Cos'è ASTM A333 Grado 3?
ASTM A333 Grado 3 è una specifica per tubi in acciaio al carbonio legato al nichel-all'interno della famiglia ASTM A333 di tubi saldati e senza saldatura a bassa-temperatura. Il grado contiene 3,18-3,82% di nichel con carbonio limitato allo 0,19% massimo, una combinazione che preserva duttilità e resistenza agli urti fino a circa -101 gradi Celsius. Grazie all'aggiunta di nichel, il Grado 3 si trova al di sopra dei gradi 1 e 6 del carbonio semplice in termini di capacità a bassa temperatura e al di sotto dei gradi 8, 9 e 11 di leghe più elevate in termini di costo.
Composizione chimica
La composizione del Grado 3 è controllata per mantenere in equilibrio la temprabilità e la tenacità alle basse-temperature.
| Elemento | Contenuto, % |
|---|---|
| Carbonio, massimo | 0.19 |
| Silicio | 0.18-0.37 |
| Manganese | 0.31-0.64 |
| Fosforo, massimo | 0.025 |
| Zolfo, massimo | 0.025 |
| Nichel | 3.18-3.82 |
Proprietà meccaniche
I tubi di grado 3 devono soddisfare i requisiti di trazione ASTM A333 e superare il test di impatto Charpy V-a -101 gradi Celsius.
| Proprietà | Requisito |
|---|---|
| Limite di snervamento, minimo | 240 MPa (35.000 psi) |
| Resistenza alla trazione, minima | 415 MPa (60.000 psi) |
| Prova di impatto Charpy | A -101 gradi Celsius (-150 gradi Fahrenheit) |
| Condizioni di consegna | Normalizzato, normalizzato e rinvenuto, oppure bonificato e bonificato come concordato |
Famiglia di voti e confronto
La famiglia ASTM A333 copre temperature di servizio da -45 gradi Celsius fino a -195 gradi Celsius. Il grado 3 è l'opzione economica intermedia per il servizio criogenico in cui il semplice acciaio al carbonio non è più adeguato.
| Grado | Lega chiave | Temperatura di prova Charpy | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| Grado 1 | Carbonio semplice | -45 gradi Celsius | Tubazioni generali a bassa-temperatura |
| Grado 6 | Carbonio semplice | -45 gradi Celsius | Tubazioni di processo a bassa-temperatura |
| Grado 3 | 3,5% nichel | -101 gradi Celsius | Servizio GNL e criogenico |
| Grado 8 | 9% nichel | -195 gradi Celsius | Stoccaggio criogenico estremo |
Moduli disponibili e gamma di forniture
Il grado 3 viene fornito come tubo senza saldatura in un'ampia gamma di diametri esterni e spessori di parete per ugelli di recipienti a pressione, sistemi di tubazioni e tubi scambiatori. Le estremità dei tubi possono essere lisce, smussate o filettate e le opzioni di protezione esterna includono polietilene a tre-strato, polipropilene a tre-strato, resina epossidica a fusione-e sistemi di verniciatura. L'imballaggio è normalmente in pacchi o sfuso con protezione idonea alla navigazione o secondo le specifiche del cliente.
Applicazioni tipiche
Il tubo di grado 3 viene utilizzato negli impianti di liquefazione e rigassificazione del GNL, nelle linee di collegamento dei serbatoi di stoccaggio criogenici, negli scambiatori di calore a bassa-temperatura, negli impianti di etilene e propilene e nei sistemi di refrigerazione che operano tra -45 gradi Celsius e -101 gradi Celsius. Appare anche nelle unità di separazione dell'aria e nelle tubazioni dei servizi delle regioni fredde dove le temperature invernali scendono al di sotto del limite di qualificazione dell'acciaio al carbonio semplice.
Punti di selezione e gestione
Conferma la temperatura minima del metallo di progettazione rispetto alla qualifica Charpy prima di selezionare il grado, poiché il grado 3 è sottoposto a test di impatto a -101 gradi Celsius e non deve essere applicato a temperature più basse senza la valutazione del codice. Utilizzare materiali di consumo per saldatura a basso-idrogeno adatti all'acciaio al nichel e seguire la procedura di qualificazione per il servizio a bassa-temperatura. Proteggere il tubo dagli archi elettrici e dal riscaldamento locale e verificare i certificati dei test di impatto per calore alla consegna. Laddove la temperatura di progetto rimane superiore a -45 gradi Celsius, i gradi 1 o 6 più economici potrebbero essere adeguati, quindi specificare la temperatura, non solo il nome del grado.
Idee sbagliate comuni
Il Grado 3 non è intercambiabile con il Grado 6; l'aggiunta del 3,5% di nichel fornisce circa 55 gradi Celsius di capacità di temperatura estremamente bassa-a un costo più elevato. Il solo contenuto di nichel non rende il tubo resistente alla corrosione. Un numero di grado più elevato nella famiglia A333 non significa sempre una capacità di temperatura inferiore, poiché il Grado 9 e il Grado 11 sono legati in modo diverso dal Grado 8. Infine, la prova di impatto è obbligatoria, non facoltativa, per i tubi A333, quindi il certificato dello stabilimento deve mostrare i valori Charpy per la temperatura specificata.
Domande frequenti
A cosa serve ASTM A333 Grado 3?
Viene utilizzato per tubi senza saldatura in impianti GNL, sistemi di stoccaggio criogenici, scambiatori di calore a bassa-temperatura e tubazioni di refrigerazione che operano fino a circa -101 gradi Celsius.
Qual è la differenza tra Grado 3 e Grado 6?
Il grado 6 è acciaio al carbonio semplice qualificato per -45 gradi Celsius, mentre il grado 3 contiene il 3,5% di nichel ed è qualificato per -101 gradi Celsius.
Quali sono le proprietà meccaniche dell'A333 Grado 3?
Carico di snervamento minimo 240 MPa, carico di rottura minimo 415 MPa, con prova di impatto Charpy a -101 gradi Celsius.
Qual è il contenuto di nichel di grado 3?
Il nichel è pari al 3,18-3,82%, con il carbonio limitato allo 0,19% massimo.
A333 Grado 3 è saldabile?
Sì, con materiali di consumo a basso-idrogeno, apporto di calore controllato e procedure qualificate per il servizio a bassa-temperatura, inclusi il preriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura laddove il codice lo richiede.
Il Grado 3 può sostituire il Grado 8 nello stoccaggio di GNL?
No. Il grado 8, con il 9% di nichel, è qualificato a -195 gradi Celsius ed è lo standard per lo stoccaggio di GNL a contenimento totale; Il grado 3 è limitato a circa -101 gradi Celsius.