ASTM A312 กับ A358: ทำความเข้าใจกับมาตรฐานท่อไร้รอยต่อและรอยเชื่อม

เมื่อระบุท่อสแตนเลสหรือโลหะผสมนิกเกิลสำหรับโรงงานเคมี แท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ หรือโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้า การเลือกระหว่าง ASTM A312 และ ASTM A358 เป็นหนึ่งในการตัดสินใจด้านวิศวกรรมวัสดุ-ประการแรกที่วิศวกรต้องเผชิญ ทั้งสองเป็นมาตรฐาน ASTM สำหรับท่อสแตนเลสออสเทนนิติก ทั้งสองครอบคลุมเกรดและขนาดของโลหะผสมที่คล้ายคลึงกัน ความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นผลสืบเนื่อง: สิ่งเหล่านี้จะควบคุมวิธีสร้างท่อ วิธีการทดสอบ การอบชุบด้วยความร้อนแบบใด และท้ายที่สุดมีค่าใช้จ่ายเท่าไร

การทำสิ่งนี้ผิดหมายถึง-ระบุมากเกินไปและจ่ายเงินมากเกินไป หรือต่ำกว่า-ระบุและยอมรับไปป์ที่ล้มเหลวในการให้บริการ

ข้อความทางเทคนิคทั้งหมดในบทความนี้อ้างอิงถึงเอกสารมาตรฐานสากล ASTM โปรดดูมาตรฐานที่ใช้บังคับฉบับล่าสุดสำหรับข้อกำหนดเฉพาะของโครงการของคุณเสมอ

ASTM A312 คืออะไร และครอบคลุมอะไรบ้าง?

[แหล่งที่มา] ASTM A312/A312M-24a, ส่วนที่ 1.1: "ข้อกำหนดนี้ครอบคลุมถึงท่อสเตนเลสออสเทนนิติกเชื่อมแบบไร้รอยต่อ ตรง- และท่อสเตนเลสออสเทนนิติกเชื่อมด้วยความเย็นหนักซึ่งมีไว้สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนทั่วไป"

มาตรฐานถูกกำหนดให้เป็น "A312/A312M" โดยที่ "M" หมายถึงเวอร์ชันเมตริก (SI) เว้นแต่ว่าคำสั่งซื้อจะระบุการกำหนด "M" หน่วยนิ้ว-ปอนด์จะเป็นค่าเริ่มต้น มาตรฐานนี้ใช้กับท่อใน NPS 1/8 ถึง NPS 30 และครอบคลุมเกรดสเตนเลสออสเทนนิติกหลากหลายประเภท ตั้งแต่เกรดเทียม 304L และ 316L ไปจนถึงเกรดเฉพาะทางที่ใช้ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-

ASTM A312 ยอมรับกระบวนการผลิตใดบ้าง

ข้อกำหนดหลักของ ASTM A312 คืออะไร

องค์ประกอบทางเคมี: ตาม ASTM A240 หรือข้อกำหนดวัสดุอ้างอิง คาร์บอนควบคุมสำหรับตัวแปรเกรด H- (TP304H, TP316H, TP321H, TP347H, TP309H, TP310H) เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งของอุณหภูมิสูง-

การอบชุบด้วยความร้อน: ท่อทั้งหมด - ไร้รอยต่อ เชื่อม และเย็นจัดมาก - จะต้องอบอ่อนด้วยสารละลายที่อุณหภูมิมากกว่าหรือเท่ากับ 1,040 องศา (1900 องศา F) ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว (การดับน้ำหรือเทียบเท่า) ห้ามขนส่งท่อในสภาพที่ยังไม่-ผ่านการอบอ่อน

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 มม. แรงดันทดสอบตามข้อตกลง ไม่มีการรั่วไหลเกิดขึ้น

การทดสอบทางกล: การทดสอบแรงดึงตามขวางและการทดสอบการโค้งงอตามขวางหรือตามยาวสำหรับท่อเชื่อม การทดสอบแรงดึงเพื่อความไร้รอยต่อ การทดสอบการราบเรียบที่จำเป็นสำหรับการไร้รอยต่อ น้อยกว่าหรือเท่ากับ NPS 3

NDE เสริม: การตรวจด้วยภาพรังสีตาม ASME SA-435 หรือ SA-577 อาจระบุเป็นข้อกำหนดเพิ่มเติม (S1 ถึง S6 ในมาตรฐาน)

ASTM A358 คืออะไร และแตกต่างจาก A312 อย่างไร

[แหล่งที่มา] ASTM A358/A358M-24, ส่วนที่ 1.1: "ข้อกำหนดนี้ครอบคลุมท่อสเตนเลสออสเทนนิติกโครเมียม-นิกเกิลแบบเชื่อมด้วยไฟฟ้า-ฟิวชัน- ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรืออุณหภูมิสูง หรือทั้งสองอย่าง หรือสำหรับการใช้งานทั่วไป"

คำสำคัญคือ "การเชื่อมด้วยไฟฟ้า-ฟิวชั่น-" ท่อ ASTM A358 ทำจากแผ่นหรือแผ่นรีดแบน-ที่ขึ้นรูปเป็นทรงกระบอกและต่อเข้ากับแกนตามยาวโดยใช้กระบวนการเชื่อมฟิวชันด้วยไฟฟ้า - โดยทั่วไปคือการเชื่อมอาร์กใต้น้ำอัตโนมัติ (SAW) หรือการเชื่อมอาร์กทังสเตนด้วยแก๊ส (GTAW) - โดยมีโลหะเติมเติมในการผ่านส่วนใหญ่ การเชื่อมเป็นส่วนสำคัญของขอบเขตความดันของท่อ และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างเดียวกันกับโลหะฐาน

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง ASTM A312 และ A358 คืออะไร

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดประการเดียว: A312 มีท่อไร้ตะเข็บและไม่ต้องใช้โลหะเติมในผลิตภัณฑ์ที่เชื่อม A358 ครอบคลุมเฉพาะท่อที่มีการเชื่อม และต้องใช้โลหะเติมในการเชื่อมทั้งหมด สิ่งนี้ทำให้ A358 กลายเป็นผลิตภัณฑ์ "ที่มี-ตัวเติม" โดยมีโซนการเชื่อมด้วยการถ่ายภาพรังสีอย่างสมบูรณ์ในคลาส 1 และ 3 ในขณะที่ท่อเชื่อม A312 อาจใช้การเชื่อมอัตโนมัติ (ไม่มีตัวเติม) และได้รับการทดสอบโดยหลักด้วยแรงดันไฮโดรสแตติกมากกว่าการตรวจด้วยรังสี

ASTM A358 มีห้าประเภทอะไรบ้าง และคุณควรเลือกประเภทใด

[ที่มา] ASTM A358/A358M-19 และ -24, ตาราง 1 - การจำแนกประเภทของท่อตามประเภทการเชื่อมและข้อกำหนดในการตรวจสอบ

เมื่อใดที่คุณควรระบุแต่ละชั้นเรียน?

ASTM A312 หรือ A358 ต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อม-หรือไม่

การหลอมสารละลายหลังการเชื่อมเป็นขั้นตอนสำคัญที่ทำให้ท่อเชื่อม A312 ปลอดภัยต่อการกัดกร่อน หากไม่มีสิ่งนี้ รอยเชื่อม HAZ อาจเกิดการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ - ที่ไวต่อแสงที่ขอบเขตของเกรน - ทำให้เกิดแถบแคบๆ ที่อยู่ติดกับรอยเชื่อมซึ่งมีโครเมียมหมดลงและเสี่ยงต่อการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้จึงต้องจัดหาท่อเชื่อม A312 ในสารละลาย-ในสภาวะอบอ่อนเสมอ

การบำบัดความร้อนใดที่จำเป็นภายใต้ ASTM A358

สำหรับ ASTM A358 ข้อกำหนดในการอบชุบความร้อนจะขึ้นอยู่กับคลาส ไปป์คลาส 1 (คลาสที่ได้รับการตรวจสอบมากที่สุด-) จะต้องผ่านการอบอ่อน สำหรับคลาส 2, 3, 4 และ 5 ข้อกำหนดในการอบชุบจะถูกกำหนดโดยใบสั่งซื้อ - ซึ่งหมายความว่าอาจจำเป็นหรือไม่จำเป็น ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ผู้ซื้อระบุ ความยืดหยุ่นนี้เป็นเหตุผลว่าทำไม A358 Class 2 จึงเป็นตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ- ซึ่งต้นทุนเพิ่มเติมของการหลอมโซลูชันนั้นไม่สมเหตุสมผล

ในทางปฏิบัติ โซลูชันของผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงส่วนใหญ่อบอ่อนท่อ A358 ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงคลาส เนื่องจากทางเลือกอื่น - ที่ปล่อยให้การเชื่อม HAZ ไม่-อบอ่อน - จะสร้างความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่ยากสำหรับผู้ใช้ปลายทาง-ที่จะตรวจพบด้วยสายตา สำหรับบริการใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับคลอไรด์ กรด หรืออุณหภูมิสูงกว่า ~150 องศา ให้ระบุการหลอมสารละลายในใบสั่งซื้อสำหรับ A358 เสมอ

แต่ละมาตรฐานต้องมีการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย-อะไรบ้าง

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดของ NDE: A312 ต้องมีการทดสอบอุทกสถิตในทุกความยาว แต่ถือว่าการตรวจด้วยภาพรังสีเป็นข้อกำหนดเสริมเพิ่มเติม A358 คลาส 1 กำหนดให้การตรวจสอบด้วยภาพรังสี 100% ของรอยเชื่อมทั้งหมดเป็นข้อกำหนดมาตรฐาน - ไม่ใช่ทางเลือก - ทำให้โซนการเชื่อมของท่อ A358 คลาส 1 มีลักษณะเฉพาะที่ดีกว่าท่อเชื่อม A312 มาตรฐานอย่างมาก สำหรับประเภท 2 และ 4 ไม่จำเป็นต้องมีการตรวจเอ็กซ์เรย์เลย

[แหล่งที่มา] ASTM A312/A312M-24a, ส่วนที่ 9 (การทดสอบอุทกสถิต), ส่วนที่ 10 (การทดสอบทางกล); ASTM A358/A358M-24, ตารางที่ 1 (ข้อกำหนดด้านการถ่ายภาพรังสีตามประเภท) ส่วนที่ 9 (การทดสอบ)

เมื่อใดที่การถ่ายภาพรังสี 100% จะคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม?

การตรวจด้วยรังสีวิทยา (RT) จะตรวจจับข้อบกพร่องเชิงปริมาตรภายในรอยเชื่อม - ความพรุน การรวมตะกรัน การขาดฟิวชัน และรอยแตก - ซึ่งมองไม่เห็นจากพื้นผิว จำเป็นใน A358 คลาส 1 และ 3 เนื่องจากการเชื่อมฟิวชันด้วยไฟฟ้า (โดยทั่วไปคือ SAW) เกี่ยวข้องกับการผ่านหลายครั้งและการป้อนความร้อนที่สำคัญ ทำให้เกิดสภาวะที่ข้อบกพร่องดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้

ค่าใช้จ่ายพรีเมียมสำหรับท่อ A358 คลาส 1 เทียบกับคลาส 2 อยู่ที่ 10–25% ขึ้นอยู่กับ OD และความหนาของผนัง สำหรับบริการเคมีน้ำ อากาศ และแรงดันต่ำ-ที่ไม่วิกฤต-ส่วนใหญ่ ค่าพรีเมียมนี้ไม่สมเหตุสมผล สำหรับการใช้งานต่อไปนี้ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ระบุคลาส 1:

• บริการบรรจุก๊าซเปรี้ยวและ H2S- (การใช้งาน NACE MR0175 / ISO 15156)
• หม้อไอน้ำและท่อไอน้ำแรงดันสูง-ที่อยู่เหนือ ASME B31.3 Category D
• ตัวยกแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและการวางท่อในกระบวนการในสภาพแวดล้อมน้ำทะเล
• สิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัยนิวเคลียร์และอะตอมย่อย (คุณภาพ ASME BPVC NQA-1)
• การเดินท่อในบริการกรดกัมมันตภาพรังสีหรือออกซิไดซ์อย่างแรงซึ่งความล้มเหลวของโซนเชื่อมอาจเป็นหายนะ

แต่ละมาตรฐานมีเกรดใดบ้าง?

ทั้ง ASTM A312 และ A358 ครอบคลุมเกรดสเตนเลสออสเทนนิติก - เดียวกัน รวมถึง 304L, 316L, 321, 347, 904L และเกรด H- (TP304H, TP316H, TP321H, TP347H) สำหรับบริการที่อุณหภูมิสูง- ข้อแตกต่างที่สำคัญคือ A358 ยังครอบคลุมโครเมียมหลายเกรด-โลหะผสมนิกเกิลที่ไม่พบใน A312 เสมอไป รวมถึงองค์ประกอบของโลหะผสมนิกเกิลสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรง ตรวจสอบข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุ ASTM ที่เกี่ยวข้อง (ASTM A240 สำหรับแผ่น/แผ่น) และใบสั่งซื้อเพื่อยืนยันว่าเกรดที่แน่นอนครอบคลุมอยู่ในมาตรฐานท่อ

[แหล่งที่มา] ASTM A358/A358M-24, ตารางที่ 1 (ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีสำหรับแต่ละเกรด); ASTM A312/A312M-24a ตารางที่ 1 เกรดมีการอ้างอิงโยงกับ ASTM A240/A240M

มาตรฐานแต่ละประเภทครอบคลุมช่วงขนาดใดบ้าง?

A358 เริ่มต้นที่ A312 สิ้นสุด: A358 ครอบคลุม NPS 8 ถึง NPS 48 (เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่) ในขณะที่ A312 ครอบคลุม NPS 1/8 ถึง NPS 30 (เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กถึงปานกลาง) สำหรับท่อที่มีขนาดใหญ่กว่า NPS 30 A358 เป็นตัวเลือก ASTM เพียงตัวเดียวในสองมาตรฐานนี้ สำหรับท่อภายใต้ NPS 8 A312 เป็นข้อกำหนดที่เหมาะสม สำหรับ NPS 8–30 ทั้งส่วนที่ทับซ้อนกันและตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับระดับความกดดัน ระดับ NDE และงบประมาณ

สำหรับ NPS 8–30 โดยทั่วไปจะเลือก A312 สำหรับปริมาณน้อยหรือเมื่อจำเป็นต้องใช้แบบไร้รอยต่อ A358 กลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับโครงการขนาดใหญ่ที่ความประหยัดของการผลิตแบบเชื่อมและการตรวจเอ็กซ์เรย์ 100% ของคลาส 1 ให้คุณค่าที่ดีที่สุด ท่อสำหรับโรงงานแยกเกลือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ สายการผลิตโรงกลั่น และแท่นยกนอกชายฝั่งเป็นการใช้งานทั่วไปของ A358 ในช่วง NPS 8–30

เมื่อใดที่คุณควรระบุ ASTM A312 กับ ASTM A358 ในโครงการจริง

การตัดสินใจระหว่าง A312 กับ A358 เป็นไปตามตรรกะง่ายๆ: หากคุณต้องการท่อไร้ตะเข็บ ให้เลือก A312 หากคุณต้องการท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- (NPS > 30) ให้เลือก A358 หากคุณต้องการท่อเชื่อมใน NPS 8–30 และต้องการความสมบูรณ์ของโซนการเชื่อมสูงสุดด้วยการถ่ายภาพรังสี 100% ให้เลือก A358 คลาส 1 หากคุณต้องการท่อเชื่อมใน NPS 8–30 สำหรับบริการที่ไม่-วิกฤตด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด ให้เลือก A358 คลาส 2 ในทุกกรณี ให้ระบุการอบอ่อนของสารละลายเสมอเมื่อบริการเกี่ยวข้องกับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อุณหภูมิสูง หรือคลอไรด์

ASTM A778 เปรียบเทียบกับทั้งสองมาตรฐานอย่างไร

ASTM A778 ครอบคลุมผลิตภัณฑ์ท่อสเตนเลสออสเทนนิติกแบบเชื่อมแต่ยังไม่อบอ่อนสำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิต่ำและปานกลาง โดยที่ไม่จำเป็นต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อต้านทานการกัดกร่อน - ทำให้เป็นทางเลือกที่มีต้นทุน-ต่ำกว่าทั้ง A312 และ A358 สำหรับการใช้งานที่ไม่สำคัญ- ไม่อนุญาตให้ใช้ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อุณหภูมิสูง- หรือก๊าซเปรี้ยว- ซึ่งจำเป็นต้องมีการหลอมสารละลายเพื่อคืนฟิล์มเฉื่อยในบริเวณรอยเชื่อม ตรวจสอบอุณหภูมิการใช้งานและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนก่อนระบุ A778 เสมอ

[แหล่งที่มา] ASTM A778/A778M-22: "ครอบคลุมรอยต่อตรงและรอยต่อก้นเกลียวที่เชื่อมกับผลิตภัณฑ์ท่อสเตนเลสออสเทนนิติกที่ยังไม่อบอ่อน ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในอุณหภูมิต่ำและปานกลาง และบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยที่การบำบัดไม่จำเป็นสำหรับการต้านทานการกัดกร่อน"

คุณจะตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดและอ่านรายงานการทดสอบของโรงงานได้อย่างไร

[ที่มา] EN 10204:2004 (ผลิตภัณฑ์โลหะ - ประเภทของเอกสารการตรวจสอบ); ASTM A312/A312M-24a มาตรา 9 และมาตรา 10; ASTM A358/A358M-24 ตารางที่ 1 และส่วนที่ 9

คำถามที่พบบ่อย