Bagaimana memilih bahan pipa suhu tinggi? Perbandingan komposisi kimia, sifat mekanis, dan keteraplikasian antara ASTM A106 Gr.B dan API 5L Gr.B

Di industri seperti petrokimia, listrik, boiler, dan wadah bertekanan, pilihan material pipa suhu tinggi secara langsung memengaruhi keselamatan, keandalan, dan umur panjang peralatan. ASTM A106 Gr.B dan API 5L Gr.B adalah dua standar pipa seamless baja karbon yang banyak digunakan, tetapi skenario aplikasi dan karakteristik performanya sangat berbeda. Artikel ini akan membandingkan dan menganalisis komposisi kimia, sifat mekanis, rentang suhu yang sesuai, penggunaan utama, dll., untuk membantu insinyur dan pembeli membuat keputusan pemilihan material yang lebih rasional.

1. Gambaran Umum Standar dan Aplikasi Utama
Standar ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B
Lingkup penerapan Pipa bertemperatur tinggi dan bertekanan tinggi (ketel uap, sistem termal, petrokimia) Transportasi minyak dan gas alam (pipa jarak jauh, pipa pengumpul)
Proses manufaktur Pipa baja tanpa sambungan (Seamless) Pipa baja tanpa sambungan (Seamless) atau pipa baja lasan (Welded)
Aplikasi khas Pipa uap, pipa proses bertemperatur tinggi Transportasi minyak dan gas, transportasi fluida bertekanan rendah
Perbedaan Utama:

ASTM A106 Gr.B dirancang untuk kondisi bertemperatur tinggi dan bertekanan tinggi serta cocok untuk transportasi uap, air panas superheated, dan minyak bertemperatur tinggi.

API 5L Gr.B terutama digunakan untuk transportasi minyak dan gas, lebih menekankan pada performa lasan dan kekuatan suhu rendah dibandingkan dengan stabilitas jangka panjang pada temperatur tinggi.

2. Perbandingan komposisi kimia (%)

Unsur ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Analisis dampak

C (karbon) ≤0.30 ≤0.28 A106 memiliki kandungan karbon yang sedikit lebih tinggi, yang meningkatkan kekuatan suhu tinggi tetapi mengurangi lasan

Mn (mangan) 0.29-1.06 0.90-1.20 API 5L memiliki kandungan Mn yang lebih tinggi, yang meningkatkan ketangguhan dampak pada suhu rendah

P (fosfor) ≤0.035 ≤0.025 API 5L memiliki kandungan P yang lebih rendah, yang mengurangi risiko kerapuhan dingin

S (sulfur) ≤0.035 ≤0.015 API 5L memiliki kandungan S yang lebih rendah, yang meningkatkan kualitas pengelasan

Si (silikon) ≥0.10 ≥0.10 Serupa, meningkatkan ketahanan terhadap panas

Kesimpulan:

API 5L Gr.B memiliki batasan yang lebih ketat terhadap kandungan P dan S, yang cocok untuk pengelasan dan lingkungan suhu rendah.

ASTM A106 Gr.B memungkinkan kandungan C dan Mn sedikit lebih tinggi untuk meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi, tetapi perhatian harus diberikan pada pemanasan awal selama pengelasan.

3. Perbandingan sifat mekanis
Kinerja ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Perbedaan
Kekuatan tarik (MPa) ≥415 ≥414 Secara umum setara
Kekuatan lentur (MPa) ≥240 ≥241 Secara umum setara
Pengembangan (%) ≥30 ≥30 Sama
Uji dampak Biasanya tidak diperlukan Mungkin diperlukan (seperti lingkungan suhu rendah) API 5L lebih memperhatikan kekerasan pada suhu rendah
Perbandingan kinerja suhu tinggi:

ASTM A106 Gr.B mempertahankan kekuatan yang baik untuk penggunaan jangka panjang di bawah 425°C, cocok untuk boiler dan pipa panas.

API 5L Gr.B tidak memiliki persyaratan kinerja suhu tinggi yang jelas, dan penggunaan jangka panjang pada suhu tinggi dapat menyebabkan penurunan kekuatan.

4. Rentang suhu yang sesuai
Bahan Rentang suhu yang direkomendasikan Batasan
ASTM A106 Gr.B -29°C hingga 425°C Baja paduan harus dipertimbangkan di atas 425°C
API 5L Gr.B -20°C hingga 200°C Kekuatan menurun dengan cepat pada suhu tinggi
Poin Penting:
ASTM A106 Gr.B adalah pilihan utama untuk pipa suhu tinggi, seperti sistem uap dan pipa minyak panas.
API 5L Gr.B cocok untuk pengangkutan minyak dan gas pada suhu normal atau rendah, dan kondisi suhu tinggi perlu dievaluasi dengan hati-hati.

Rekomendasi pemilihan bahan
Ketika memilih ASTM A106 Gr.B
✅ Kondisi suhu tinggi (>200°C, seperti boiler, heat exchanger)
✅ Pipa uap bertekanan tinggi atau pipa minyak panas
✅ Stabilitas jangka panjang pada suhu tinggi diperlukan

Ketika memilih API 5L Gr.B
✅ Pipa minyak dan gas alam
✅ Lingkungan suhu rendah (diperlukan uji dampak)
✅ Proyek dengan persyaratan pengelasan tinggi

6. Kesimpulan
Pipa bertemperatur dan tekanan tinggi (seperti pembangkit listrik, pabrik petrokimia) → ASTM A106 Gr.B (kinerja temperatur tinggi yang lebih baik)

Pipa minyak dan gas (seperti pipa jarak jauh, sistem pengumpulan dan transportasi) → API 5L Gr.B (kemampuan las dan ketangguhan suhu rendah yang lebih baik)

Jika proyek melibatkan suhu tinggi + persyaratan las secara bersamaan, diperlukan evaluasi komprehensif, dan jika perlu dilakukan pemanasan pra-las atau pengolahan panas pasca-las untuk memastikan keselamatan.