ASTM A312 — это очень важный свод правил, разработанный группой ASTM International. Правила ASTM A312 точно указывают заводам, как производить определённые виды металлических труб и трубок, устойчивых к ржавчине и химическим веществам. Трубы, соответствующие стандарту A312, обычно изготавливаются из специальных марок нержавеющей стали (например, распространённых марок 304, 304L, 316 или 316L), содержащих такие металлы, как хром и никель. Эти стальные сплавы обеспечивают трубам длительный срок службы, особенно при транспортировке таких веществ, как кислоты, сильные химикаты, соленая вода или очень горячие жидкости и газы под давлением.

ASTM A312 распространяется на трубы, изготавливаемые двумя основными способами: бесшовные и сварные. A312 даёт заводам чёткие инструкции о том, какой именно сплав металла они должны использовать, насколько прочной должна быть готовая труба, насколько сильно она может сгибаться без разрушения, насколько гладкой должна быть поверхность, а также какого размера и толщины могут быть трубы. Заводы также обязаны испытывать производимые ими трубы, чтобы подтвердить соблюдение всех этих правил.

Трубы ASTM A312 используются на химических заводах, нефтеперерабатывающих заводах, предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности, электростанциях и объектах вблизи океана, где борьба с ржавчиной и протечками критически важна для безопасности и бесперебойной работы оборудования.

Упрощённое объяснение:

• ASTM International: Стандарт, устанавливающий правила.
• Что он охватывает: Стандарты на производство специальных труб изнержавеющей стали.
• Основные свойства: Устойчивость к ржавчине и химической коррозии.
• Материалы: Марки стали, такие как 304 и 316, с добавлением хрома и никеля.
• Типы: Бесшовные и сварные трубы.
• Что регламентируют правила: Состав металла, прочность, изгибаемость, размер, толщина и качество поверхности.
• Испытания: Заводы обязаны испытывать трубы, чтобы подтвердить их соответствие правилам.
• Область применения: Химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, пищевые/медицинские предприятия, электростанции и морские акватории.

В данной статье в основном кратко излагаются значение, характеристики, стандарты производства труб и методы испытаний стандарта ASTM A312.

Свойства ASTM A312

Трубы ASTM A312 — это трубы общего назначения из нержавеющей стали, используемые в различных отраслях промышленности. Диаметр труб варьируется от 1/2 дюйма до 48 дюймов, а толщина — от SCH 5 до SCH XXS. Распространенные марки стали: TP304/304L, TP316/316L/316Ti, TP317/317L, TP321 и TP347.

Химический состав ASTM A312

Механические Свойства ASTM A312

Типы Производства Труб ASTM A312

Бесшовные Трубы (SMLS):

Бесшовные трубы ASTM A312 имеют однородную структуру по всей окружности. Эти бесшовные трубы обладают превосходной прочностью и способностью выдерживать давление, что особенно важно в условиях очень высокого давления, экстремальных температур или коррозионных сред, где любое слабое место может выйти из строя. Производство бесшовных труб, как правило, сложнее и дороже, чем сварных. Готовые бесшовные трубы проходят строгие испытания (такие как гидростатические испытания под давлением и неразрушающий контроль согласно ASTM A999), чтобы гарантировать их соответствие всем требованиям A312 к материалу, размерам, прочности и герметичности.

Варные Трубы:

варные трубы ASTM A312 обеспечивают превосходное постоянство размеров и, как правило, более экономичны в производстве, чем бесшовные трубы, особенно при больших диаметрах и тонких стенках. Они широко используются во многих ответственных областях применения, охватываемых ASTM A312. Каждая варные труба проходит обязательный неразрушающий контроль (например, радиографический или ультразвуковой контроль) всего сварного шва, а также гидростатические испытания и другие проверки согласно ASTM A999, чтобы гарантировать целостность сварного шва и общее качество.

Методы Испытаний ASTM A312

1. Химический анализ:

Этот тест проверяет точный состав нержавеющей стали, используемой для изготовления трубы. Небольшой образец материала трубы отправляется в лабораторию. Исследователи используют специальные приборы для точного измерения содержания важных элементов, таких как хром (Cr), никель (Ni), молибден (Mo), углерод (C) и других. Для каждой марки нержавеющей стали (например, 304, 316 и т. д.) существуют строгие правила относительно содержания каждого элемента. Этот тест позволяет убедиться, что металл соответствует этим требованиям. Правильный подбор химического состава крайне важен, поскольку он напрямую влияет на устойчивость трубы к ржавчине (коррозии), способность выдерживать высокие температуры, а также на необходимую прочность и гибкость.

2. Испытание на прочность на разрыв:

Этот тест измеряет прочность материала трубы и его способность растягиваться до разрыва. Образец в форме небольшого бруска отрезается от стенки трубы. Этот образец помещается в мощную машину, которая медленно разрывает его с возрастающей силой. Машина регистрирует два основных параметра: максимальное усилие, которое материал может выдержать до разрыва (предел прочности на разрыв), и усилие, необходимое для достижения им остаточного растяжения (предел текучести). Она также измеряет, насколько образец растягивается во время испытания (относительное удлинение). Это испытание подтверждает, что труба обладает необходимой прочностью для безопасного выдерживания давления и усилий, с которыми она столкнется в процессе эксплуатации.

3. Испытание на сплющивание (для сварных труб):

Это испытание проверяет качество сварного шва сварных труб и пластичность (способность изгибаться без образования трещин) материала трубы в области шва. Отрезается короткое кольцо трубы. Это кольцо помещается между двумя плоскими плитами в пресс. Пресс медленно сплющивает кольцо. Испытание прекращается, когда расстояние между плитами достигает определенного значения, рассчитанного на основе толщины стенки трубы. После сплющивания инспекторы внимательно осматривают зону сварного шва и прилегающий к ней основной металл. Они выявляют наличие трещин, сколов или признаков разрушения сварного шва. Хорошее испытание на сплющивание показывает, что сварной шов надежен, а материал трубы достаточно прочен для формовки и эксплуатационных нагрузок.

4. Гидростатическое испытание:

Это важнейшее испытание безопасности, которое проверяет способность трубы выдерживать давление и наличие утечек. Готовая труба полностью заполняется водой по всей длине. Весь воздух удаляется. Затем труба герметизируется, и давление воды внутри неё увеличивается до очень высокого уровня — значительно выше нормального рабочего давления трубы. Это высокое давление поддерживается не менее 5 секунд. Инспекторы внимательно следят за трубой и манометром во время испытания. Труба должна выдерживать это высокое давление без разрывов, протечек воды или появления остаточной деформации. Это испытание гарантирует конструктивную прочность и герметичность трубы для предполагаемой эксплуатации под давлением.

5. Неразрушающий контроль (НК) сварного шва (для сварных труб):

Это специальные методы контроля, которые проверяют качество сварного шва без повреждения или разрезания трубы. Используются два распространённых метода:

Радиографический контроль (РК): рентгеновские или гамма-лучи пропускаются через сварной шов. Лучи создают изображение (подобное медицинскому рентгеновскому снимку) на плёнке или цифровом детекторе. Это изображение показывает внутреннюю часть сварного шва, выявляя скрытые дефекты, такие как трещины, отверстия (пористость) или непровары, которые не видны снаружи.

Ультразвуковой контроль (УЗК): высокочастотные звуковые волны посылаются в сварной шов с помощью ручного зонда. Звуковые волны отражаются (эхо), встречаясь с дефектом внутри шва. Аппарат анализирует эти эхосигналы, чтобы определить точное местоположение и размер любых скрытых дефектов. Эти методы неразрушающего контроля гарантируют отсутствие в сварном шве опасных внутренних дефектов.

6. Испытание на твёрдость:

Это испытание измеряет твёрдость поверхности материала трубы. Небольшой наконечник специальной формы (например, алмазный или стальной шарик) плотно вдавливается в поверхность трубы на короткое время с помощью специального прибора. Прибор измеряет размер вмятины, оставленной наконечником, или усилие, необходимое для её образования. Результат измерения преобразуется в показатель твёрдости (например, по Роквеллу или Бринеллю). Твёрдость важна, поскольку она связана с прочностью и вязкостью материала. Испытание позволяет убедиться, что труба не слишком твёрдая (что может сделать её хрупкой) или слишком мягкая (что может сделать её непрочной), особенно после термообработки.

7. Визуальный и размерный контроль:

Каждая труба ASTM A312 тщательно осматривается квалифицированными инспекторами. Они проверяют внешнюю и внутреннюю поверхности на наличие таких проблем, как глубокие царапины, вмятины, трещины, раковины или шероховатости. Они также используют точные инструменты, такие как штангенциркули, микрометры и рулетки, для проверки множества параметров: наружного диаметра (OD), толщины стенки в нескольких точках, длины и прямолинейности. Торцы труб проверяются на ровность. Эта проверка гарантирует, что труба выглядит хорошо, соответствует точным размерам и не имеет видимых дефектов, которые могут вызвать проблемы при монтаже или эксплуатации.