ASTM A333 Gr6-Stahl ist ein C-Mn-Kohlenstoffstahl, der häufig für den Flüssigkeitstransport in der petrochemischen Industrie und in Regionen mit niedrigen Temperaturen und hohen Temperaturen verwendet wird. Die Marktnachfrage in Nordamerika und Europa übersteigt 20.000 Tonnen pro Jahr. In diesem Artikel wird die Herstellung nahtloser ASTM A333 Gr6-Stahlrohre für Niedertemperaturanwendungen beschrieben.
Zusammensetzungsdesign von ASTM A333 Gr6-Stahl
Grundprinzipien des Legierens
ASTM A333 Stahl der Güteklasse 6 wird als C-Mn-Kohlenstoffstahl klassifiziert. Die Zusammensetzungsanforderungen für diese Güteklasse sind im ASTM A333-Standard festgelegt, der die chemische Zusammensetzung (Massenanteil) von ASTM A333 Stahl der Güteklasse 6 angibt.
| Standard | C | Si | Mn | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | V | KI |
| ASTM A333 | ≤0,30 | ≥0,10 | 0,29～1,06 | ≤0,025 | ≤0,025 | / | / | / | / | / | / |
| Regelbereich | ≤0,12 | 0.17~0.35 | 1.00~1.30 | ≤0,02 | ≤0,010 | ≤0,020 | ≤0,025 | ≤0,025 | ≤0,15 | ≤0,08 | ≤0,05 |
- Der Standard ASTM A333 besagt, dass der Mangangehalt für jede Reduzierung von 0,011 TP3T Kohlenstoff unter den angegebenen maximalen Kohlenstoffgehalt um 0,051 TP3T erhöht werden kann, der Mangangehalt jedoch 1,351 TP3T nicht überschreiten darf.
- As ≤ 0,030%, Sn ≤ 0,020%, As + Sn + Pb + Sb + Bi ≤ 0,050%.
Rolle der Elemente in Stahl und Kontrollbereiche
Kohlenstoff: Kohlenstoff hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von Stahl. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt verbessert sich die Festigkeit von Stahl bei Raumtemperatur, aber Plastizität und Zähigkeit nehmen ab, was sich insbesondere auf die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen auswirkt. Ein hoher Kohlenstoffgehalt kann sich auch negativ auf die Schweißleistung auswirken. Der ASTM A333-Standard spezifiziert C ≤ 0,30%. In der Praxis wirken sich höhere Werte negativ auf Plastizität und Zähigkeit aus. Um Festigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig das Kohlenstoffäquivalent zu minimieren, kontrolliert unser Unternehmen den Kohlenstoffgehalt auf höchstens 0,12%.
Mangan: Mangan kann sich in Ferrit auflösen und zementitartige Carbide bilden, wodurch die kritische Umwandlungstemperatur gesenkt und die Perlitstruktur verfeinert wird, was wiederum die Festigkeit erhöht. Um die Festigkeit von ASTM A333 Gr6-Rohren sicherzustellen und gleichzeitig den Kohlenstoffgehalt angemessen zu senken, sollte der Mangangehalt erhöht werden. Daher kontrollieren wir den Mangangehalt auf über 1,00% bis 1,30% für optimale Zähigkeit.
Silizium: Silizium dient bei der Stahlherstellung hauptsächlich als Desoxidationsmittel und Reduktionsmittel. Es verbessert die Oxidationsbeständigkeit, fördert aber auch die Graphitierung. Daher sollte sein Gehalt nicht zu hoch sein und zwischen 0,17% und 0,35% liegen.
Aluminium: Aluminium hat eine starke Affinität zu Stickstoff und Sauerstoff in Stahl und wird hauptsächlich zur Desoxidation und Stickstoffkontrolle bei der Stahlherstellung verwendet. Wenn der Aluminiumgehalt unter 0,05% liegt, verfeinert es die intrinsische Korngröße des Stahls, erhöht die Kornvergröberungstemperatur, hemmt die Alterung in kohlenstoffarmem Stahl, verbessert die Schlagzähigkeit, senkt die Sprödigkeitsübergangstemperatur und erhöht die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen.
Schwefel und Phosphor: Diese Elemente beeinträchtigen die Leistung des Stahls und sollten minimiert werden.
Andere Elemente: Elemente wie Chrom, Nickel, Kupfer, Molybdän und Vanadium gelten als Verunreinigungen; übermäßige Mengen können den Kohlenstoffäquivalentgehalt des Stahls erhöhen und erfordern daher eine strenge Kontrolle.
Fünf schädliche Elemente: Arsen, Zinn, Blei, Antimon und Wismut mindern gemeinsam die Leistungsfähigkeit von Stahl und müssen streng kontrolliert werden. Unter Berücksichtigung der oben genannten Faktoren kontrolliert unser Unternehmen die chemische Zusammensetzung von ASTM A333 Gr6-Stahl gemäß Tabelle 1.
Normalisierungsprozess für Stahlrohre
Der ASTM A333-Standard schreibt vor, dass Gr6-Stahlrohre in normalisiertem Zustand geliefert werden müssen. Nach der Normalisierung sollten die mechanischen Eigenschaften der Stahlrohre die in der Tabelle angegebenen Anforderungen erfüllen.
| Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von Stahlrohren | ||||
| Eigentum | ZugfestigkeitRm/MPa | StreckgrenzeRa/MPa | Verlängerung A50mm/% | Akv(-45℃)/J |
| Anforderungen | ≥415 | ≥240 | ≥30① | ≥18② |
| Hinweis: ① Bei Längsstreifenproben mit einer Dicke von weniger als 8 mm bezieht sich die minimal zulässige Dehnungsrate auf die tatsächliche Dicke der Probe: A50mm = 1,87 t + 15,00 | ||||
| Wo: A 50 mm – zulässige Mindestdehnungsrate, %; t — tatsächliche Dicke der Probe, mm. | ||||
| ②Die Tabelle zeigt, dass die erforderliche Aufprallenergie für die Probe von 10 mm x 10 mm x 55 mm Akv beträgt. Für die Proben mit den Abmessungen 10 mm x 7,5 mm x 55 mm, 10 mm x 5 mm x 55 mm und 10 mm x 2,5 mm x 55 mm beträgt die Mindestaufprallenergie 14 J, 9 J bzw. 5 J. | ||||
Der Normalisierungstest wurde in einem stickstoffgeschützten Wärmebehandlungsofen für Stahlrohre mit den Abmessungen Φ60,3 mm × 5,54 mm durchgeführt, die 15 Minuten lang einer Temperatur von 915 °C ausgesetzt wurden. Nach der Normalisierung wurden Proben entnommen, um die mechanischen Eigenschaften der Stahlrohre gemäß den Standardanforderungen zu testen, und die Mikrostruktur wurde beobachtet. Die mechanischen Eigenschaften nach der Normalisierung sind in der Tabelle aufgeführt.
| Eigentum | ZugfestigkeitRm/MPa | StreckgrenzeRa/MPa | Verlängerung A50mm/% | Akv(-45℃)/J |
| Anforderungen | ≥415 | ≥240 | ≥30 | ≥18 |
| Testergebnisse | 465 | 340 | 33 | 92, 88, 97 |
Die mechanischen Eigenschaften der Stahlrohre nach dem Normalisieren erfüllen die Standardanforderungen vollständig, insbesondere bei sehr hoher Schlagenergie bei niedrigen Temperaturen, was sich positiv auf die Sicherheit der Stahlrohre auswirkt. Mikroskopische Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Mikrostruktur aus einer „Ferrit + Perlit“-Struktur mit einer Korngröße von 10 besteht. Ein hoher Korngrößengrad ist vorteilhaft für die Verbesserung der Zähigkeit der Stahlrohre bei niedrigen Temperaturen.
Produktionsablauf und wichtige Kontrollpunkte
1.Prozessablauf bei der Rohrrohling-Produktion
- Warmgepresstes Blockeisen + hochwertiges Roheisen, Stahlschrott → Elektroofen → Sekundärraffination → Vakuumentgasung → Strangguss → Zuschnitt der Gussrohlinge auf die gewünschte Länge → Prüfung der Gussrohlinge
- Produktspezifikationen: Φ120–150 mm Rundrohrrohlinge
- Wichtige Prozesskontrollpunkte:
Verwenden Sie hochwertigen Stahlschrott und Roheisen in Kombination mit Eisenschwamm, um den Restgehalt an schädlichen Elementen zu kontrollieren. Bei der Stahlherstellung wird ein ultrahochleistungsstarker Lichtbogenofen mit exzentrischem Bodenabstich verwendet, um eine Schlackentrennung und einen schlackenfreien Abstich zu gewährleisten. Der gesamte Prozess der Pfannenverfeinerung umfasst das Einblasen von Argon zum Rühren. Der geschmolzene Stahl wird einer Vakuumentgasung und einer Behandlung mit Si-Ca-Draht unterzogen. Beim Strangguss wird eine lange Düse und eine Argonschutztechnologie eingesetzt, um den geschmolzenen Stahl von der Luft zu isolieren und eine sekundäre Oxidation zu verhindern.
2. Prozessablauf bei der Stahlrohrproduktion
Es gibt drei Produktionslinien für ASTM A333 Gr6-Stahlrohre, nämlich die Φ108 mm-Linie, die Φ89 mm-Linie und die Φ50 mm-Linie. Die Prozessabläufe sind wie folgt:
(1) Φ108 mm Leitungsprozessfluss
- Erwärmung des Rohrrohlings → Zwei-Walzen-Kegellochung → Drei-Walzen-Rohrwalzen → Stangenentnahme → Wiedererwärmung → Hochdruck-Wasserentzunderung → Mikrospannungsreduzierung → Richten → Manuelle Prüfung → Normalisieren → Wirbelstromprüfung → Nachprüfung → Markierung → Wiegen → Lagerung
- Produktspezifikationsbereich: Φ45–127 mm × 7–27 mm
- Wichtige Prozesskontrollpunkte:
Stellen Sie sicher, dass die Oberflächenqualität von Walzen und Formen gut ist, um Schäden an der Rohroberfläche zu minimieren. Der Druck der Hochdruckwasserentkalkung sollte über 10 MPa liegen und alle Düsen sollten ordnungsgemäß funktionieren, um Lochfraß an der Rohroberfläche zu reduzieren.
(2) Φ89 mm Leitungsprozessfluss
- Erhitzen der Rohrrohlinge → Konisches Lochen → Konisches Walzen mit halbschwebendem Dorn → Entnahme der Stangen → Kopfschneiden → Wiedererwärmen → Spannungsreduzierung → Sägeschneiden → Normalisieren → Richten → Wirbelstrom- und Magnetflussstreuprüfung + Ultraschallmessung von Durchmesser und Dicke → Manuelle Prüfung → Schneiden auf die angegebene Länge → Erneute Prüfung → Markieren → Wiegen → Lagerung
- Produktspezifikationsbereich: Φ25–127 mm × 2,5–16 mm
- Wichtige Prozesskontrollpunkte:
Stellen Sie sicher, dass die Oberflächenqualität von Walzen und Formen gut ist, um Schäden an der Rohroberfläche zu minimieren. Der Druck der Hochdruckwasserentzunderung sollte über 15 MPa liegen und alle Düsen sollten ordnungsgemäß funktionieren, um Lochfraß an der Rohroberfläche zu vermeiden.
(3) Φ50 mm Leitungsprozessfluss
- Produktspezifikationsbereich: Φ16–76 mm × 2–8 mm.
- Wichtige Prozesskontrollpunkte:
Kontrollieren Sie die Beiztemperatur und -zeit der Stahlrohre streng, um zu verhindern, dass übermäßiges Beizen zu Verformungen und Nichtübereinstimmungen führt. Die endgültige Normalisierungstemperatur sollte zwischen 900 und 930 °C liegen, um sicherzustellen, dass die mechanischen Eigenschaften der Stahlrohre den Anforderungen entsprechen.
Warum ist SSM Ihr vertrauenswürdiger Lieferant von ASTM A333-Rohren?
Das professionelle Team von SSM verfügt über jahrelange Erfahrung und bietet fachkundige Beratung bei gleichzeitiger wettbewerbsfähiger Preisgestaltung und pünktlicher Lieferung, um Projektverzögerungen zu reduzieren.
Wir konzentrieren uns auf den Aufbau langfristiger Beziehungen und bieten persönlichen Service sowie umfassenden technischen Support und Anpassungsoptionen, um spezifische Projektanforderungen zu erfüllen.
Der gute Ruf von SSM in der Branche macht das Unternehmen zur bevorzugten Wahl für Rohrlösungen aus Kohlenstoffstahl.
Häufig gestellte Fragen
Wird häufig in der Öl- und Gasindustrie, der chemischen Verarbeitung und der Stromerzeugung verwendet, wo niedrige Temperaturen herrschen.
Es verfügt über eine ausgezeichnete Zähigkeit und Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen, typischerweise mit einer Mindeststreckgrenze von 240 MPa (35.000 psi).
Obwohl es für niedrige Temperaturen ausgelegt ist, kann es in Hochdruckanwendungen eingesetzt werden, sofern es die spezifischen technischen Anforderungen erfüllt.
Das Schweißen sollte mit wasserstoffarmen Verfahren durchgeführt werden. Um Rissbildung zu vermeiden, kann ein Vorwärmen erforderlich sein.
Weitere Informationen zu ASTM A333-Rohren:
DE 
EN 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR 
NL