Во-первых, основные характеристикиСтальная труба ASME SA-106 Gr.B
1. Стандарты и области применения стальных труб ASME SA-106 Gr.B
Бесшовные стальные трубы ASME SA-106 Gr.B производятся в соответствии со стандартом Американского общества инженеров-механиков (ASME) SA-106/SA-106M и относятся к классу B. Они в основном используются в трубопроводных системах, работающих в условиях высоких температур и давления, например, в нефтегазовой, химической и энергетической отраслях промышленности.
2. Химический состав стальной трубы ASME SA-106Gr.B
Содержание углерода: ≤0,30% (в некоторых областях применения контролируется до 0,18%-0,25%), что обеспечивает баланс между свариваемостью и ударной вязкостью.
Марганец: 0,29%-1,06% (обычно 0,60%-0,90%), упрочняет ферритную матрицу и повышает прочность и ударостойкость. Фосфор/сера: ≤0,035%, строго ограничено для предотвращения образования включений и обеспечения чистоты материала.
Кремний: 0,10%-0,50%, раскисляет и повышает прочность стали.
Легирующие элементы: Для повышения коррозионной стойкости и прочности при высоких температурах могут быть добавлены следовые количества хрома, молибдена и других элементов.
3. Механические свойства стальной трубы ASME SA-106 Gr.B
Предел прочности на растяжение: ≥415 МПа (в некоторых областях применения требуется ≥485 МПа), способен выдерживать растягивающие усилия жидкостей под высоким давлением.
Предел текучести: ≥240 МПа, что обеспечивает лишь умеренную пластическую деформацию под давлением.
Удлинение: ≥22% (≥30% в некоторых областях применения), что придает материалу превосходную прочность и смягчает ударную нагрузку.
Низкотемпературная ударная вязкость: подтверждено испытаниями на ударную прочность, подходит для использования в экстремальных условиях при температурах от -29°C до 565°C.
Во-вторых, требования стандарта NACE MR0175.
1. Общая информация о стандарте: NACE MR0175 — это стандарт, разработанный Национальной ассоциацией инженеров по коррозии (NACE). Его полное название — «Металлические материалы, устойчивые к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением, для нефтепромыслового оборудования». В 2003 году стандарт был пересмотрен и переименован в NACE MR0175/ISO 15156, «Нефтегазовая промышленность — материалы для использования в средах, содержащих H₂S, при добыче нефти и газа».
2. Предельные значения химического состава:
- Содержание серы: для бесшовных изделий содержание серы не должно превышать 0,01%; для прокатных изделий (стальных листов) содержание серы не должно превышать 0,003%; для кованых изделий содержание серы должно быть менее 0,025%. Снижение содержания серы в стали может повысить устойчивость к сульфидной коррозии под напряжением.
- Содержание фосфора: Как правило, содержание фосфора должно быть ≤ 0,020%. Избыточное содержание фосфора может снизить ударную вязкость и коррозионную стойкость стали. – Содержание углерода: Как правило, требуется содержание углерода ≤ 0,10%. Чрезмерно высокое содержание углерода повышает твердость стали и снижает ее ударную вязкость, делая ее менее устойчивой к коррозионному растрескиванию под действием сульфидов.
- Содержание никеля: Содержание никеля в углеродистой и низколегированной стали составляет менее 1%. Чрезмерно высокое содержание никеля может повысить восприимчивость стали к коррозионному растрескиванию под действием сульфидов.
3. Механические свойства и твердость.
- Твердость: твердость углеродистой и низколегированной стали не должна превышать 22 HRC (твердость по Роквеллу). Твердость поковок, изготовленных по стандарту ASTM A105, не должна превышать 187 HBW (твердость по Бринеллю); для WPB и WPC по стандарту ASTM A234 твердость не должна превышать 197 HBW (твердость по Бринеллю). Максимальная твердость зоны сварки не должна превышать 250 HV (твердость по Виккерсу) или 22 HRC (твердость по Роквеллу).
- Прочность: Предел прочности на растяжение и предел текучести должны соответствовать показателям обычных стальных труб согласно соответствующим стандартам и отвечать требованиям к механическим свойствам в условиях реальной эксплуатации.
4. Термическая обработка и производственный процесс.
В качестве основного материала следует использовать сталь, не подлежащую механической обработке, и она должна быть подвергнута одной из следующих термических обработок: горячая прокатка (только углеродистая сталь), отжиг, нормализация, нормализация и отпуск, аустенитизация, закалка и отпуск. Углеродистая и низколегированная сталь должны подвергаться термической обработке для снятия напряжений (не менее 595 °C) после прокатки, холодной ковки или других производственных процессов, приводящих к необратимой деформации наружных волокон, превышающей 5%. Однако холоднодеформированные фитинги из стали марок ASTM A53 B, ASTM A106 B, API 5L X42 или эквивалентных марок не требуют термической обработки, если деформация при холодной обработке не превышает 15%, а твердость не превышает 197 HBW.
В-третьих, интеграция стальных труб ASME SA-106Gr.B со стандартом NACE MR0175.
1. Корректировка химического состава: Для соответствия стандарту NACE MR0175, стальные трубы ASME SA-106Gr.B должны дополнительно снизить содержание серы и фосфора, а также контролировать содержание таких элементов, как углерод и никель, для повышения устойчивости к коррозионному растрескиванию под воздействием сульфидов.
2. Проверка механических свойств: Механические свойства стальной трубы, такие как предел прочности на растяжение, предел текучести, относительное удлинение и ударная вязкость при низких температурах, проверяются с помощью испытаний на растяжение и ударную вязкость для обеспечения стабильности в средах, содержащих H₂S.
3. Контроль твердости: Твердость стальной трубы строго контролируется, чтобы гарантировать, что она не превышает 22 HRC (твердость по Роквеллу), во избежание риска коррозионного растрескивания под действием сульфидов.
4. Термическая обработка и оптимизация производственного процесса: В соответствии с требованиями стандарта NACE MR0175, стальная труба подвергается соответствующей термической обработке (например, отжигу, нормализации и отпуску) для устранения внутренних напряжений, регулирования твердости и улучшения микроструктуры. Одновременно оптимизируется производственный процесс для предотвращения чрезмерной деформации в процессе обработки и снижения концентрации напряжений.
Дата публикации: 23 сентября 2025 г.