Ako vybrať materiály na vysokoteplotné potrubia? Porovnanie chemického složenia, mechanických vlastností a použiteľnosti medzi ASTM A106 Gr.B a API 5L Gr.B

V priemyselných odvetviach ako je petrochémia, elektrárne, kotláreň a nádoby pod tlakom má výber materiálov pre vysokoteplotné potrubia priamy vplyv na bezpečnosť, spoľahlivosť a životnosť zariadení. ASTM A106 Gr.B a API 5L Gr.B sú dve široko používané normy hliníkových oceľových potrubí bez spájky, avšak ich aplikácie a výkonnostné charakteristiky sa významne líšia. Tento článok porovná a analyzuje chemické složenie, mechanické vlastnosti, rozsah použiteľnej teploty, hlavné použitie atď., aby pomohol inžinierom a nakupujúcim prijmieť viacero rozumnejších rozhodnutí o výbere materiálu.

1. Prehľad normy a hlavné aplikácie
Norma ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B
Rozsah použitia Vysokotemperatúrne a vyskokĺbové potrubia (kotly, tepelné systémy, petrochémia) Preprava ropy a prirodzeného plynu (dlhodistanné potrubia, sbierkové potrubia)
Výrobný proces Nehovinová oceľová rúrka (Nehovinová) Nehovinová oceľová rúrka (Nehovinová) alebo hovinová oceľová rúrka (Hovinová)
Typické aplikácie Parné potrubia, vysokotemperatúrne procesné potrubia Preprava ropy a plynu, preprava nízkokĺbových kapalín
Hlavné rozdiely:

ASTM A106 Gr.B je určené pre vysokotemperatúrne a vyskokĺbové podmienky a je vhodné na prepravu páry, nadtopenej teplej vody a vysokotemperatúrnej ropy.

API 5L Gr.B je hlavne pre prepravu ropy a plynu, s väčším zameraním na kvalitu svařovania a odolnosť pred nízkymi teplotami namiesto dlhodobej vysokoteplotnej stability.

2. Porovnanie chemického složenia (%)

Prvek ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Dopadová analýza

C (uhlík) ≤0.30 ≤0.28 A106 má o niečo vyššiu uhličitost, čo zvyšuje vysokoteplotnú pevnosť, ale zníži možnosť svařovania

Mn (mangan) 0.29-1.06 0.90-1.20 API 5L má vyšší obsah Mn, čo zvyšuje odolnosť v nízkých teplotách

P (fosfor) ≤0.035 ≤0.025 API 5L má nižší obsah P, čo zníži riziko studenej kruchosti

S (sír) ≤0.035 ≤0.015 API 5L má nižší obsah S, čo zlepšuje kvalitu svařovania

Si (kremík) ≥0.10 ≥0.10 Podobné, zvyšuje odolnosť voči teplu

Záver:

API 5L Gr.B má striktnejšie obmedzenia pre obsah P a S, čo je vhodné pre svařovanie a prostredia v nízkych teplotách.

ASTM A106 Gr.B dovoluje niekoľko vyššie C a Mn na zvýšenie pevnosti vysokotemperatúrného materiálu, ale pri svařovaní sa musí venovať pozornosť predohrievaniu.

3. Porovnanie mechanických vlastností
Vlastnosti ASTM A106 Gr.B API 5L Gr.B Rozdiely
Roztiahnutá pevnosť (MPa) ≥415 ≥414 Zásadne ekvivalentné
Práhová pevnosť (MPa) ≥240 ≥241 Zásadne ekvivalentné
Prúdnosť (%) ≥30 ≥30 Rovnaká
Dopadový test Obvykle nie je vyžadovaný Môže byť vyžadovaný (ako v prípade nízkeho teplotného prostredia) API 5L venuje viac pozornosti nízkoteplotnej pevnosti
Porovnanie vysokoteplotného výkonu:

ASTM A106 Gr.B udržiava dobrú silu počas dlhodobého používania pod 425°C, vhodná pre kotly a tepelné potrubia.

API 5L Gr.B nemá jasne stanovené vysokoteplotné požiadavky a dlhodobé vysokoteplné použitie môže spôsobiť zníženie sily.

4. Rozsah použiteľných teplôt
Materiál Odporúčaný rozsah teplôt Obmedzenia
ASTM A106 Gr.B -29°C do 425°C Nad 425°C sa mal zvážiť alejové oceľ
API 5L Gr.B -20°C do 200°C Sila rýchlo klesá pri vysokých teplotách
Hlavné body:
ASTM A106 Gr.B je prvou voľbou pre vysokoteplé potrubia, ako sú parové systémy a horkoolejové potrubia.
API 5L Gr.B je vhodné pre obvyklú alebo nízku teplotnú dopravu ropy a plynu, pri vysokých teplotách je potrebné podmienky pevne zhodnotiť.

5. Odporúčania pre výber materiálu
Keď vyberáte ASTM A106 Gr.B
✅ Vysokoteplomerné podmienky (>200°C, napr. kotly, výmenníky tepla)
✅ Vysokotlaké parové alebo ropné potrubia
✅ Vyžaduje sa dlhodobá stabilita pri vysokých teplach

Keď vyberáte API 5L Gr.B
✅ Potrubia na prepravu ropy a zemného plynu
✅ Nízka teplotná prostredie (vyžaduje sa úrazový test)
✅ Projekty s vysokými požiadavkami na svarovanie

6. Záver
Potrubia na vysokú teplotu a vysoký tlak (ako elektrárne, petrochémické závody) → ASTM A106 Gr.B (leptá výkonnosť pri vysokých teplotách)

Potrubia na ropa a plyn (ako dlhodobé potrubia, systémy sboru a prepravy) → API 5L Gr.B (lepšie spojiteľnosť a odolnosť pri nízkych teplotách)

Ak projekt zahŕňa vysokú teplotu + požiadavky na svarovanie súčasne, je potrebná komplexná hodnotenie, a ak je to nevyhnutné, sa použije predohriatie alebo tepelná úprava po svarovaní na zabezpečenie bezpečnosti.