Сталь ASTM A333 Gr6 — это углеродистая сталь C-Mn, широко используемая для транспортировки жидкостей в нефтехимической промышленности и в регионах с низкими температурами и высокими температурами. Потребность рынка в Северной Америке и Европе превышает 20 000 тонн в год. В этой статье обсуждается производство бесшовных стальных труб ASTM A333 Gr6 для низкотемпературных применений.
Проектирование состава стали ASTM A333 Gr6
Основные принципы легирования
Сталь ASTM A333 Grade 6 классифицируется как углеродистая сталь C-Mn. Требования к составу для этой марки изложены в стандарте ASTM A333, который определяет химический состав (массовую долю) стали ASTM A333 Grade 6.
| Стандарт | С | Си | Мн | П | С | Cu | Кр | Ни | Мо | В | ИИ |
| ASTM A333 | ≤0,30 | ≥0,10 | 0,29～1,06 | ≤0,025 | ≤0,025 | / | / | / | / | / | / |
| Диапазон управления | ≤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 |
- Стандарт ASTM A333 гласит, что при каждом снижении содержания углерода на 0,01% ниже указанного максимального содержания углерода содержание марганца может быть увеличено на 0,05%, но содержание марганца не должно превышать 1,35%.
- As ≤ 0,030%, Sn ≤ 0,020%, As + Sn + Pb + Sb + Bi ≤ 0,050%.
Роль элементов в стали и диапазоны регулирования
Углерод: Углерод оказывает значительное влияние на эксплуатационные характеристики стали. С увеличением содержания углерода прочность стали при комнатной температуре повышается, но пластичность и вязкость снижаются, особенно влияя на вязкость при низких температурах. Высокое содержание углерода также может отрицательно влиять на производительность сварки. Стандарт ASTM A333 определяет C ≤ 0,30%. На практике более высокие уровни отрицательно влияют на пластичность и вязкость. Чтобы обеспечить прочность при минимизации углеродного эквивалента, наша компания контролирует содержание углерода до уровня не более 0,12%.
Марганец: Марганец может растворяться в феррите и образовывать карбиды цементитного типа, снижая критическую температуру превращения и очищая перлитную структуру, тем самым повышая прочность. Чтобы обеспечить прочность труб ASTM A333 Gr6 при соответствующем снижении содержания углерода, следует увеличить содержание марганца. Поэтому мы контролируем содержание марганца выше 1,00% до 1,30% для оптимальной прочности.
Кремний: Кремний в основном действует как раскислитель и восстановитель при производстве стали. Он повышает стойкость к окислению, но также способствует графитизации, поэтому его содержание не должно быть слишком высоким, контролируемым между 0,17% и 0,35%.
Алюминий: Алюминий имеет сильное сродство к азоту и кислороду в стали и в основном используется для раскисления и контроля азота во время производства стали. Когда содержание алюминия ниже 0,05%, он измельчает внутренний размер зерна стали, повышает температуру укрупнения зерна, препятствует старению в низкоуглеродистой стали, улучшает ударную вязкость, снижает температуру перехода в хрупкость и повышает вязкость при низких температурах.
Сера и фосфор: Эти элементы вредны для эксплуатационных характеристик стали и должны быть сведены к минимуму.
Другие элементы: Такие элементы, как хром, никель, медь, молибден и ванадий, считаются примесями; чрезмерное их количество может увеличить углеродный эквивалент стали, поэтому требуется строгий контроль.
Пять вредных элементов: мышьяк, олово, свинец, сурьма и висмут в совокупности снижают эксплуатационные характеристики стали и должны строго контролироваться. Учитывая вышеперечисленные факторы, наша компания контролирует химический состав стали ASTM A333 Gr6 в соответствии с Таблицей 1.
Процесс нормализации стальных труб
Стандарт ASTM A333 устанавливает, что трубы из стали Gr6 должны поставляться в нормализованном состоянии. После нормализации механические свойства стальных труб должны соответствовать требованиям, указанным в табл.
| Требования к механическим свойствам стальных труб | ||||
| Свойство | Прочность на растяжение Rm/МПа | Предел текучестиRa/МПа | Удлинение A50мм/% | Акв(-45℃)/Дж |
| Требования | ≥415 | ≥240 | ≥30① | ≥18② |
| Примечание: ① Для образцов продольной полосы толщиной менее 8 мм минимально допустимая скорость удлинения связана с фактической толщиной образца: A50мм=1,87t+15,00 | ||||
| где: A 50 мм — допустимая минимальная скорость удлинения, %; t — фактическая толщина образца, мм. | ||||
| ②В таблице показано, что требуемая энергия удара для образца размером 10 мм x 10 мм x 55 мм составляет Akv. Для образцов размером 10 мм x 7,5 мм x 55 мм, 10 мм x 5 мм x 55 мм и 10 мм x 2,5 мм x 55 мм минимальные энергии удара составляют 14 Дж, 9 Дж и 5 Дж соответственно. | ||||
Нормализованное испытание проводилось с использованием печи для термообработки стальных труб с характеристиками Φ60,3 мм × 5,54 мм, защищенной азотом, при температуре 915°C в течение 15 минут. После нормализации отбирались образцы для испытания механических свойств стальных труб в соответствии с требованиями стандарта, и наблюдалась микроструктура. Механические свойства после нормализации приведены в таблице.
| Свойство | Прочность на растяжение Rm/МПа | Предел текучестиRa/МПа | Удлинение A50мм/% | Акв(-45℃)/Дж |
| Требования | ≥415 | ≥240 | ≥30 | ≥18 |
| Результаты теста | 465 | 340 | 33 | 92，88，97 |
Механические свойства стальных труб после нормализации полностью соответствуют требованиям стандарта, особенно при очень высокой энергии удара при низких температурах, что выгодно для безопасности стальных труб. Результаты микроскопических наблюдений показывают, что микроструктура состоит из структуры «феррит + перлит» с размером зерна 10. Высокий уровень размера зерна выгоден для повышения низкотемпературной вязкости стальных труб.
Поток производственного процесса и ключевые контрольные точки
1.Технологический процесс производства трубных заготовок
- Горячепрессованный чугун в блоках + высококачественный чугун, стальной лом → Электропечь → Вторичное рафинирование → Вакуумная дегазация → Непрерывное литье → Резка литых заготовок на заданную длину → Контроль литых заготовок
- Диапазон технических характеристик продукта: Заготовки круглые трубные Φ120–150 мм
- Ключевые точки контроля процесса:
Используйте высококачественный стальной лом и чугун в сочетании с губчатым железом для контроля остаточного содержания вредных элементов. В сталеплавильном производстве используется сверхмощная электродуговая плавка с эксцентриковым нижним выпуском для обеспечения отделения шлака и бесшлакового выпуска. Весь процесс ковшовой очистки включает в себя продувку аргоном для перемешивания. Расплавленная сталь проходит вакуумную дегазацию и обработку проволокой Si-Ca. Используется непрерывное литье, а в процессе заливки применяется длинная насадка и технология защиты аргоном для изоляции расплавленной стали от воздуха и предотвращения вторичного окисления.
2. Технологический процесс производства стальных труб
Имеется три производственные линии для стальных труб ASTM A333 Gr6, а именно линия Φ108 мм, линия Φ89 мм и линия Φ50 мм. Технологические потоки следующие:
(1) Технологический процесс линии Φ108 мм
- Нагрев заготовки трубы → Двухвалковая коническая перфорация → Трехвалковая прокатка трубы → Удаление стержня → Повторный нагрев → Удаление окалины водой под высоким давлением → Снижение микронапряжения → Правка → Ручной контроль → Нормализация → Вихретоковый контроль → Повторный контроль → Маркировка → Взвешивание → Хранение
- Диапазон технических характеристик продукта: Φ45–127 мм × 7–27 мм
- Ключевые точки контроля процесса:
Убедитесь, что качество поверхности валков и форм хорошее, чтобы свести к минимуму повреждение поверхности трубы. Давление воды высокого давления для удаления окалины должно быть больше 10 МПа, и все форсунки должны функционировать должным образом, чтобы уменьшить точечную коррозию поверхности трубы.
(2) Технологический процесс линии Φ89 мм
- Нагрев заготовки трубы → Коническая перфорация → Непрерывная прокатка на полуплавающей оправке → Удаление стержня → Отрезание головки → Повторный нагрев → Снижение натяжения → Отрезание пилой → Нормализация → Правка → Контроль вихревых токов и рассеяния магнитного потока + ультразвуковое измерение диаметра и толщины → Ручной контроль → Резка на заданную длину → Повторный контроль → Маркировка → Взвешивание → Хранение
- Диапазон технических характеристик продукта: Φ25–127 мм × 2,5–16 мм
- Ключевые точки контроля процесса:
Убедитесь, что качество поверхности валков и форм хорошее, чтобы свести к минимуму повреждение поверхности трубы. Давление воды высокого давления для удаления окалины должно быть больше 15 МПа, и все форсунки должны функционировать должным образом, чтобы уменьшить точечную коррозию поверхности трубы.
(3) Технологический процесс линии Φ50 мм
- Диапазон технических характеристик изделия: Φ16–76 мм × 2–8 мм.
- Ключевые точки контроля процесса:
Строго контролируйте температуру и время травления стальных труб, чтобы предотвратить чрезмерное травление, вызывающее деформацию и несоответствие. Окончательная температура нормализации должна контролироваться в пределах 900–930 °C, чтобы гарантировать соответствие механических свойств стальных труб.
Почему SSM является вашим надежным поставщиком труб ASTM A333?
Благодаря многолетнему опыту профессиональная команда SSM предоставляет экспертные рекомендации, сохраняя конкурентоспособные цены и гарантируя своевременную доставку, что позволяет сократить задержки в реализации проектов.
Мы ориентируемся на построение долгосрочных отношений и предоставляем персонализированное обслуживание, а также комплексную техническую поддержку и возможности настройки для удовлетворения конкретных потребностей проекта.
Высокая репутация компании SSM в отрасли делает ее предпочтительным выбором для решений по производству труб из углеродистой стали.
Часто задаваемые вопросы
Обычно используется в нефтегазовой, химической и энергетической отраслях, где применяются низкие температуры.
Он обладает превосходной прочностью и ударопрочностью при низких температурах, как правило, с минимальным пределом текучести 240 МПа (35 000 фунтов на кв. дюйм).
Хотя он предназначен для низких температур, его можно использовать в условиях высокого давления, при условии соответствия особым техническим требованиям.
Сварку следует выполнять с использованием низководородных процессов, а для предотвращения образования трещин может потребоваться предварительный нагрев.
Дополнительная информация о трубах ASTM A333:
RU 
EN 
DE 
FA 
ID 
ES 
FR 
NL