ASTM A672 EFW أنبوب الصلب | GR C60 B60 C65 C70

مقدمة لأنبوب الصلب ASTM A672 EFW

ASTM A672 EFW Steel Pipe هو مواصفات للالتحام الكهربائي (افو) أنابيب فولاذية مصممة لخدمة الضغط العالي في درجات حرارة معتدلة, يستخدم عادة في الصناعات مثل البتروكيماويات, توليد الطاقة الكهربائية, وتكرير النفط. تغطي المواصفات الأنابيب ملفقة من مواد صفيحة جودة وعاء الضغط, مع إضافة المعدن الحشو أثناء عملية اللحام لضمان قوة قوية, التماس موثوق. درجات مثل C60, B60, C65, ويمثل C70 مجموعات مختلفة من مواد الألواح ومستويات القوة, كل شروط تشغيل محددة إلى محددة. الاحتياجات, الصف C60 مصنوع من ASTM A516 Gr 60 طبق, تقديم صلابة جيدة وقابلية اللحام, بينما يستخدم B60 A515 Gr 60, مناسبة لخدمة درجة الحرارة المرتفعة. توفر هذه الدرجات توازنًا في القوة, ليونة, والفعالية من حيث التكلفة, جعلها مثالية للتطبيقات التي يشارك فيها الضغط العالي والحرارة المعتدلة, مثل أنابيب المرجل, المبادلات الحرارية, وأنظمة الأنابيب في المصافي.

تتضمن عملية EFW لوحة التدحرج في شكل أسطواني ولحام التماس الطولي باستخدام الانصهار الكهربائي, مما أدى إلى أنابيب ذات أقطار عادة 16 بوصة وأكبر, وسمك الجدار تصل إلى 3 بوصة. يتم علاج الأنابيب لتخفيف الضغوط وتحسين الخصائص الميكانيكية, مع خيارات للتطبيع, يتم استخدام مؤشر أداء الفولاذ كطريقة تمثيل لرمزها, أو تهدئة اعتمادا على الفصل (على سبيل المثال, الفئة 10, 20, 30). يضمن الامتثال لـ ASTM A672 أن تلبي الأنابيب متطلبات اختبار صارمة, بما في ذلك الاختبار الهيدروستاتيكي, فحص غير التدمير, والاختبارات الميكانيكية, ضمان الموثوقية في البيئات الصعبة. مقارنة بالأنابيب غير الملحومة, أنابيب EFW أكثر اقتصادا للأقطار الكبيرة, مع تقديم أداء مماثل. هذه المقالة تتدفق إلى التكوين الكيميائي, الخواص الميكانيكية, تآكل مقاومة, عمليات التصنيع, وتطبيقات ASTM A672 الدرجات C60, B60, C65, و C70, مع الجداول تلخص المعلمات الرئيسية. من خلال فحص هذه الجوانب ومقارنتها بمواد أخرى مثل Inconel 718 وأنابيب API 5L, يسلط المقال الضوء على أهميتها في التطبيقات الصناعية الحديثة.

التركيب الكيميائي وتحليل المواد

يختلف التركيبة الكيميائية لأنابيب الصلب ASTM A672 EFW حسب الدرجة, تعكس مواد اللوحة الأساسية المستخدمة في تصنيعها. للصف B60, مشتق من ASTM A515 Gr 60 طبق, التكوين يشمل الكربون يصل إلى 0.24%, المنجنيز يصل إلى 0.98%, الفوسفور والكبريت كل حتى 0.035%, والسيليكون بين 0.13% و 0.45%. الصف C60, بناءً على ASTM A516 Gr 60, لديه الكربون حتى 0.21% للسماكة تحت 12.5 مم, زيادة إلى 0.27% لأقسام أكثر سمكا, المنغنيز من 0.55% إلى 1.30% اعتمادا على سمك, الفوسفور والكبريت حتى 0.025%, والسيليكون 0.13% إلى 0.45%. الصف C65 من A516 Gr 65 لديه الكربون حتى 0.24% للأقسام الرقيقة, المنغنيز 0.79% إلى 1.30%, ومستويات فسفور وكبريت منخفضة مماثلة. الصف C70 من A516 Gr 70 يتميز الكربون ب 0.27%, المنغنيز 0.79% إلى 1.30%, وضوابط ضيقة على الشوائب لضمان المتانة وقابلية اللحام.

تم تصميم هذه التراكيب لتوفير توازن بين القوة والليونة, مع انخفاض محتوى الكربون إلى الحد الأدنى من تكوين كربيد أثناء اللحام, تقليل خطر التكسير. يساهم المنغنيز في تعزيز الحل الصلب, بينما تساعد السيليكون في إزالة الأكسدة. إن انخفاض مستويات الفسفور والكبريت يعزز الصلابة ويقلل من هشاشة, حاسمة لخدمة الضغط العالي. بالمقارنة مع السبائك عالية نيكيل مثل Inconel 718 (50-55% النيكل, 17-21% الكروم), درجات ASTM A672 لديها قاعدة فولاذية كربونية بسيطة, تقديم مزايا التكلفة ولكن يتطلب الطلاء لحماية التآكل في البيئات العدوانية. إنكولوي 901, مع مصفوفة النيكل والكروميوم, يوفر قوة عالية الحرارة عالية ولكنه مبالغة في تطبيقات درجة الحرارة المعتدلة. أنابيب API 5L PSL2 BNS, مع تصل الكربون إلى 0.12% والمنغنيز حتى 1.20%, تم تحسينها للخدمة الحامضة ولكن تفتقر إلى جودة وعاء الضغط من A672. يؤكد تحليل المواد على مدى ملاءمة هذه الدرجات لدرجة الحرارة المعتدلة, الأنابيب ذات الضغط العالي, حيث يضمن تكوينهم أداءً موثوقاً دون تكاليف صناعة السبائك المفرطة.

الخصائص الميكانيكية لأنابيب ASTM A672

الخصائص الميكانيكية لأنابيب ASTM A672 EFW تجعلها مناسبة تمامًا للتطبيقات ذات الضغط العالي في درجات حرارة معتدلة. الصف B60 لديه الحد الأدنى من قوة العائد 220 MPA وقوة الشد 415-550 الآلام والكروب الذهنية, مع استطالة على الأقل 25%. يقدم الصف C60 خصائص مماثلة, مع قوة العائد من 220 الآلام والكروب الذهنية, قوة الشد 415-550 الآلام والكروب الذهنية, واستطالة 25% للسماكة تحت 12.5 مم. الصف C65 يزيد العائد على 240 MPA وشد 450-585 الآلام والكروب الذهنية, مع استطالة 23%, بينما يوفر C70 عائد من 260 الآلام والكروب الذهنية, الشد 485-620 الآلام والكروب الذهنية, واستطالة 21%. يتم تحقيق هذه الخصائص من خلال بنية الحبوب الدقيقة للوحة القاعدة والمعالجة الحرارية بعد الولادة, الذي يخفف من الضغوط ويصرف البنية المجهرية.

تخضع الأنابيب لاختبار صارم, بما في ذلك اختبارات الشد على المعدن الأساسي واللحام, اختبارات الانحناء الموجهة, واختبار الهيدروستاتيكي ل 60% من قوة العائد. للفصول العليا, يضمن اختبار التأثير المتانة. مقارنة بعائد Inconel 718 من 1035 MPA وشد 1275 الآلام والكروب الذهنية, درجات A672 أقل قوة ولكنها كافية للظروف المعتدلة وأكثر اقتصادا بكثير. عائد incoloy 901 من 900 MPA أعلى, لكن استخدامه يقتصر على بيئات درجات الحرارة العالية. ASTM A671 CC60, مماثلة ولكن لدرجات الحرارة المنخفضة, لديه عائد 220 الآلام والكروب الذهنية, في حين أن API 5L PSL2 BNS 245 الآلام والكروب الذهنية, الأمثل ل خط الأنابيب الخدمات. تضمن الخواص الميكانيكية لأنابيب A672 المتانة في الغلايات, المبادلات الحرارية, وأنظمة الأنابيب, حيث تكون القوة المتوازنة والليونة ضرورية للأداء على المدى الطويل.

خصائص مقاومة التآكل

أنابيب ASTM A672 EFW تظهر مقاومة تآكل معتدلة, في المقام الأول بسبب تكوين الصلب الكربوني, التي يمكن تعزيزها مع الطلاء للبيئات العدوانية. تقلل مستويات الكربون المنخفضة والشوائب من التعرض للتآكل بين الحسم أثناء اللحام, ولكن في الأجواء مع الرطوبة أو المواد الكيميائية, ينصح الطلاء الخارجية مثل الايبوكسي أو البولي إيثيلين. للخدمة الحامضة, يمكن اختيار الدرجات مع امتثال NACE MR0175, السيطرة على الصلابة لمنع تكسير الإجهاد الكبريتيد. في تطبيقات درجة الحرارة المعتدلة, تقاوم الأنابيب التحجيم والأكسدة أفضل من الفولاذ المنخفض, لكنها ليست قوية مثل سبائك النيكل.

بالمقارنة مع inconel 718, مع الكروم العالي والموليبدينوم لحفر المقاومة في الكلوريد, تتطلب أنابيب A672 تدابير وقائية في ظروف مماثلة. إنكولوي 901 يقدم مقاومة جيدة للأكسدة ولكنه عرضة للتوسع في بيئات الكبريت. ASTM A671 CC60, لدرجات حرارة منخفضة, له سمات تآكل مماثلة ولكنها متوافقة مع الخدمة الحامضة. API 5L PSL2 BNS, مصمم للغاز الحامض, عززت مقاومة SSC ولكن تحتاج إلى الطلاء للتآكل الخارجي. مقاومة التآكل لأنابيب A672 تجعلها موثوقة لمحطات البتروكيماويات والطاقة, حيث من المتوقع التعرض المعتدل للتآكل, وتوسيع الطلاء حياة الخدمة بشكل فعال.

تصنيع ومعالجة أنابيب ASTM A672

يتضمن تصنيع أنابيب ASTM A672 EFW لوحات جودة وعاء الضغط في أسطوانات ولحام التماس الطولي باستخدام الانصهار الكهربائي مع المعدن الحشو. لوحات للصف B60 تأتي من A515 Gr 60, C60 من A516 Gr 60, C65 من A516 Gr 65, و C70 من A516 Gr 70. تضمن عملية اللحام الاختراق الكامل, مع المعالجة الحرارية بعد اليدافع (PWHT) إلزامي للفئات العليا لتخفيف الضغوط وتحسين الخصائص. تطبيع, تخفيف الإجهاد, أو يتم تطبيق التبريد والتخفيف على أساس الفصل (على سبيل المثال, الفئة 12 ل PWHT, الفئة 22 للتطبيع).

تخضع الأنابيب للاختبارات غير المدمرة مثل التصوير الشعاعي أو الفحص بالموجات فوق الصوتية لجودة اللحام, الاختبار الهيدروستاتيكي للتحقق من سلامة الضغط, والاختبارات الميكانيكية على العينات. تسمح العملية بأقطار كبيرة (16 بوصة وأعلى) والجدران السميكة, جعلها اقتصادية للتطبيقات ذات الضغط العالي. بالمقارنة مع التزوير والشيخوخة المعقدة في Inconel 718, التصنيع A672 أبسط, التركيز على اللحام الصلب الكربوني. إنكولوي 901 يتطلب تصلب هطول الأمطار, بينما يستخدم ASTM A671 CC60 EFW مماثلة ولكن لدرجات الحرارة المنخفضة. API 5L PSL2 BNS تتضمن LSAW مع NDE صارمة للخدمة الحامضة. يضمن تصنيع أنابيب A672 جودة عالية, منتجات موثوقة لدرجة الحرارة المعتدلة, خدمة الضغط العالي في الإعدادات الصناعية.

تطبيقات أنابيب ASTM A672

تستخدم أنابيب ASTM A672 EFW على نطاق واسع في الصناعات التي تتطلب أنابيب عالية الضغط في درجات حرارة معتدلة. الصف B60 شائع في محطات توليد الطاقة لأنابيب الغلاية وخطوط البخار, حيث تتعامل قوتها مع الضغط دون حرارة مفرطة. يجد C60 تطبيقًا في مصافي البتروكيماويات للمبادلات الحرارية وأنابيب العملية, الاستفادة من صلابة A516. يفضل C65 و C70 لتلبية احتياجات القوة العالية في تكرير النفط والمعالجة الكيميائية, حيث توجد ضغوط مرتفعة وتآكل معتدل. تستخدم هذه الأنابيب أيضًا في نباتات الأسمدة, المستحضرات الصيدلانيه, ومعالجة الأغذية من أجل موثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة.

بالمقارنة مع استخدام Inconel 718 في التوربينات الفضائية, أنابيب A672 هي لظروف أقل القصوى ولكنها تقدم بدائل اقتصادية. إنكولوي 901 لتوربينات الغاز, في حين أن ASTM A671 CC60 مخصصة لخطوط الأنابيب منخفضة الحرارة في النفط والغاز. API 5L PSL2 BNS مخصص لنقل الغاز الحامض. براعة أنابيب A672, بأطوال وتوجهات قابلة للتخصيص (عادي, مشطوف), يجعلها ضرورية للبنية التحتية حيث تكون المتانة ومقاومة الضغط مفتاحًا, ضمان التشغيل الآمن في مختلف الإعدادات الصناعية.

المواصفات الفنية وجدول المعلمات

لتوفير مرجع واضح, يلخص الجدول التالي المعلمات الرئيسية لصفوف ASTM A672 C60, B60, C65, و C70, بما في ذلك التكوين الكيميائي, الخواص الميكانيكية, وغيرها من المواصفات.

معامل	B60	C60	C65	C70
مادة لوحة	A515 غرام 60	A516 غرام 60	A516 غرام 65	A516 غرام 70
كربون ماكس (%)	0.24	0.21-0.27	0.24-0.29	0.27-0.31
المنغنيز (%)	≤0.98	0.55-1.30	0.79-1.30	0.79-1.30
الفوسفور ماكس (%)	0.035	0.025	0.025	0.025
كبريت ماكس (%)	0.035	0.025	0.025	0.025
السيليكون (%)	0.13-0.45	0.13-0.45	0.13-0.45	0.13-0.45
قوة العائد دقيقة (الآلام والكروب الذهنية)	220	220	240	260
مقاومة الشد (الآلام والكروب الذهنية)	415-550	415-550	450-585	485-620
استطالة دقيقة (%)	25	25	23	21
المعالجة بالحرارة	خياري	تطبيع	تطبيع	تطبيع
تطبيقات	غلايات, المبادلات الحرارية	الأنابيب البتروكيماوية	تكرير النفط	المعالجة الكيميائية

هذا الجدول بمثابة مرجع سريع لقدرات السبائك, التأكد من أن المصممين يمكنهم اختيار الدرجات المناسبة لمعايير الأداء المحددة.

مقارنة مع أنابيب الفولاذ الأخرى والسبائك

أنابيب ASTM A672 EFW في الصفوف C60, B60, C65, وغالبًا ما تتم مقارنة C70 بالمواد الأخرى لمدى ملاءمتها في تطبيقات الضغط العالي. بالمقارنة مع inconel 718, مع محتوى النيكل العالي وقوة العائد من 1035 الآلام والكروب الذهنية, توفر أنابيب A672 قوة أقل ولكنها أكثر تكلفة لدرجات الحرارة المعتدلة. إنكولوي 901, مع العائد 900 الآلام والكروب الذهنية, أفضل لدرجات الحرارة المرتفعة ولكن ليس للأنابيب العامة. ASTM A671 CC60, لدرجات حرارة منخفضة, له تكوين مماثل لـ C60 ولكن معالجة حرارية مختلفة. API 5L PSL2 BNS, مع العائد 245 الآلام والكروب الذهنية, هو للأنابيب الخط ولكن يفتقر إلى تركيز وعاء الضغط A672. يعتمد الاختيار على درجة الحرارة, الضغط, والتكلفة, مع A672 توفير خيار متوازن للاستخدام الصناعي.

التحديات والقيود

تواجه أنابيب ASTM A672 EFW تحديات في بيئات التآكل, تتطلب الطلاء لمنع الصدأ والتوسيع, على عكس مقاومة Inconel 718 المتأصلة. يجب التحكم في اللحام لتجنب العيوب, مع زيادة التعقيد المعدني الحشو. لارتفاع درجات الحرارة أو الضغوط, قد تكون درجات مثل C70 محدودة, تتطلب سبائك بديلة. مقارنة بالأنابيب غير الملحومة, EFW لديه طبقات اللحام التي يمكن أن تكون نقاط ضعف, استلزم اختبار صارم. يعد تصنيع أقطار كبيرة اقتصادية ولكن يتطلب جودة لوحة دقيقة لتجنب العيوب. يتم تخفيف هذه القيود من خلال المعالجة الساخرة واختبارها, ضمان الموثوقية في الظروف المعتدلة.

الاتجاهات والابتكارات المستقبلية

يقع مستقبل أنابيب ASTM A672 EFW في تقنيات اللحام المتقدمة والطلاء لتعزيز المتانة. الابتكارات في المعادن الحشو واللحام الآلي تقلل العيوب, في حين أن الخلايا النانوية تعمل على تحسين مقاومة التآكل. تركز الاستدامة على الألواح المعاد تدويرها وإنتاج الكربون المنخفض. مقارنة بالتصنيع الإضافي لـ Inconel 718, A672 يؤكد الإنتاج على نطاق واسع فعال التكلفة. حيث تتطلب الصناعات كفاءة أعلى, ستتطور هذه الأنابيب مع المراقبة الرقمية للصيانة التنبؤية, ضمان استمرار الأهمية في قطاعات البتروكيماويات والطاقة.

خاتمة

ASTM A672 EFW Steel Pipes في الصفوف C60, B60, C65, و C70 ضرورية للضغط العالي, تطبيقات درجة الحرارة المعتدلة, تقديم قوة وتكلفة متوازنة. يضمن تكوينها من لوحات A515 و A516 قابلية اللحام والصلابة, مع الخصائص الميكانيكية المناسبة للغلايات والأنابيب. مقاومة التآكل كافية مع الطلاء, ويتضمن التصنيع EFW مع المعالجة الحرارية للموثوقية. بالمقارنة مع inconel 718 و اخرين, أنها توفر بدائل اقتصادية. يلخص الجدول البيانات الرئيسية, اختيار التوجيه. الابتكارات المستقبلية ستعزز أدائها, توطيد دورهم في البنية التحتية الصناعية.