Qu’est-ce qu’un tuyau en acier au carbone ? Présentation du système de qualité des tuyaux en acier au carbone
Les tuyaux en acier au carbone sont des tuyaux en acier dont le principal élément d'alliage est le carbone, avec des quantités limitées d'autres éléments. Il est classé selon sa teneur en carbone : faible teneur en carbone (jusqu'à 0,30 % C) offre une excellente soudabilité et formabilité ; le carbone moyen (0,30-0,60 % C) offre une résistance plus élevée ; et la haute teneur en carbone (0,60-1,00 % C) offre une dureté maximale mais une soudabilité réduite. Les tubes en acier au carbone représentent environ 80 % de tous les tubes en acier produits dans le monde, servant des applications allant du simple transport par eau aux systèmes de vapeur à haute pression et aux oléoducs et gazoducs transfrontaliers.
Le système de qualité dans les normes sur les tuyaux en acier au carbone reflète différents niveaux de résistance, compositions chimiques et conditions de service. Les principaux systèmes de normes sont ASTM (américain), API (pétrole et gaz), EN (européen), JIS (japonais) et GB (chinois). Comprendre comment les notes correspondent à ces systèmes est essentiel pour les achats internationaux. NotreComparaison des normes ASTM, EN, JIS et GBfournit des tableaux de références croisées-complètes.
ASTM A106 Grade B - Le roi des tuyaux en acier au carbone à usage général-
A106 Gr.B est la qualité de tube en acier au carbone la plus largement spécifiée pour la tuyauterie industrielle. Sa composition chimique est soigneusement équilibrée : carbone 0,30 % max, manganèse 0,29-1,06 %, phosphore 0,035 % max, soufre 0,035 % max et silicium 0,10 % minimum. Le minimum de silicium est unique à l'A106 et améliore la résistance à l'oxydation à haute température. Mécaniquement, l'A106 Gr.B nécessite une limite d'élasticité minimale de 240 MPa et une résistance à la traction de 415 MPa. Le matériau est généralement fourni dans un état normalisé pour les tailles nécessitant un traitement thermique.
L'A106 est disponible en trois qualités : A, B et C, avec une résistance croissante. La qualité A (rendement 195 MPa) est rarement spécifiée, la qualité B est la bête de somme et la qualité C (rendement 275 MPa) est utilisée lorsqu'une résistance plus élevée est nécessaire sans passer à l'acier allié. Les applications pour l'A106 Gr.B incluent la tuyauterie de raffinerie, les conduites de vapeur de centrale électrique, la tuyauterie de traitement d'usine chimique et le service industriel général à haute température jusqu'à 538 degrés selon le code ASME.
Qualités de tuyaux de canalisation API 5L
API 5L est la norme pour les tubes de canalisation utilisés dans les pipelines de transport de pétrole et de gaz. La désignation du grade commence par Gr.B (équivalent à A106 Gr.B en termes de résistance) et progresse jusqu'à X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 et X80. Le nombre « X » indique la limite d'élasticité minimale en ksi : X52=52 ksi (358 MPa) rendement minimum, X65=65 ksi (448 MPa), X70=70 ksi (483 MPa) et X80=80 ksi (552 MPa). Les qualités supérieures permettent des parois plus fines pour une pression donnée, réduisant ainsi le poids du matériau et les coûts de soudage.
| Grade | Rendement minimum (MPa) | Traction minimale (MPa) | Application typique |
|---|---|---|---|
| Gr.B | 241 | 414 | Conduites de collecte à basse-pression |
| X52 | 359 | 455 | Lignes de transport-moyenne pression |
| X60 | 414 | 517 | Lignes de transmission à haute-pression |
| X65 | 448 | 530 | Pipelines offshore, service-haute pression |
| X70 | 483 | 565 | Pipelines-haute-pression longue distance |
| X80 | 552 | 620 | Conduites à ultra-haute-pression de grand-diamètre |
API 5L comporte deux niveaux de spécification de produit : PSL1 (qualité standard) et PSL2 (exigences supplémentaires). PSL2 ajoute des tests d'impact CVN obligatoires, des limites de composition chimique plus strictes (y compris des exigences de formule d'équivalent carbone), des limites de limite d'élasticité maximale et des exigences de CND. Pour le service acide (H2S humide), des tuyaux API 5L selon PSL2 avec conformité NACE MR0175/ISO 15156 sont requis.
Tableau de comparaison des performances des notes
Le choix de la nuance d'acier au carbone affecte directement à la fois la capacité de pression et le coût du système de tuyauterie. Les tuyaux de qualité supérieure- peuvent fonctionner à des pressions plus élevées avec des parois plus fines, réduisant ainsi le poids du matériau et le temps de soudage. Cependant, les qualités supérieures coûtent généralement plus cher par kilogramme et peuvent nécessiter des procédures de soudage plus strictes et un traitement thermique de préchauffage/post-soudage-. La sélection de qualité optimale prend en compte le compromis entre le coût des matériaux, le coût de fabrication et les exigences de pression de fonctionnement.
ASTM A333 -Tuyaux en acier au carbone à basse-température
ASTM A333 couvre les tuyaux en acier au carbone sans soudure et soudés pour un service à basse -température. La nuance la plus courante est l'A333 Gr.6, qui maintient une résistance aux chocs Charpy V-encoche (CVN) d'au moins 18 J (27 J typique) à -45 degrés. Ceci est obtenu grâce à une microstructure normalisée à grains fins et à un contrôle chimique strict, particulièrement faible en phosphore et en soufre. Les autres qualités incluent Gr.3 (manganèse inférieur, pour un service de -100 degrés) et Gr.8 (acier à haute teneur en nickel pour un service de GNL à -195 degrés).
Les applications de l'A333 Gr.6 incluent les installations de GNL (gaz naturel liquéfié), les pipelines pour climat froid dans les régions arctiques, les réservoirs de stockage cryogéniques et tout système fonctionnant en dessous de -20 degrés où l'acier au carbone doit maintenir sa ductilité. La principale différence par rapport à l'A106 est la résistance aux chocs garantie : l'A106 n'a aucune exigence CVN par défaut, tandis que l'A333 Gr.6 doit répondre aux valeurs CVN spécifiées à la température d'essai désignée.
ASTM A53 -Tuyaux en acier au carbone à usage général-
ASTM A53 couvre les tuyaux en acier au carbone soudés et sans soudure pour les applications générales de mécanique et de pression. Il est disponible en trois types : type F (soudé bout à bout au four, soudure continue), type E (soudé par résistance électrique, ERW) et type S (sans soudure). Le grade A a un rendement minimum de 205 MPa et le grade B a un rendement minimum de 240 MPa. L'A53 convient aux conduites de vapeur, d'eau, de gaz et d'air à des températures modérées, mais n'est pas explicitement répertorié pour un service à haute -température dans la section II de l'ASME. Voir notreComparaison A106 vs A53 vs API 5Lpour des différences détaillées.
API 5CT - Qualités de tuyaux de puits de pétrole
L'API 5CT régit les tubages et les tubes utilisés dans les puits de pétrole et de gaz. Les nuances vont de H40 (résistance la plus faible) à J55, K55, N80, L80, C95, T95 et P110 (résistance la plus élevée). La désignation de la nuance indique la limite d'élasticité minimale en ksi : H40=40 ksi (275 MPa), N80=80 ksi (551 MPa), P110=110 ksi (758 MPa). L80 et C95 sont des qualités à rendement restreint-conçues pour un service acide (résistance au H2S), avec des limites de dureté de 23 HRC maximum et un traitement thermique spécifié (trempe et revenu).
Catégories de tuyaux en acier au carbone selon EN et JIS
Les normes européennes EN 10216 (sans soudure) et EN 10217 (soudé) utilisent des désignations telles que P235GH, P265GH et P355GH. Le suffixe "GH" indique des propriétés de température - élevées. Le nombre indique la limite d'élasticité minimale à température ambiante en MPa : P265GH=265 MPa min rendement. La norme japonaise JIS G3454 (service sous pression) utilise STPG370 et STPG410 (résistance à la traction 370 et 410 MPa). JIS G3456 (haute-température) utilise STS370, STS410 et STS480. La norme chinoise GB/T 8163 (transport de fluides) utilise des nuances d'acier 10, 20 et Q345, tandis que GB/T 5310 (chaudière haute -pression) utilise 20G, 15CrMoG et 12Cr1MoVG.
Comment choisir la bonne note
La sélection des notes dépend de plusieurs facteurs. La température de fonctionnement détermine si un acier au carbone standard (A106, A53), un acier à basse température - (A333) ou un acier allié (A335) est nécessaire. La pression de fonctionnement détermine le niveau de résistance requis : résistances inférieures (Gr.B, X52) pour les pressions modérées, résistances supérieures (X65, X70) pour les pressions élevées. La corrosivité moyenne détermine si des qualités standard ou des qualités de service acide - (avec résistance au H2S) sont requises. Les considérations de soudabilité favorisent les qualités équivalentes en carbone (CE) à faible teneur en carbone, en particulier pour le soudage sur site dans des conditions difficiles.
Notre capacité d'approvisionnement
ManufacturerPipe fournit la gamme complète de qualités de tuyaux en acier au carbone, de A106 Gr.B à API 5L X80 et A333 Gr.6. Nos tuyaux sans soudure couvrent de 1/2" à 36", et nos tuyaux soudés (ERW, LSAW, SSAW) couvrent de 1/2" à 80". Tous les tuyaux sont fournis avec un MTC traçable aux numéros de chaleur, et nous proposons des services d'inspection tiers pour l'assurance qualité. Notre équipe d'ingénieurs peut vous fournir des conseils de sélection de qualité en fonction de vos conditions de fonctionnement spécifiques.
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