Kuinka valita korkean lämpötilan putkimateriaaleja? Vertailu kemiallisista koostumuksista, mekaanisista ominaisuuksista ja soveltuvuudesta ASTM A106 Gr.B:n ja API 5L Gr.B:n välillä

Teollisuudenaloilla, kuten kemia-alalla, sähkövoimassa, uunissa ja painevesilaitteissa korkean lämpötilan putkimateriaalien valinta vaikuttaa suoraan laitteiden turvallisuuteen, luotettavuuteen ja käyttöelimeen. ASTM A106 Gr.B ja API 5L Gr.B ovat kaksi laajalti käytettyä hiilikivennäisputken standardia, mutta niiden käyttötarkoituksista ja suorituskyvystä on merkittäviä eroja. Tämä artikkeli vertaa ja analysoi kemiallista koostumusta, mekaanisia ominaisuuksia, soveltuvaa lämpötilavalmiutta, pääkäyttöjä jne., jotta apua tarjotaan insinööreille ja ostajille tehdäkseen rationaalempia materiaalivalintapäätöksiä.

1. Standardien yleiskatsaus ja pääkäyttötarkoitukset
Standardi ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B
Käyttöalue Korkean lämpötilan ja korkean paineen putket (uunot, termolisäjärjestelmät, petrokemialliset prosessit) Öljyn ja luonnonkaasun kuljetus (pitkän matkan putket, keräämisputket)
Valmistusprosessi Liimattomat teräsputket (Liimatonta) Liimattomat teräsputket (Liimatonta) tai liimattomat teräsputket (Liimattu)
Tyyppiset käyttötarkoituksien Putket höyrykuljetukseen, korkean lämpötilan prosessiputket Öljyn ja kaasun kuljetus, matalan paineen virtesien kuljetus
Avaineroimet:

ASTM A106 Gr.B on suunniteltu korkean lämpötilan ja korkean paineen olosuhteille ja sopii höyryn, ylihöydetyn veden ja korkean lämpötilan öljyn kuljetukseen.

API 5L Gr.B keskittyy enemmän öljyn ja kaasun kuljetukseen, keskittyen lisää liimakelpoisuuteen ja matalan lämpötilan kestävyyteen kuin pitkään korkean lämpötilan vakauskykyyn.

2. Kemiallinen koostumusvertailu (%)

Elementti ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Vaikutusanalyysi

C (hiili) ≤0.30 ≤0.28 A106:llä on hieman korkeampi hiilipitoisuus, mikä parantaa korkean lämpötilan vahvuutta mutta heikentää liimakelpoisuutta

Mn (manganeesi) 0.29-1.06 0.90-1.20 API 5L sisältää enemmän Mn:tä, mikä parantaa vaikutuskestävyyttä alhaisilla lämpötiloilla

P (fosfori) ≤0.035 ≤0.025 API 5L sisältää vähemmän P:tä, mikä vähentää kylmän hiekkaantumisen riskiä

S (sulo) ≤0.035 ≤0.015 API 5L sisältää vähemmän S:tä, mikä parantaa laskeutumisen laatua

Si (silikki) ≥0.10 ≥0.10 Samanlainen, parantaa lämpökestävyyttä

Yhteenveto:

API 5L Gr.B asettaa tiukemmat rajoitukset P ja S sisällölle, mikä tekee sen sopivaksi laskeutukselle ja alhaislämpöympäristöille.

ASTM A106 Gr.B sallii hieman enemmän C:tä ja Mn:tä korostaakseen korkealämpövoiman, mutta huomioon tulisi ottaa etualustus laskeutuksen aikana.

3. Mekaanisten ominaisuuksien vertailu
Ominaisuus ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Erot
Vetois Voima (MPa) ≥415 ≥414 Largelt samat
Rajavoima (MPa) ≥240 ≥241 Largelt samat
Pituusmuutos (%) ≥30 ≥30 Sama
Vaikuttavuustesti Yleensä ei vaadita Saattaa olla vaadittu (esim. alatiepeiteympäristö) API 5L kiinnittää enemmän huomiota alatiepeitekestävyyteen
Korkean lämpötilan suorituskykyvertailu:

ASTM A106 Gr.B säilyttää hyvän vahvuuden pitkällä käyttöajalla alle 425°C, sopii kattiloille ja lämmitysputkille.

API 5L Gr.B ei tunnusta selvää korkean lämpötilan suorituskykyä, ja pitkään korkean lämpötilan käyttö saattaa johtaa vahvuuden laskemiseen.

4. Käytettävä lämpötilojakso
Materiaali Suositeltu lämpötilajakso Rajoitukset
ASTM A106 Gr.B -29°C–425°C Alle 425°C tulisi harkita vahvistettua teräsvoimakasta
API 5L Gr.B -20°C–200°C Vahvuus laskee nopeasti korkeilla lämpötiloilla
Tärkeimmät seikat:
ASTM A106 Gr.B on ensimmäinen valinta korkean lämpötilan putkille, kuten höyryjärjestelmiin ja kuuman öljyn putkille.
API 5L Gr.B sopii tavalliseen tai alhaiseen lämpötilaan perustuvaan öljyn ja kaasun kuljetukseen, ja korkeampia lämpötiloja (>200°C) tulee arvioida huolellisesti.

5. Materianaluseurannointi suosituksia
Valitsemaasi ASTM A106 Gr.B käytettäessä
✅ Korkeat lämpötilat (>200°C, esim. uunien ja lämmitysvaihtojen yhteydessä)
✅ Korkean paineen höyry- tai kuumaöljyputket
✅ Vaaditaan pitkäjänteistä korkean lämpötilan vakautta

Valitsemaasi API 5L Gr.B käytettäessä
✅ Öljyn ja luonnonkaasun putkistoja varten
✅ Alhaisessa ympäristölämpötilassa (vaaditaan vaikutustestejä)
✅ Projektien kanssa, joissa on korkeat liimauksen vaatimukset

6. Johtopäätös
Korkean lämpötilan ja korkean paineen putket (kuten voimaloissa, petrokemiallisissa tehtaissa) → ASTM A106 Gr.B (parempi korkealämpötilan suorituskyky)

Oli ja kaasuputket (kuten pitkän matkan putkisto, keräämisyhteydet) → API 5L Gr.B (parempi lasauskyky ja alhaisen lämpötilan raekyky)

Jos hanke sisältää samanaikaisesti korkean lämpötilan ja lasausvaatimukset, vaaditaan kokonaisarviointi, ja tarvittaessa käytetään esilämpöinnin tai lasauksen jälkeisen lämpökuormituksen menetelmiä turvallisuuden varmistamiseksi.