ASTM A333 Gr6-staal is een C-Mn-koolstofstaalsoort die veel wordt gebruikt voor vloeistoftransport in de petrochemische industrie en in lage- en hoge-koude gebieden. De marktvraag in Noord-Amerika en Europa bedraagt jaarlijks meer dan 20.000 ton. Dit artikel bespreekt de productie van naadloze stalen buizen volgens ASTM A333 Gr6 voor lagetemperatuurtoepassingen.
Samenstellingsontwerp van ASTM A333 Gr6-staal
Basisprincipes van legeren
ASTM A333 Grade 6 staal is geclassificeerd als C-Mn koolstofstaal. De samenstellingseisen voor deze kwaliteit staan beschreven in de ASTM A333-norm, die de chemische samenstelling (massafractie) van ASTM A333 Grade 6 staal specificeert.
| Standaard | C | Si | Mijn | P | S | Ik | Kreeft | Ik | Ik | V | KI |
| ASTM A333 | ≤0,30 | ≥0,10 | 0,29～1,06 | ≤0,025 | ≤0,025 | / | / | / | / | / | / |
| Controlebereik | ≤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 |
- De ASTM A333-norm stelt dat voor elke vermindering van 0,01% koolstof onder het gespecificeerde maximale koolstofgehalte, het mangaangehalte met 0,05% mag worden verhoogd, maar het mangaangehalte mag niet hoger zijn dan 1,35%.
- As ≤ 0,030%, Sn ≤ 0,020%, As + Sn + Pb + Sb + Bi ≤ 0,050%.
Rol van elementen in staal- en controlebereiken
Koolstof: Koolstof heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties van staal. Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, neemt de sterkte van staal bij kamertemperatuur toe, maar nemen de plasticiteit en taaiheid af, wat met name de taaiheid bij lage temperaturen beïnvloedt. Een hoog koolstofgehalte kan ook de lasprestaties negatief beïnvloeden. De ASTM A333-norm specificeert C ≤ 0,30%. In de praktijk hebben hogere waarden een negatieve invloed op de plasticiteit en taaiheid. Om de sterkte te garanderen en tegelijkertijd het koolstofequivalent te minimaliseren, beperkt ons bedrijf het koolstofgehalte tot maximaal 0,12%.
Mangaan: Mangaan kan oplossen in ferriet en cementietachtige carbiden vormen, waardoor de kritische transformatietemperatuur daalt en de perlietstructuur wordt verfijnd, wat de sterkte verbetert. Om de sterkte van ASTM A333 Gr6-buizen te garanderen en tegelijkertijd het koolstofgehalte te verlagen, moet het mangaangehalte worden verhoogd. Daarom controleren we het mangaangehalte op een waarde tussen 1,00% en 1,30% voor optimale taaiheid.
Silicium: Silicium fungeert voornamelijk als deoxidator en reductor tijdens de staalproductie. Het verbetert de oxidatieweerstand, maar bevordert ook grafitisering. Het gehalte mag daarom niet te hoog zijn, tussen 0,171 TP3T en 0,351 TP3T.
Aluminium: Aluminium heeft een sterke affiniteit met stikstof en zuurstof in staal en wordt voornamelijk gebruikt voor deoxidatie en stikstofregulatie tijdens de staalproductie. Een aluminiumgehalte lager dan 0,05% verfijnt de intrinsieke korrelgrootte van staal, verhoogt de korrelvergrovingstemperatuur, remt veroudering in koolstofarm staal, verbetert de slagvastheid, verlaagt de brosheidsovergangstemperatuur en verbetert de taaiheid bij lage temperaturen.
Zwavel en fosfor: Deze elementen zijn schadelijk voor de prestaties van staal en moeten tot een minimum worden beperkt.
Overige elementen: Elementen zoals chroom, nikkel, koper, molybdeen en vanadium worden beschouwd als onzuiverheden. Te grote hoeveelheden kunnen het koolstofequivalent van staal verhogen, waardoor strikte controle vereist is.
Vijf schadelijke elementen: arseen, tin, lood, antimoon en bismut verminderen samen de staalprestaties en moeten strikt worden gecontroleerd. Rekening houdend met bovenstaande factoren, controleert ons bedrijf de chemische samenstelling van ASTM A333 Gr6 staal volgens tabel 1.
Normalisatieproces voor stalen buizen
De ASTM A333-norm bepaalt dat stalen buizen van het type Gr6 in genormaliseerde toestand moeten worden geleverd. Na normalisatie moeten de mechanische eigenschappen van de stalen buizen voldoen aan de eisen in de tabel.
| Mechanische eigenschappen van stalen buizen | ||||
| Eigendom | TreksterkteRm/MPa | Vloeigrens Ra/MPa | Rek A50mm/% | Akv(-45℃)/J |
| Vereisten | ≥415 | ≥240 | ≥30① | ≥18② |
| Opmerking: ① Voor longitudinale strookmonsters met een dikte van minder dan 8 mm is de minimaal toegestane reksnelheid gerelateerd aan de werkelijke dikte van het monster: A50mm = 1,87t + 15,00 | ||||
| waar: Een minimale toegestane reksnelheid van 50 mm, %; t — werkelijke dikte van het monster, mm. | ||||
| ②De tabel laat zien dat de benodigde impactenergie voor het monster van 10 mm x 10 mm x 55 mm Akv is. Voor de monsters van 10 mm x 7,5 mm x 55 mm, 10 mm x 5 mm x 55 mm en 10 mm x 2,5 mm x 55 mm bedragen de minimale impactenergieën respectievelijk 14 J, 9 J en 5 J. | ||||
De genormaliseerde test werd uitgevoerd in een met stikstof beschermde warmtebehandelingsoven voor stalen buizen met een diameter van Φ60,3 mm × 5,54 mm, gedurende 15 minuten blootgesteld aan een temperatuur van 915 °C. Na de normalisatie werden monsters genomen om de mechanische eigenschappen van de stalen buizen te testen volgens de standaardvereisten, en werd de microstructuur geobserveerd. De mechanische eigenschappen na normalisatie worden weergegeven in de tabel.
| Eigendom | TreksterkteRm/MPa | Vloeigrens Ra/MPa | Rek A50mm/% | Akv(-45℃)/J |
| Vereisten | ≥415 | ≥240 | ≥30 | ≥18 |
| Testresultaten | 465 | 340 | 33 | 92,88,97 |
De mechanische eigenschappen van de stalen buizen na normalisatie voldoen volledig aan de normeisen, met name bij zeer hoge impactenergie bij lage temperaturen, wat gunstig is voor de veiligheid van de stalen buizen. Microscopische observatieresultaten geven aan dat de microstructuur bestaat uit een ferriet + perlietstructuur met een korrelgrootte van 10. Een hoge korrelgrootte is gunstig voor het verbeteren van de taaiheid van de stalen buizen bij lage temperaturen.
Productieprocesstroom en belangrijkste controlepunten
1. Productieprocesstroom voor pijpblanks
- Warmgeperst blokijzer + hoogwaardig ruwijzer, schrootstaal → Elektrische oven → Secundaire raffinage → Vacuümontgassing → Continugieten → Snijden van gegoten platen op de gewenste lengte → Inspectie van gegoten platen
- Productspecificaties bereik: Ronde buisplaten van Φ120–150 mm
- Belangrijke procescontrolepunten:
Gebruik hoogwaardig schrootstaal en ruwijzer in combinatie met sponsijzer om het residugehalte aan schadelijke elementen te beperken. De staalproductie maakt gebruik van ultrahoogvermogenssmelten in een elektrische vlamboogoven, met excentrische bodemaftakking om slakscheiding en slakvrij aftappen te garanderen. Het gehele proces van het raffineren in de gietpan omvat het blazen van argon om te roeren. Het gesmolten staal ondergaat vacuümontgassing en behandeling met Si-Ca-draad. Continugieten wordt toegepast en tijdens het gietproces worden een lange spuitmond en argonbeschermingstechnologie toegepast om het gesmolten staal te isoleren van de lucht en secundaire oxidatie te voorkomen.
2. Productieprocesstroom van stalen buizen
Er zijn drie productielijnen voor ASTM A333 Gr6 stalen buizen, namelijk de Φ108 mm lijn, de Φ89 mm lijn en de Φ50 mm lijn. De processtromen zijn als volgt:
(1) Φ108 mm lijnprocesstroom
- Verwarmen van buisplaten → Conische perforatie met twee rollen → Walsen van buizen met drie rollen → Verwijderen van staven → Opwarmen → Ontkalken met hogedrukwater → Verminderen van microspanning → Rechttrekken → Handmatige inspectie → Normaliseren → Wervelstroomtest → Herinspectie → Markeren → Wegen → Opslag
- Productspecificatiebereik: Φ45–127 mm × 7–27 mm
- Belangrijke procescontrolepunten:
Zorg ervoor dat de oppervlaktekwaliteit van rollen en mallen goed is om schade aan het pijpoppervlak te minimaliseren. De druk van de hogedrukreiniger moet hoger zijn dan 10 MPa en alle sproeiers moeten goed functioneren om putcorrosie in het pijpoppervlak te voorkomen.
(2) Φ89 mm lijnprocesstroom
- Verwarmen van buisstukken → Conische perforatie → Continue walsen met halfzwevende doorn → Verwijderen van staaf → Kopsnijden → Opwarmen → Spanningsvermindering → Zagen → Normaliseren → Rechttrekken → Wervelstroom- en magnetische fluxlekkagetest + ultrasone diameter- en diktemeting → Handmatige inspectie → Snijden op opgegeven lengte → Herinspectie → Markeren → Wegen → Opslag
- Productspecificatiebereik: Φ25–127 mm × 2,5–16 mm
- Belangrijke procescontrolepunten:
Zorg ervoor dat de oppervlaktekwaliteit van rollen en mallen goed is om schade aan het pijpoppervlak te minimaliseren. De druk van het hogedrukwater voor het ontkalken moet hoger zijn dan 15 MPa en alle sproeiers moeten goed functioneren om putcorrosie in het pijpoppervlak te voorkomen.
(3) Φ50 mm lijnprocesstroom
- Productspecificatiebereik: Φ16–76 mm × 2–8 mm.
- Belangrijke procescontrolepunten:
Controleer de beitstemperatuur en -tijd van de stalen buizen strikt om te voorkomen dat overmatig beitsen vervorming en non-conformiteit veroorzaakt. De uiteindelijke normalisatietemperatuur moet tussen 900 en 930 °C liggen om de mechanische eigenschappen van de stalen buizen te garanderen.
Waarom is SSM uw vertrouwde leverancier van ASTM A333-buizen?
Dankzij jarenlange ervaring biedt het professionele team van SSM deskundige begeleiding, concurrerende prijzen en een tijdige levering om projectvertragingen tot een minimum te beperken.
Wij richten ons op het opbouwen van langetermijnrelaties en bieden persoonlijke service, samen met uitgebreide technische ondersteuning en aanpassingsmogelijkheden om aan specifieke projectbehoeften te voldoen.
De sterke reputatie van SSM in de sector maakt het bedrijf de voorkeurskeuze voor koolstofstalen pijpoplossingen.
Veelgestelde vragen
Wordt veel gebruikt in de olie- en gas-, chemische verwerkings- en energieopwekkingsindustrie, waar sprake is van lage temperaturen.
Het heeft een uitstekende taaiheid en slagvastheid bij lage temperaturen, met doorgaans een minimale vloeigrens van 240 MPa (35.000 psi).
Hoewel het is ontworpen voor lage temperaturen, kan het ook worden gebruikt in toepassingen met hoge druk, mits het voldoet aan de specifieke technische vereisten.
Het lassen dient te worden uitgevoerd met behulp van processen met een laag waterstofgehalte. Voorverwarmen kan noodzakelijk zijn om scheuren te voorkomen.
Meer informatie over ASTM A333-buizen:
NL 
EN 
DE 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR