ASTM A312 vs A358: Comprensió dels estàndards de canonades sense soldadura i soldadura

Quan s'especifica una canonada d'acer inoxidable o d'aliatge de níquel per a una planta química, una plataforma de petroli i gas o una instal·lació de generació d'energia, escollir entre ASTM A312 i ASTM A358 és una de les primeres decisions d'enginyeria de materials-que s'enfronta un enginyer. Tots dos són estàndards ASTM per a canonades d'acer inoxidable austenític. Tots dos cobreixen graus i dimensions d'aliatge similars. Tanmateix, les diferències entre ells són conseqüents: regeixen com es fa la canonada, com es prova, quin tractament tèrmic es requereix i, en definitiva, quant costa.

Equivocar-ho significa o bé-especificar i pagar massa, o bé-especificar i acceptar una canonada que falla en el servei.

Totes les declaracions tècniques d'aquest article fan referència als documents estàndards d'ASTM International. Consulteu sempre l'última edició de l'estàndard aplicable per als requisits específics del vostre projecte.

Què és ASTM A312 i què cobreix?

[Font] ASTM A312/A312M-24a, Secció 1.1: "Aquesta especificació cobreix canonades d'acer inoxidable austenític sense costures, rectes-soldades i molt treballades en fred, destinades a un servei corrosiu general i a altes temperatures".

L'estàndard s'anomena "A312/A312M", on la "M" indica la versió mètrica (SI). Llevat que l'ordre especifiqui la designació "M", les unitats de polzada-lliura són les predeterminades. L'estàndard s'aplica a canonades de NPS 1/8 a NPS 30 i cobreix una àmplia gamma de graus d'acer inoxidable austenític, des dels cavalls de batalla 304L i 316L fins als graus més especialitzats utilitzats en aplicacions d'alta{10}}temperatura.

Quins processos de fabricació accepta ASTM A312?

Quins són els requisits clau de l'ASTM A312?

Composició química: segons ASTM A240 o especificació del material de referència. Control de carboni per a variants de grau H-(TP304H, TP316H, TP321H, TP347H, TP309H, TP310H) per garantir una resistència a alta-temperatura.

Tractament tèrmic: totes les canonades - sense soldadura, soldades i molt treballades en fred - s'han de recuit en solució a una temperatura superior o igual a 1040 graus (1900 graus F) seguit d'un refredament ràpid (apagat amb aigua o equivalent). No es pot enviar cap canonada en estat no recoit-.

Hydrostatic test: Every length must be tested. Test pressure = 2S×t/D or 1,000 psi, whichever is lesser, for OD ≥48.26 mm. For OD >48,26 mm, pressió de prova per acord. No es pot produir cap fuga.

Assajos mecànics: assaig de tensió transversal i prova de flexió guiada transversal o longitudinal per a canonada soldada; Prova de tensió per a sense costures. Es requereix una prova d'aplanament per a sense costures Inferior o igual a NPS 3.

NDE opcional: l'examen radiogràfic segons ASME SA-435 o SA-577 es pot especificar com a requisit suplementari (S1 a S6 a la norma).

Què és ASTM A358 i en què es diferencia de l'A312?

[Font] ASTM A358/A358M-24, Secció 1.1: "Aquesta especificació cobreix canonades d'acer inoxidable austenític de crom-níquel soldades per -fusió-soldades per a un servei corrosiu o d'alta temperatura, o ambdues, o per a aplicacions generals".

La paraula clau és "-fusió-elèctrica soldada". La canonada ASTM A358 està feta d'una placa o làmina plana-enrotllada que es forma en un cilindre i s'uneix al llarg del seu eix longitudinal mitjançant un procés de soldadura per fusió elèctrica - normalment soldadura automàtica per arc submergit (SAW) o soldadura per arc de tungstè de gas (GTAW) - amb metall d'aportació afegit en la majoria de passades. La soldadura és una part integral del límit de pressió de la canonada i ha de complir els mateixos requisits estructurals que el metall base.

Quina és la diferència fonamental entre ASTM A312 i A358?

La distinció més important: l'A312 inclou tubs sense soldadura i NO requereix metall d'aportació en el seu producte soldat; L'A358 NOMÉS cobreix la canonada soldada i REQUEREIX metall d'aportació en totes les passades de soldadura. Això fa que l'A358 sigui inherentment un producte "amb-ompliment" amb una zona de soldadura totalment radiografiada a les classes 1 i 3, mentre que la canonada soldada A312 pot utilitzar soldadura autògena (sense farciment) i es prova principalment per pressió hidrostàtica en lloc d'examen radiogràfic.

Quines són les cinc classes d'ASTM A358 i quines hauríeu de triar?

[Font] ASTM A358/A358M-19 i -24, Taula 1 - Classificació de canonades per classe de soldadura i requisits d'examen.

Quan hauríeu d'especificar cada classe?

L'ASTM A312 o A358 requereix tractament tèrmic post-soldadura?

El recuit de la solució després de la soldadura és el pas crític que fa que la canonada soldada A312 sigui segura per al servei corrosiu. Sense això, la soldadura HAZ es pot sensibilitzar - els carburs de crom precipiten als límits del gra - deixant una banda estreta adjacent a la soldadura que s'esgota en crom i és vulnerable a un atac de corrosió ràpid. És per això que la canonada soldada A312 sempre s'ha de subministrar en condicions de solució-recuita.

Quin tractament tèrmic es requereix segons ASTM A358?

Per a ASTM A358, els requisits de tractament tèrmic depenen de la classe. La canonada de classe 1 (la classe més-examinada) HA de ser recuitada per solució. Per a les classes 2, 3, 4 i 5, el requisit de tractament tèrmic es defineix a l'ordre de compra -, el que significa que pot ser o no requerit en funció del que especifiqui el comprador. Aquesta flexibilitat és la raó per la qual l'A358 Classe 2 és l'opció més econòmica per a aplicacions de baixa-temperatura on no es justifica el cost addicional del recuit de la solució.

A la pràctica, la solució dels fabricants més reconeguts recuit totes les canonades A358 independentment de la classe, perquè l'alternativa - deixar la soldadura HAZ sense-recuita - crea un risc de corrosió que és difícil de detectar visualment per l'usuari-final. Per a qualsevol servei que inclogui clorurs, àcids o temperatures superiors als ~150 graus, especifiqueu sempre el recuit de la solució a l'ordre de compra de l'A358.

Quin examen no-destructiu requereix cada estàndard?

La distinció NDE més important: A312 requereix proves hidrostàtiques de totes les longituds, però tracta l'examen radiogràfic com un requisit addicional opcional. A358 Classe 1 obliga a un examen radiogràfic del 100% de tota la soldadura com a requisit estàndard - no opcional - fent que la zona de soldadura de la canonada A358 Classe 1 es caracteritza substancialment millor que una canonada soldada A312 estàndard. Per a les classes 2 i 4, no es requereix cap examen radiogràfic.

[Font] ASTM A312/A312M-24a, Secció 9 (Prova hidrostàtica), Secció 10 (Proves mecàniques); ASTM A358/A358M-24, Taula 1 (Requisits radiogràfics per classe); Secció 9 (Proves).

Quan val la pena la radiografia 100% el cost addicional?

L'examen radiogràfic (RT) detecta defectes volumètrics dins de la - porositat de la soldadura, inclusions d'escòries, manca de fusió i esquerdes - que són invisibles des de la superfície. Es requereix en A358 Classes 1 i 3 perquè la soldadura de fusió elèctrica (normalment SAW) implica múltiples passades i una entrada de calor significativa, creant condicions on es poden formar aquests defectes.

La prima de cost per a la canonada A358 de classe 1 enfront de la classe 2 sol ser del 10 al 25%, depenent de l'OD i el gruix de la paret. Per a la majoria de serveis d'aigua, aire i productes químics de baixa-pressió no-crítics, aquesta prima no està justificada. Per a les aplicacions següents, es recomana especificar la classe 1:

• Servei que conté gas àcid i H2S-(aplicacions NACE MR0175/ISO 15156)
• Caldera i canonades de vapor d'alta pressió-per sobre d'ASME B31.3 Categoria D
• Risers de plataforma offshore i canonades de procés en entorns d'aigua de mar
• Instal·lacions de recerca nuclear i subatòmica (qualitat ASME BPVC NQA-1)
• Conduccions en servei d'àcids radioactius o fortament oxidants on la fallada de la zona de soldadura seria catastròfica

Quins graus estan disponibles sota cada estàndard?

Tant l'ASTM A312 com l'A358 cobreixen els mateixos graus d'acer inoxidable austenític - incloent 304L, 316L, 321, 347, 904L i les variants de grau -H (TP304H, TP316H, TP321H, TP321H, TP347H3}per al servei d'alta temperatura) La diferència clau és que l'A358 també cobreix diversos graus d'aliatge de crom-níquel que no sempre es troben a l'A312, incloses les composicions d'aliatge de níquel per a entorns molt corrosius. Comproveu sempre l'especificació del material ASTM aplicable (ASTM A240 per a placa/full) i l'ordre de compra per confirmar que el grau exacte està cobert per l'estàndard de canonada.

[Font] ASTM A358/A358M-24, Taula 1 (Requisits de composició química per a cada grau); ASTM A312/A312M-24a, Taula 1. Els graus tenen referències creuades amb ASTM A240/A240M.

Quins rangs de mides cobreix cada estàndard?

L'A358 comença on acaba l'A312: l'A358 cobreix NPS 8 a NPS 48 (diàmetre gran), mentre que A312 cobreix NPS 1/8 a NPS 30 (diàmetre petit a mitjà). Per a canonades més grans que NPS 30, A358 és l'única opció ASTM entre aquestes dues normes. Per a canonades sota NPS 8, A312 és l'especificació adequada. Per a NPS 8–30, tant la superposició com l'elecció depenen de la classe de pressió, el nivell de NDE i el pressupost.

Per a NPS 8–30, l'A312 s'acostuma a triar per a petites quantitats o quan es requereix sense costures. L'A358 es converteix en l'opció preferida per a grans projectes on l'economia de la fabricació de soldadura i l'examen radiogràfic 100% de classe 1 ofereixen el millor valor. Les canonades de la planta dessalinitzadora de gran diàmetre, les línies de procés de la refineria i els elevadors de plataforma offshore són aplicacions típiques de l'A358 a la gamma NPS 8-30.

Quan hauríeu d'especificar ASTM A312 vs ASTM A358 en un projecte real?

La decisió entre A312 i A358 segueix una lògica senzilla: si necessiteu una canonada sense fissures, trieu A312. Si necessiteu una canonada de gran-diàmetre (NPS > 30), trieu A358. Si necessiteu una canonada soldada a NPS 8–30 i voleu la màxima integritat de la zona de soldadura amb un 100% de radiografia, trieu A358 Classe 1. Si necessiteu una canonada soldada a NPS 8–30 per a un servei no-crític amb el cost més baix, trieu A358 Classe 2. En tots els casos, especifiqueu sempre la solució quan el servei de solucions corrosives, que impliquin recuits, temperatures o corrosió.

Com es compara ASTM A778 amb ambdues normes?

L'ASTM A778 cobreix productes tubulars d'acer inoxidable austenític soldats però no recoberts per a serveis a temperatures baixes i moderades on no es requereix tractament tèrmic per a la resistència a la corrosió -, la qual cosa la converteix en una alternativa de menor-cost tant a l'A312 com a l'A358 per a aplicacions no-crítiques. NO és acceptable per a serveis de gas corrosiu, d'alta-temperatura o de gas-àcid on es necessita un recuit de solució per restaurar la pel·lícula passiva a la zona de soldadura. Confirmeu sempre la temperatura de servei i l'entorn corrosiu abans d'especificar A778.

[Font] ASTM A778/A778M-22: "Cobreix els productes tubulars d'acer inoxidable austenític sense recuit de costura recta i espiral soldats destinats a temperatures baixes i moderades i servei corrosiu on el tractament no és necessari per a la resistència a la corrosió".

Com comproveu el compliment i llegiu un informe de prova de molí?

[Font] EN 10204:2004 (Productes metàl·lics - Tipus de documents d'inspecció); ASTM A312/A312M-24a Secció 9 i Secció 10; ASTM A358/A358M-24 Taula 1 i secció 9.

Preguntes freqüents