Kaj je varjena cev ASTM A53 razreda B?
ASTM A53 je standardna specifikacija za cevi, jeklene, črne in vroče pocinkane, varjene in brezšivne. Stopnja B je najpogosteje uporabljena stopnja te specifikacije. Varjena cev pod A53 je označena kot tip E (električno uporovno varjena, ERW) ali tip F (čelno varjena v peči); Tip E je prevladujoča komercialna oblika. Varjene cevi A53 razreda B so izdelki iz ogljikovega jekla, namenjeni splošni uporabi: nizkotlačni transport tekočin, mehanske aplikacije, strukturni elementi in nekritične procesne linije. Njegove mehanske lastnosti so opredeljene s standardom in so enake za brezšivne in varjene vrste.
Mehanske lastnosti
Spodnja tabela povzema mehanske zahteve in tipične izmerjene vrednosti za varjene cevi A53 razreda B:
| Lastnina | Vrednost |
|---|---|
| Najmanjša natezna trdnost | 415 MPa (60.000 psi) |
| Najmanjša meja tečenja | 240 MPa (35.000 psi) |
| Najmanjši raztezek (2 in) | 23% |
| Tipično območje trdote | 137-179 HB |
| Stabilnost lastnine | do približno 204 stopinj (400 stopinj F) |
Razmerje med plastičnostjo in natezno trdnostjo je namenoma visoko, zaradi česar je material predvidljiv pri oblikovanju. Ker zahteve veljajo za cev kot celoto, mora območje zvara pravilno izdelane cevi ERW izpolnjevati enake zahteve glede nateznosti in tečenja kot osnovna kovina.
Vpliv temperature na zmogljivost
A53 Grade B je ogljikovo jeklo in se ustrezno obnaša v celotnem temperaturnem območju:
Pri sobni temperaturi cev deluje do svoje polne določene trdnosti.
Nad približno 204 stopinjami (400 stopinj F) trdnost postopno upada, tako da je trajna uporaba pri visokih temperaturah izven predvidenega obsega.
Pri temperaturah pod ničlo se odpornost na udarce zmanjša; aplikacije v hladnem vremenu zahtevajo oceno žilavosti in po potrebi alternativne stopnje z zajamčenimi Charpyjevimi lastnostmi.
Toplotno kroženje uvaja napetosti pri raztezanju in krčenju; koeficient toplotnega raztezanja je približno 6,5 x 10-6 in/in/ stopinjo F (11,7 x 10-6 m/m/ stopinjo).
Za neprekinjene visokotemperaturne procesne cevovode je običajna izbira ASTM A106 razreda B, ker je izdelan in preizkušen za obratovanje pri povišanem tlaku.
Ocene tlaka in načrtovanje
Zmogljivost tlaka je odvisna od urnika, ki določa debelino stene. Delovni tlaki za cevi iz seznama 40 se na primer gibljejo od približno 1500 psi pri majhnih premerih do približno 300 psi pri premeru 10. Največji dovoljeni tlak se izračuna z Barlowovo formulo iz trdnosti materiala, zunanjega premera in debeline stene, nato pa se zmanjša z veljavno kodo. Hidrostatično testiranje mlina preveri zmogljivost tlaka pri 1,5- do 3-kratnem delovnem tlaku.
| Nazivna velikost (razpored 40) | Tipičen delovni tlak |
|---|---|
| Majhni premeri (1-2 in) | približno 1.500 psi |
| Srednji premeri (4-6 in) | približno 700-900 psi |
| 10 v premeru | približno 300 psi |
Načrtovalci se morajo vedno posvetovati z veljavno kodo ASME B31 za dovoljene napetosti, faktorje učinkovitosti spoja in omejitve storitev namesto uporabe splošnih tabel tlaka.
Kako zvar vpliva na mehanske lastnosti
Sodobna proizvodnja ERW proizvaja zvar, ki je skoraj enakovreden osnovni kovini. Območje toplotnega vpliva ima lahko nekoliko drugačno mikrostrukturo, vendar ohranja zahtevano trdnost, celovitost zvara pa je preverjena z nedestruktivnim pregledom. Za razliko od starejših varilnih metod sodobni ERW v večini primerov odpravlja potrebo po toplotni obdelavi po varjenju. V pravilno izdelani cevi je zvar običajno najmočnejši del izdelka, zato je A53 tip E sprejet za uporabo pod pritiskom v mejah standarda.
Značilnosti utrujenosti
Varjena cev A53 razreda B ima dobro odpornost proti utrujenosti pri statični ali počasi spremenljivi uporabi, vendar je njena učinkovitost pri ciklični utrujenosti omejena. Za gladke vzorce je meja vzdržljivosti približno 50 % natezne trdnosti. Varjeni šivi lahko skrajšajo življenjsko dobo proti utrujenosti, če so prisotne površinske napake, pri dinamičnih aplikacijah pa je treba upoštevati brezšivne cevi ali zlitine z oceno odpornosti proti utrujenosti. V cevovodnih sistemih pravilna razdalja med podporami in dušenje vibracij izboljšata življenjsko dobo proti utrujenosti z nadzorom amplitud napetosti.
pogosta vprašanja
1. Kakšne so minimalne mehanske lastnosti varjene cevi A53 razreda B?
Najmanjša natezna trdnost 415 MPa (60.000 psi), najmanjša meja tečenja 240 MPa (35.000 psi) in najmanjši raztezek 23 % v 2 palcih. Enake zahteve veljajo za varjene in brezšivne vrste.
2. Do katere temperature se lahko uporablja cev A53 razreda B?
Lastnosti ostanejo stabilne do približno 204 stopinj (400 stopinj F). Nad to temperaturo trdnost pade in ASTM A106 je običajno prednostna za trajno uporabo pri visokih temperaturah.
3. Kako se določi nazivni tlak varjene cevi A53?
Izračuna se iz debeline stene, premera in trdnosti materiala z uporabo Barlowove formule, nato pa se zmanjša glede na veljavno kodo, kot je ASME B31.1 ali B31.3. Hidrostatično testiranje v mlinu preveri tlačno zmogljivost.
4. Ali je ERW zvar šibkejši od osnovne kovine?
Pri sodobnih ERW ceveh je varjeno območje izdelano tako, da izpolnjuje enake zahteve glede trdnosti kot osnovna kovina in je preverjeno z neporušitvenim pregledom, tako da to ni šibka točka, ko je cev izdelana po specifikaciji.
5. Ali ima varjena cev A53 razreda B dobro odpornost proti utrujenosti?
Primeren je za statično in nizkociklično uporabo, z mejo vzdržljivosti okoli 50 % natezne trdnosti za gladke vzorce. Ciklično ali dinamično obremenitev je treba skrbno pregledati, zlasti pri varjenih šivih.
6. Kdaj je treba izbrati varjeno cev A106 namesto varjene cevi A53?
Ko je storitev visoka temperatura, visok tlak ali kodno reguliran procesni cevovod. A106 je izdelan in preizkušen za to nalogo, medtem ko je A53 izdelek za splošne storitve.
