Hoe kiest men materiaal voor hoge-temperatuurbuizen? Vergelijking van chemische samenstelling, mechanische eigenschappen en toepasbaarheid tussen ASTM A106 Gr.B en API 5L Gr.B

In industrieën zoals petrochemie, elektriciteitsproductie, ketels en drukvaten beïnvloedt de keuze van materiaal voor hoge-temperatuurbuizen rechtstreeks de veiligheid, betrouwbaarheid en dienstleven van apparatuur. ASTM A106 Gr.B en API 5L Gr.B zijn twee veelgebruikte koolstofstaal naadloze buisnormen, maar hun toepassingsgebieden en prestatiekenmerken verschillen aanzienlijk. Dit artikel zal de chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, toepasbare temperatuurbereik, hoofdgebruiken, etc. vergelijken en analyseren om ingenieurs en kopers te helpen bij het nemen van redelijker materiaalkeuzedecissies.

1. Overzicht van standaard en belangrijkste toepassingen
Standaard ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B
Toepassingsgebied Hogedruk- en hoge-temperatuurleidingen (ketels, thermische systemen, petrochemie) Transport van olie en aardgas (langafstandpijpleidingen, verzamelende pijpleidingen)
Productieproces Naadloze stalen buis (Naadloos) Naadloze stalen buis (Naadloos) of gelaste stalen buis (Gelast)
Typische toepassingen Stoomleidingen, hoge-temperatuurprocessenleidingen Transport van olie en gas, laagdrukfluidetransport
Belangrijkste verschillen:

ASTM A106 Gr.B is ontworpen voor hoge temperatuur en drukcondities en geschikt voor stoom-, oververhit warm water en transport van hoogtemperatuurolie.

API 5L Gr.B is voornamelijk bestemd voor de transport van olie en gas, met meer focus op loddernprestaties en koude-toughheid dan op lange-termijn hoge-temperatuurstabiliteit.

2. Chemische samenstelling vergelijking (%)

Element ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Impact analyse

C (koolstof) ≤0.30 ≤0.28 A106 heeft een iets hogere koolstofinhoud, wat de hoge-temperatuursterkte verbetert maar de loddervaardigheid vermindert

Mn (mangaan) 0.29-1.06 0.90-1.20 API 5L heeft een hogere Mn-inhoud, wat de pezochtouwerstand bij lage temperaturen verbetert

P (fosfor) ≤0.035 ≤0.025 API 5L heeft een lagere P-inhoud, wat het risico van koude broosheid vermindert

S (zwavel) ≤0.035 ≤0.015 API 5L heeft een lagere S-inhoud, wat de kwaliteit van lassen verbetert

Si (silicium) ≥0.10 ≥0.10 Gelijkaardig, verbetert hittebestendigheid

Conclusie:

API 5L Gr.B heeft strengere beperkingen voor de inhoud van P en S, wat geschikt is voorlassen en laagtemperatuuromgevingen.

ASTM A106 Gr.B staat iets hogere C en Mn toe om de sterkte bij hoge temperaturen te verbeteren, maar er dient aandacht besteed te worden aan voorschakelen tijdens het lassen.

3. Vergelijking van mechanische eigenschappen
Prestatie ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Verschillen
Trekbare kracht (MPa) ≥415 ≥414 Grotendeels equivalent
Vermogenssterkte (MPa) ≥240 ≥241 Grotendeels equivalent
Uitrekking (%) ≥30 ≥30 Dezelfde
Impacttest Gewoonlijk niet vereist Kan vereist zijn (bijvoorbeeld in een lage temperatuur omgeving) API 5L let meer op lage temperatuur taaiheid
Vergelijking van hoge temperatuur prestaties:

ASTM A106 Gr.B blijft goede sterkte behouden voor langdurig gebruik onder 425°C, geschikt voor ketels en thermische leidingen.

API 5L Gr.B heeft geen duidelijke eisen voor hoge temperatuurprestaties, en langdurig hoogtemperatuurgebruik kan leiden tot een afname van de sterkte.

4. Toepasbaar temperatuurbereik
Materiaal Aanbevolen temperatuurbereik Beperkingen
ASTM A106 Gr.B -29°C tot 425°C Boven 425°C moet overwogen worden om legerraad te gebruiken
API 5L Gr.B -20°C tot 200°C Sterkte neemt snel af bij hoge temperaturen
Belangrijke punten:
ASTM A106 Gr.B is de eerste keuze voor hoge-temperatuurleidingen, zoals stoomsystemen en hete olieleidingen.
API 5L Gr.B is geschikt voor normale of lage-temperatuur olie- en gastransport, en hoge-temperatuuromstandigheden moeten zorgvuldig worden geëvalueerd.

5. Materiaalkeuze aanbevelingen
Bij het kiezen van ASTM A106 Gr.B
✅ Hoge temperatuurcondities (>200°C, zoals ketels, warmtewisselaars)
✅ Hoogdruk stoom- of hete oliepijpleidingen
✅ Langdurige hoge-temperatuurstabiliteit vereist

Bij het kiezen van API 5L Gr.B
✅ Olie- en aardgaspijpleidingen
✅ Lage-temperatuuromgeving (impacttest vereist)
✅ Projecten met hoge lasvereisten

6. Conclusie
Hoge-temperatuur en hoge-druk leidingen (zoals elektriciteitscentrales, petrochemische fabrieken) → ASTM A106 Gr.B (betere hoogtemperatuurrendementen)

Olie- en gasleidingen (zoals lange afstand leidingen, verzamel- en transport systemen) → API 5L Gr.B (betere scheweldbaarheid en lage temperatuur taaiheid)

Als het project zowel hoge temperaturen als schewel vereisten omvat, is een integrale beoordeling vereist, en wordt bij voorbaat verwarmen of na-schewel hittebehandeling gebruikt indien nodig om veiligheid te waarborgen.