ASTM A671 EFW צינור פלדה

ASTM A671 - מפרט סטנדרטי עבור צינור פלדה מרותך חשמלי בהיתוך לטמפרטורות אטמוספריות ונמוכות
 

ASTM A671 הוא תקן שפותח על ידי האגודה האמריקאית לבדיקות וחומרים (ASTM International). תקן זה חל על צינורות פלדה המיוצרים על ידיריתוך היתוך חשמלי (EFW)תהליך, המשמש בעיקר במכלי לחץ, מערכות צנרת ויישומים קריטיים אחרים בסביבות טמפרטורה רגילות ונמוכות.

היקף היישום:
צינורות לחץ, מיכלי אחסון וכו' המשמשים לשירותי טמפרטורה נמוכה או רגילה, בשימוש נפוץ בתעשיות נפט, גז, כימיקלים ואחרות.
טמפרטורת העבודה היא בדרך כלל לא פחות מ-50 מעלות F (-45 מעלות), בהתאם לדרגת הפלדה ולדרישות בדיקת ההשפעה.

קטגוריות דרגות שונות (כגון CL22) מחולקות לפי תהליכי ייצור, דרישות בדיקה ורמות מתח מותרות, ויש להן דרישות מחמירות לגבי איכות ריתוך, בדיקות לא-הרסניות וכו'.

מפרטים וחומרים:
קוטר חיצוני: גדול או שווה ל-16 אינץ' (406 מ"מ)
עובי דופן: גדול או שווה ל-1/4 אינץ' (6.4 מ"מ)

דרגות חומר:
התקן כולל כמה דרגות פלדת פחמן וסגסוגת נמוכה (כגון CL15, CL16, CL20, CL22 וכו'), והמספר מייצג את חוזק התפוקה המינימלי (יחידה: ksi, כלומר אלף פאונד לאינץ' רבוע).

לדוגמה: CL20 פירושו חוזק התפוקה המינימלי הוא 20 ksi (כ-138 MPa).

A671 CC60 היא פלדת פחמן נפוצה עם תכולת פחמן, סיליקון ומנגן ספציפית. A671 CC65 ו-CC70 הן גם פלדות פחמן נפוצות, בעוד A671 CD70 היא פלדת סיליקון מנגן. תקן A671 מכסה גם פלדות ניקל, כגון A671 CF66 ו-CF71.

הרכב כימי:

צינור פלדה ASTM A671 עשוי מלוח פלדה באיכות מיכל לחץ. לדרגות שונות דרישות הרכב כימי שונות, אך בדרך כלל כוללות את בקרת מרכיבי המפתח הבאים:

פחמן (C): משפיע על חוזק ויכולת ריתוך, נשלט בדרך כלל בטווח נמוך יותר (כגון פחות או שווה ל-0.23%).
מנגן (Mn): משפר חוזק וקשיחות, טווח משותף 0.79-1.3%.
סיליקון (Si): משמש לניקוי חמצון, בדרך כלל 0.13-0.45%.
גופרית (S) וזרחן (P): מוגבל בהחלט (פחות או שווה ל-0.035%) כדי למנוע פריכות חמה וקרה.

אלמנטים מתגזרים אחרים (כגון Ni, Cr, Mo, V וכו'): ניתן להוסיף ציונים מסוימים כדי לשפר את הקשיחות בטמפרטורה נמוכה.

מאפיינים מכניים:

צינורות פלדה לפי תקן ASTM A671 עשויים בדרך כלל מחומרי פלדת סיליקון-פחמן-מנגן עם חוזק וקשיחות טובים. עבור דרגות חומר ספציפיות, כגון "GR.CC 60", "GR" מייצג ציון, "CC 60" מציין את סוג ודרגת החוזק של החומר, ו-"60" עשוי לייצג את חוזק התפוקה של החומר, ששווה בערך ל-415 MPa‌.

המאפיינים המכניים של צינורות הפלדה ASTM A671 תלויים בדרגה (כגון CC60, Gr.65) ובקטגוריית הטיפול בחום (כגון CL22, CL32), כולל בעיקר:

חוזק תפוקה (YS): דרישה מינימלית (כגון גדול או שווה ל-220 MPa ומעלה).
חוזק מתיחה (TS): בדרך כלל 415-555 MPa (כגון CC60).
התארכות: גדולה או שווה ל-21% (מודדת את משיכות החומר).
קשיחות השפעה (חלק מהדרגות צריכות לעמוד במבחני השפעה-בטמפרטורה נמוכה, כגון Charpy V-מבחן חריץ ב-45 מעלות).

תהליך ייצור:
לוח הפלדה נוצר לצינור עגול על ידי יצירת J (Joggle)-C (Crimp)-O (Open)-E (Expand) מרובה-שלבים.
צינור הפלדה מרותך בתהליך של ריתוך היתוך חשמלי (EFW), והריתוכים כפופים ל-100% בדיקות רדיוגרפיות (RT) או בדיקות אחרות לא-הרסניות (NDT) כדי להבטיח איכות.
תהליך הריתוך דורש בקרה קפדנית של זרם, מתח ומהירות ריתוך כדי להבטיח איכות ריתוך.

דרישות הבדיקה:
בדיקה הידרוסטטית: כל צינור פלדה כפוף לבדיקת לחץ הידראולי.
בדיקות לא-הרסניות (NDT): הריתוכים כפופים לבדיקות רנטגן או אולטרסאונד.
בדיקת פגיעה (אופציונלית): בהתאם לדרישות הטמפרטורה, ייתכן שתידרש בדיקת פגיעה ב-Charpy V-.

הבדלים מתקנים אחרים:
תקנים דומים כגון ASTM A672 (עבור צינורות מרותכים חשמליים בלחץ-גבוה-וגבוהה, בעוד ASTM A671 מתמקד יותר ביישומי טמפרטורה-נמוכים.
בניגוד לתקני צינור ללא תפרים (כגון ASTM A106), A671 הוא צינור מרותך, אך הוא נבדק בקפדנות כדי להבטיח חוזק.

יישום נפוץ:
צינורות גז נוזלי קריוגני (LNG).
ציוד זיקוק נפט
מכלי לחץ קריוגניים בתעשייה הכימית