مشخصات فنی ASTM A106
لوله بدون درز فولاد کربنی برای سرویس با دمای بالا – استاندارد ASTM A106/A106M
فهرست مطالب
۱. معرفی استاندارد ASTM A106
ASTM A106 استاندارد مرجع برای لوله بدون درز فولاد کربنی (Seamless Carbon Steel Pipe) است که برای سرویس با دمای بالا در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی طراحی شده است [citation:1][citation:10]. این استاندارد که با نام ASME SA106 نیز شناخته میشود، یکی از پرکاربردترین استانداردهای لوله در جهان محسوب میشود.
نکته کلیدی: استاندارد ASTM A106 فقط لولههای بدون درز (Seamless) را پوشش میدهد و لولههای جوشی را شامل نمیشود. برای لولههای جوشی کربنی، استاندارد ASTM A53 (ERW) یا ASTM A671/A672 (EFW) کاربرد دارند [citation:4].
لولههای تولید شده بر اساس این استاندارد برای عملیات خمکاری، فلنجکاری، جوشکاری و سایر عملیات شکلدهی مناسب هستند [citation:1][citation:5]. این لولهها به طور گسترده در پالایشگاهها، نیروگاهها، پتروشیمیها و دیگهای بخار برای انتقال سیالات با دما و فشار بالا استفاده میشوند [citation:9][citation:15].
برای اطلاعات بیشتر در مورد ابعاد و ردههای ضخامت، مقاله راهنمای جامع NPS و Schedule را مطالعه کنید.
۲. فرآیند تولید
فولاد مورد استفاده در تولید لوله ASTM A106 باید از نوع فولاد آرام (Killed Steel) باشد. فرآیند ذوب اولیه میتواند به روش کوره باز (Open Hearth)، کوره اکسیژن قلیایی (Basic Oxygen) یا کوره قوس الکتریکی (Electric) انجام شود که ممکن است با عملیاتهای گاززدایی (Degassing) یا تصفیه (Refining) جداگانه همراه باشد [citation:12].
در صورت استفاده از ذوب ثانویه (Secondary Melting) به روش ذوب مجدد سرباره الکتریکی (ESR) یا ذوب مجدد قوس خلأ (VAR)، تمام شمشهای تولید شده از یک منبع حرارتی اولیه به عنوان یک "حرارت" (Heat) در نظر گرفته میشوند.
لولههای با سایز NPS ۱٫۱/۲ و پایینتر مجاز به تحویل به صورت نورد گرم (Hot-Rolled) یا کشش سرد (Cold-Drawn) هستند. مگر اینکه توافق دیگری بین تولیدکننده و خریدار صورت گیرد، لولههای با سایز NPS ۲ و بالاتر باید به صورت نورد گرم تحویل داده شوند [citation:12][citation:13].
۳. عملیات حرارتی
لولههای نورد گرم نیازی به عملیات حرارتی ندارند. اما اگر عملیات حرارتی روی آنها اعمال شود، باید در دمای ۶۵۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر انجام شود.
لولههای کشش سرد پس از آخرین مرحله کشش سرد، باید تحت عملیات حرارتی در دمای ۶۵۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر قرار گیرند. این عملیات حرارتی معمولاً به صورت نرمالایزینگ (Normalizing) یا تنشزدایی (Stress Relieving) انجام میشود [citation:2][citation:9][citation:15].
توجه: لولههای کشش سرد (Cold-Drawn) به دلیل فرآیند تغییر شکل سرد، دارای تنشهای پسماند هستند و عملیات حرارتی برای بازیابی خواص مکانیکی و جلوگیری از ترکخوردگی ضروری است.
۴. ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی فولاد باید مطابق با الزامات جدول زیر باشد [citation:2][citation:7][citation:15]:
| عنصر | Grade A | Grade B | Grade C |
|---|---|---|---|
| کربن (C) حداکثر % | 0.25 | 0.30* | 0.35* |
| منگنز (Mn) % | 0.27 – 0.93 | 0.29 – 1.06* | 0.29 – 1.06* |
| فسفر (P) حداکثر % | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| گوگرد (S) حداکثر % | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| سیلیسیم (Si) حداقل % | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
| کروم (Cr) حداکثر % | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| مس (Cu) حداکثر % | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| مولیبدن (Mo) حداکثر % | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| نیکل (Ni) حداکثر % | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| وانادیم (V) حداکثر % | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
نکته: * مگر اینکه خریدار مشخص کند، برای هر کاهش ۰٫۰۱٪ در کربن زیر حداکثر تعیینشده، افزایش ۰٫۰۶٪ منگنز بالای حداکثر تعیینشده مجاز است تا حداکثر ۱٫۶۵٪ (برای ASME A106 تا ۱٫۳۵٪).
۵. خواص مکانیکی
الزامات خواص مکانیکی برای لولههای ASTM A106 در جدول زیر ارائه شده است [citation:2][citation:7][citation:15]:
| خواص مکانیکی | Grade A | Grade B | Grade C |
|---|---|---|---|
| استحکام کششی (Tensile) حداقل psi (MPa) | 48,000 (330) | 60,000 (415) | 70,000 (485) |
| استحکام تسلیم (Yield) حداقل psi (MPa) | 30,000 (205) | 35,000 (240) | 40,000 (275) |
| ازدیاد طول (Elongation) حداقل % | 35 (طولی) | 30 (طولی) | 30 (طولی) |
نکته کلیدی: گرید B (Grade B) پرمصرفترین گرید در استاندارد ASTM A106 است که تعادل مناسبی بین استحکام، قابلیت جوشپذیری و در دسترس بودن دارد. بیش از ۹۰٪ لولههای A106 سفارشدادهشده در جهان از گرید B هستند [citation:15].
برای انتخاب گرید مناسب، باید به فشار و دمای کاری و الزامات طراحی توجه کرد.
۶. آزمونها و بازرسی
۶.۱ آزمون هیدرواستاتیک
هر شاخه لوله باید تحت آزمون هیدرواستاتیک قرار گیرد و بدون نشتی از دیواره لوله عبور کند. در برخی موارد، انجام آزمون الکتریکی غیرمخرب (NDE) روی کل لوله مجاز است [citation:4][citation:13].
۶.۲ آزمون خمش (Bend Test)
برای لولههای با سایز ۲ اینچ و کوچکتر، آزمون خمش الزامی است. لوله باید بدون ترک، خمش سرد ۹۰ درجه را روی سنبهای با قطر ۱۲ برابر قطر اسمی لوله تحمل کند. در صورت پیچش کامل، خمش ۱۸۰ درجه روی سنبهای با قطر ۸ برابر قطر اسمی لوله انجام میشود.
۶.۳ آزمونهای غیرمخرب (NDT)
بر اساس استاندارد A530، آزمونهای غیرمخرب زیر قابل اجرا هستند [citation:8]:
- E213: آزمون فراصوتی (Ultrasonic) لوله و تیوب فلزی
- E309: آزمون جریان گردابی (Eddy Current) با اشباع مغناطیسی
- E570: آزمون نشت شار (Flux Leakage) برای لولههای فولادی فرومغناطیسی
۷. تلرانسهای ابعادی
۷.۱ تلرانس قطر خارجی (OD)
| سایز لوله (NPS) | تلرانس مثبت | تلرانس منفی |
|---|---|---|
| NPS ⅛ تا ۱٫۱/۲ | ۱/۶۴ اینچ (۰٫۴ میلیمتر) | ۱/۶۴ اینچ (۰٫۴ میلیمتر) |
| بالای ۱٫۱/۲ تا ۴ | ۱/۳۲ اینچ (۰٫۸ میلیمتر) | ۱/۳۲ اینچ (۰٫۸ میلیمتر) |
| بالای ۴ تا ۸ | ۱/۱۶ اینچ (۱٫۶ میلیمتر) | ۱/۳۲ اینچ (۰٫۸ میلیمتر) |
| بالای ۸ تا ۱۸ | ۳/۳۲ اینچ (۲٫۴ میلیمتر) | ۱/۳۲ اینچ (۰٫۸ میلیمتر) |
| بالای ۱۸ تا ۲۶ | ۱/۸ اینچ (۳٫۲ میلیمتر) | ۱/۳۲ اینچ (۰٫۸ میلیمتر) |
۷.۲ تلرانس ضخامت دیواره
حداقل ضخامت دیواره در هر نقطه نباید بیش از ۱۲٫۵ درصد زیر ضخامت اسمی تعیینشده باشد. ضخامت حداقل در بازرسی به صورت ۰٫۸۷۵ × ضخامت اسمی محاسبه میشود [citation:12][citation:13].
۷.۳ تلرانس وزن
وزن لوله نباید بیش از ۶٫۵ درصد بیشتر و ۳٫۵ درصد کمتر از وزن مندرج در ASME B36.10 باشد. لولههای با سایز NPS ۴ و کوچکتر به صورت دستهای وزن میشوند و لولههای بزرگتر از NPS ۴ به صورت جداگانه وزن میشوند [citation:12].
۷.۴ طولهای استاندارد
اگر طول ثابت سفارش داده نشود، لولهها میتوانند به صورت زیر سفارش داده شوند [citation:13]:
- طول رندوم تکی (Single Random): ۱۶ تا ۲۲ فوت (۴٫۸ تا ۶٫۷ متر)
- طول رندوم دوگانه (Double Random): حداقل متوسط ۳۵ فوت (۱۰٫۷ متر) و حداقل ۲۲ فوت (۶٫۷ متر)
۸. گریدهای همرده ASTM
جدول زیر گروههای مواد همرده را برای اجزای مختلف سیستم پایپینگ نشان میدهد. لوله ASTM A106 با گریدهای A, B, C به ترتیب با اتصالات A234، فلنجهای A105 و شیرآلات A216 همرده هستند [citation:2][citation:15].
| دسته مواد | Pipes | Fittings | Flanges | Valves | Bolts & Nuts |
|---|---|---|---|---|---|
| فولاد کربنی | A106 Gr.A | A234 Gr.WPA | A105 | A216 Gr.WCB | A193 Gr.B7 A194 Gr.2H |
| فولاد کربنی | A106 Gr.B | A234 Gr.WPB | A105 | A216 Gr.WCB | A193 Gr.B7 A194 Gr.2H |
| فولاد کربنی | A106 Gr.C | A234 Gr.WPC | A105 | A216 Gr.WCB | A193 Gr.B7 A194 Gr.2H |
برای اطلاعات بیشتر در مورد مواد اتصالات، مقاله مواد اتصالات پایپینگ را مطالعه کنید.
۹. مراجع
استانداردهای ASTM
- ASTM A106/A106M — لوله بدون درز فولاد کربنی برای سرویس با دمای بالا [citation:10]
- ASTM A530 — الزامات عمومی برای لوله فولاد کربنی و آلیاژی تخصصی
- ASTM E213 — آزمون فراصوتی لوله و تیوب فلزی
- ASTM E309 — آزمون جریان گردابی با اشباع مغناطیسی
- ASTM E570 — آزمون نشت شار برای لولههای فولادی فرومغناطیسی
استانداردهای ASME
- ASME B16.9 — اتصالات جوشی لب به لب
- ASME B36.10 — ابعاد لوله فولادی جوشی و بدون درز
- ASME B31.3 — پایپینگ فرآیندی
منابع آموزشی
نیاز به تأمین لوله ASTM A106 دارید؟
ایران اتصال آسیا با بیش از ۳۰ سال تجربه در تأمین لولههای صنعتی، آماده ارائه مشاوره تخصصی و تأمین لولههای ASTM A106 در گریدهای A, B, C با کیفیت صادراتی و قیمت رقابتی است.
💬 نیاز به مشاوره فنی دارید؟
اگر پس از مطالعه این مقاله هنوز سوالی دارید، سوال فنی خود را برای مهندسین ایران اتصال آسیا ارسال کنید.
کارشناسان ما در اسرع وقت به درخواست شما رسیدگی خواهند کرد.
چرا ایران اتصال آسیا؟
