ТЕГИ ГОРЯЧЕГО БЛОГА
ASTM A53
ASTM A53/A53M: Технические условия на трубы из углеродистой стали
Стандарт на бесшовные и сварные черные/оцинкованные стальные трубы для применения под давлением
1. Область применения и классификация
1.1 Определение и применение
ASTM A53/A53M устанавливает требования к бесшовные и сварные трубы из углеродистой стали с дополнительной гальванизацией. Он охватывает три типа продукции:
Тип F: Сварка в печи (непрерывный шов)
Тип E: Сварка электросопротивлением (ERW)
Тип S: Бесшовные (горячедеформированные или холоднотянутые)
Основные области применения:
Передача жидкостей под низким/средним давлением (пар, вода, газ, воздух)
Структурные опоры и механические компоненты (нециклическая нагрузка)
Окружающая среда с защитой от коррозии (только в оцинкованном исполнении)
1.2 Оценки и ограничения
| Класс | Предел текучести (мин) | Прочность на разрыв (мин) | Ограничение ключа |
| Степень A | 205 МПа (30 кси) | 330 МПа (48 кси) | Не для отбортовки (тип F) |
| Оценка B | 240 МПа (35 кси) | 415 МПа (60 ksi) | Предпочтительно для холодной гибки |
Предельная расчетная температура: ≤350°C (660°F)
2. Требования к размерам
2.1 Диапазон размеров
Номинальный размер трубы (NPS): От 1/8″ до 26″ (от DN 6 до DN 650)
Расписание Толщина: Sch 10, 40, 80, 160, XXS
2.2 Критические допуски
| Параметр | Толерантность | Применимость |
| Наружный диаметр | ≤48,3 мм: ±0,40 мм ≥60,3 мм: ±1% | Все типы |
| Толщина стенок | ±12,5% от номинального значения WT | Типы S/E/F |
| Вес | ±10% на партию | Коммерческая |
| Прямолинейность | ≤0,3% длины трубы | Длина >6 м |
3. Химические и механические свойства
3.1 Химический состав (wt%, макс.)
| Элемент | Степень A | Оценка B | Цель управления |
| Углерод (C) | 0.25 | 0.30 | Свариваемость |
| Марганец (Mn) | 0.95 | 1.20 | Повышение прочности |
| Фосфор (P) | 0.05 | 0.05 | Криогенное охрупчивание |
| Сера (S) | 0.045 | 0.045 | Горячая обрабатываемость |
| Всего сплавов* | ≤1.00 | ≤1.00 | Устойчивость к коррозии |
*Cu+Ni+Cr+Mo+V
3.2 Механические свойства
| Недвижимость | Степень A | Оценка B | Стандарт испытаний |
| Предел текучести | ≥205 МПа (30 ksi) | ≥240 МПа (35 ksi) | ASTM A370 |
| Прочность на разрыв | ≥330 МПа (48 ksi) | ≥415 МПа (60 ksi) | ASTM A370 |
| Удлинение (%) | Рассчитано* | Рассчитано* | ASTM A370 |
| Соотношение Г/Т | ≤0.93 | ≤0.93 | – |
Формула удлинения:
\delta = \frac{1940 \times A^{0.2}}{U^{0.9}}
Где: A = площадь поперечного сечения (мм²), U = прочность на разрыв (МПа)
4. Обязательные требования к тестированию
4.1 Разрушающие испытания
Тест на сплющивание:
Гладкий (тип S): Двухступенчатое уплощение - сначала частичное уплощение (H → контакт со стеной)
Сварной шов (E/F) Трехступенчатое сплющивание (2/3D→ 1/3D→ контакт со стенкой)
Испытание на изгиб:
Наружный диаметр ≤60,3 мм: изгиб на 90 градусов с помощью 12D варочной маски (12D оправки)
Труба в бухте: Подвижность изгиба на 180° на оправке 8D
4.2 Неразрушающий контроль (NDE)
| Метод | Критерии приемлемости | Альтернатива гидроиспытаниям |
| Ультразвуковые (UT) | Нет ламинирования >12.5% WT | Да (согласно пункту 12.3) |
| Вихревое течение (ET) | Разрывы глубиной ≤0,85 мм | Да |
| Магнитная частица (MT) | Дефекты поверхности ≤0,4 мм | Нет |
4.3 Гидростатическое испытание
Давление: ≥1,5 × расчетное давление (макс. 90% SMYS)
Продолжительность: ≥10 секунд
Утечка: Нетерпимость
5. Требования к оцинковке (по желанию)
| Параметр | Требование | Стандарт |
| Толщина покрытия | ≥610 г/м² (2,0 унции/фут²) | ASTM A123/A123M |
| Приверженность цинку | Не отслаивается после испытания на изгиб 2T | ASTM E290 |
| Отделка поверхности | Гладкий, без комков и окалины | Визуальный осмотр |
6. Инженерные приложения и технические данные
6.1 Тематические исследования
Паропроводы электростанций:
Трубы: S Type, Grade B, Sch 80 (NPS 12)
Обслуживание: 300°C @ 4,5 МПа
Срок службы: 25 лет или более (меньше при толщине стенки выше, чем у Schedule 160)
Городское газораспределение:
Труба: Труба должна быть оцинкованной (NPS 4), тип E, класс B.
Защита от внешних воздействий: Цинковое покрытие прослужит 40 с лишним лет
6.2 Метрики производительности
| Метрика | Значение | Выгода |
| Уровень отказов | 0,09 происшествий/1,000 км-год | 65% ниже, чем нестандартные |
| Экономия материалов | 15% (класс B по сравнению с традиционным) | $120K экономия на 10 км линии |
| Коэффициент прохождения гидроиспытаний | >99,8% (с альтернативой UT/ET) | Сокращение времени ввода в эксплуатацию |
7. Обновления, актуальные для будущего (пересмотр 2024 года)
| Новые фокусы | Технический ответ | Временная шкала |
| Водородная служба | Нано-Al₂O₃ покрытия (H₂ пермь ≤0,3 мл/м²/день) | 2026 Приложение |
| Цифровая прослеживаемость | Данные на основе блокчейна на каждое соединение труб | 2025 Пилот |
| Углеродная нейтральность | Производство на электролизных печах (не более 1,8 тCO₂/т стали) | Цель на 2030 год |
