبوب في ماكينة قديمة

قياسي: DIN / EN إذا كنت تقوم بصيانة مكبس هيدروليكي ألماني الصنع من التسعينيات، فسوف يستدعي الدليل DIN 1629 أو معيار DIN 17175. لا داعي للذعر إذا لم تتمكن من العثور على أنابيب “DIN”. اطلب EN 10216 المكافئ، وهو متوافق فيزيائيًا وكيميائيًا.

الخاتمة

لا يجب أن يكون التنقل في متاهة معايير الأنابيب لعبة تخمين. إن الخلاصة الرئيسية هي التمييز بين كود التصميم (ASME - القواعد) و معيار المواد (ASTM/DIN - المنتج).

  • ASTM A106 هو الخيار الأمثل لضغط درجات الحرارة العالية القياسية.
  • ASTM A335 هو درعك ضد الحرارة الشديدة.
  • EN 10216-2 هو الخلف الأوروبي الحديث لمعيار DIN 17175 الأسطوري.

هل ما زلت غير متأكد من المواصفات التي تتوافق مع متطلبات مشروعك؟

في ألاند ستيل, ، نحن متخصصون في سد الفجوة بين المعايير الدولية. نحن نوفر أنابيب غير ملحومة عالية الضغط يمكن اعتمادها بشكل مزدوج أو تخصيصها لتلبية المواصفات الصارمة للمشروع.

  • هل تحتاج إلى ASTM A106 مع اختبارات الصدم المحددة؟ يمكننا القيام بذلك.
  • هل تحتاج إلى استبدال مواصفات DIN؟ لدينا بيانات التحويل.

للتواصل مع آلاند فريق ستيل الهندسي اليوم للحصول على استشارة فنية وعرض أسعار سريع لاحتياجاتك من أنابيب الضغط العالي.