Tuyau ASTM A53

ASTM A53 -Spécification standard pour les tuyaux en acier au carbone soudés et sans soudure développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM). La norme couvre une variété de tailles et d'épaisseurs de tuyaux et s'applique aux systèmes de tuyauterie utilisés pour transporter des gaz, des liquides et d'autres fluides.

Le tuyau ASTM A53 est destiné aux applications mécaniques et sous pression et est également acceptable pour les utilisations ordinaires dans les conduites de vapeur, d'eau, de gaz et d'air.

Tailles :

½" – 12" certaines limitations dépendent de la qualité. Les tailles jusqu'à 26" OD sont disponibles sur une base limitée.

Spécification standard pour les tuyaux en acier, noirs et-trempés à chaud,-revêtus de zinc, soudés et sans soudure. Cette spécification couvre les tuyaux en acier galvanisés à chaud et noirs sans soudure et soudés-.

Types de tuyaux ASTM A53 :

Les types et qualités suivants de tuyaux A53 sont couverts par cette spécification :

Tuyau de type F – Four-bout à bout-soudé en continu, grade A

Tuyau de type E -Résistance électrique-soudée-, grades A et B, appelé tuyau A53 ERW

Tuyau de type S - sans soudure, grades A et B, appelé tuyau sans soudure A53

Exigences de la norme de galvanisation ASTM A53 :

Spécification standard ASTM A53, y compris les exigences en matière de galvanisation à chaud (recouvert de zinc) pour les tuyaux ASTM A53 de qualité B.
De plus, il existe une galvanisation interne et externe des tuyaux. Par les procédures de trempage à chaud, l’épaisseur du zinc de n’importe quelle qualité doit être conforme à la spécification B6.
Le poids du revêtement de zinc ne doit pas être inférieur à 1,8 oz/ft2, 0,55 kg/m2, et le poids de chaque échantillon ne doit pas être inférieur à 1,6 oz/ft2 0.49 kg/m2, tandis que le poids de la surface extérieure et intérieure de l'échantillon ne doit pas être inférieur à 1,3 oz/ft2 0.40 kg/m2.
 

Applications ASTM A53 :
1 Architecture : canalisation maximale sous plus d'extraction des eaux souterraines lors des tours, des chaudières, du transport d'eau chaude, etc.
2 Usinage, jeux de roulements, machines de traitement et autres accessoires.
3 Classe électrique : distribution de gaz, conduite de fluide hydraulique.
4 centrales éoliennes à tubes anti-statiques.

PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES – EXIGENCES DE TENSION

Différence clé :
Le grade B a une résistance plus élevée (limite d'élasticité supérieure ou égale à 240 MPa) et convient aux systèmes de canalisations à haute pression.
Le grade A a une meilleure plasticité (allongement supérieur ou égal à 35 %) et est plus adapté au pliage à froid, au bobinage et à d'autres procédés de formage.

EXIGENCES CHIMIQUES POUR ASTM A53 :

Comparaison de scénarios d'application typiques :

A53 GR.A : Couramment utilisé dans la construction, dans les domaines du transport de fluides à basse-pression (inférieure ou égale à 5 MPa), tels que les tuyaux de plomberie, les supports de structures de bâtiments et les systèmes à vapeur à basse-pression.
A53 GR.B : Couramment utilisé dans le pétrole, l'industrie chimique, la fabrication de machines, le transport de fluides à moyenne et haute pression (inférieur ou égal à 15 MPa), tels que les oléoducs et les gazoducs, les canalisations auxiliaires de chaudières à haute pression et les pièces structurelles mécaniques.

Différence clé :
Le grade A convient aux systèmes basse pression non-critiques, tels que les canalisations de plomberie et de climatisation des bâtiments.
Le grade B convient aux pipelines industriels à moyenne et haute pression, tels que les industries pétrolières et chimiques.

Comment choisir la bonne note ?

Fluide à basse-pression, exigences de pliage/enroulement à froid → Grade A (économique, bonnes performances de formage)
Fluide à moyenne- et haute-pression, exigences structurelles en matière de charge-de portance → Grade B (résistance supérieure, bonne résistance à la pression)

Le grade B de la norme ASTM A53 est un choix courant pour les pipelines à moyenne- et haute-pression, tandis que le grade A convient aux applications de pliage à basse-pression et à froid-. Choisir la bonne qualité en fonction des conditions de travail spécifiques peut optimiser les coûts et les performances.

Comparaison du tuyau A53 avec d'autres normes :

ASTM A106 : Tuyaux sans soudure à haute-température et haute-pression (inférieure ou égale à 650 degrés), produits uniquement par des méthodes sans soudure, adaptés aux systèmes de pipelines de vapeur/pétrole et de gaz.
API 5L : oléoducs et gazoducs longue-distance, adaptés à des exigences plus strictes en matière de résistance à la pression et de résistance à la corrosion.

Processus de fabrication des tuyaux en acier ASTM A53 :

Le processus de production des tubes en acier ASTM A53 varie en fonction de leur type (tube sans soudure ou tube soudé) et de la méthode de fabrication spécifique (telle que le laminage à chaud, l'étirage à froid, le soudage par résistance, etc.).

1. Processus de production de tubes en acier sans soudure

Les tuyaux en acier sans soudure ASTM A53 sont divisés en deux processus : le laminage à chaud et l'étirage à froid. Le processus spécifique est le suivant :

(1) Processus de production de tubes sans soudure laminés à chaud

Préparation de l'ébauche de tuyau : Sélectionnez une billette d'acier au carbone conforme à la norme (comme l'acier 20# correspondant à la nuance A53-B).
Chauffage : Chauffer à 1 100 degrés ~ 1 250 degrés dans un four annulaire ou un four ambulant.
Perçage : utilisez une machine de perçage à rouleaux croisés ou une machine de perçage à pression pour percer la billette solide dans un tube creux et brut.
Laminage : étendre et déformer à l'aide d'un laminoir à trois-croix-rouleaux ou continu.
Dimensionnement : ajustez le diamètre extérieur et l’épaisseur de la paroi à la taille standard.
Refroidissement : Refroidissement par air ou refroidissement contrôlé.
Redressage : Élimine la déformation par flexion.
Détection : Test de pression d’eau, détection de défauts par ultrasons (UT), etc.
Entreposage : Marquage, emballage et stockage.

Caractéristiques:
Efficacité de production élevée, adaptée aux tuyaux à paroi épaisse-de grand diamètre-.
La rugosité de la surface est relativement élevée et l'uniformité de l'épaisseur de la paroi est légèrement inférieure à celle des tubes étirés à froid.

(2) Processus de production de tubes sans soudure étirés à froid

Chauffage et perforation des billettes de tubes (identiques au laminage à chaud).
Titre : pratique pour le serrage de la machine d'étirage à froid.
Recuit : élimine les contraintes internes et améliore la plasticité.
Décapage : éliminer le tartre d'oxyde.
Étirage à froid : étirage en plusieurs-passes à la taille cible (le diamètre extérieur peut être précis à ± 0,1 mm).
Traitement thermique : normalisation ou revenu pour ajuster les performances.
Inspection et stockage (identique au laminage à chaud).

Caractéristiques:
Haute précision dimensionnelle et bonne finition de surface.
Convient aux tubes à paroi mince-de petit diamètre-(tels que les tubes pour vérins hydrauliques).

2. Processus de production de tubes en acier soudés

Les tuyaux soudés ASTM A53 comprennent principalement le soudage par résistance électrique (ERW) et le soudage à l'arc submergé (SAW/LSAW) :

(1) Procédé de soudage par résistance électrique à haute-tuyau ERW

Prétraitement des bandes d'acier : déroulement, nivelage et détourage.
Formage : la bande d'acier est progressivement roulée en forme de tube par plusieurs jeux de rouleaux et les bords sont alignés pour le soudage.
Soudage haute fréquence (HFW) : les bords sont chauffés par un courant haute fréquence et pressurisés pour fusionner afin de former une soudure continue.
Traitement thermique de la soudure : Revenu à au moins 540 degrés pour éliminer la martensite.
Dimensionnement et redressage : Assurer la précision dimensionnelle.
Inspection : test par courants de Foucault (ET), test de pression d'eau, etc.

Caractéristiques:
Efficacité de production élevée et faible coût.
Convient aux tuyaux de petit et moyen diamètre (tels que les tuyaux galvanisés pour la construction).

(2) Procédé de soudage à l'arc submergé (tuyau SAW/LSAW)

Fraisage de tôle d'acier : fraisage-double face du bord de la tôle d'acier pour garantir la forme de la rainure et la précision dimensionnelle.
Pré-cintrage : le bord de la plaque d'acier est façonné selon la courbure requise par une machine de pré-cintrage pour faciliter le formage ultérieur.
Formation JCOE : progressivement pressé en forme de "J-C-O", puis fermé en une ébauche de tube.
Pré-soudage : le soudage sous protection gazeuse (MAG) est utilisé pour fixer temporairement le joint.
Soudage à l'arc submergé interne et externe : utilisez une machine de soudage à l'arc submergé multi-fils pour souder la soudure des deux côtés afin de garantir une résistance élevée.
Expansion du diamètre : améliore la répartition des contraintes.
Détection : rayons X- (RT), ultrasons (UT)

Caractéristiques:
Applicable aux tuyaux à paroi épaisse-de grand diamètre-(tels que les oléoducs et les gazoducs).
La résistance de la soudure est élevée, mais le coût est élevé.

Tube soudé ERW (petit diamètre) : soudage par résistance à haute-fréquence, adapté à la construction et aux structures mécaniques.
Tube soudé SAW/LSAW (grand diamètre) : soudage à l'arc submergé, adapté au transport de pétrole et de gaz, pipelines à haute-pression.

Inspection de la qualité des tuyaux en acier ASTM A53 :

Tests non-destructifs (CND) :
Détection de défauts par ultrasons (UT) : Détectez les défauts internes des soudures et des matériaux de base.
Détection aux rayons X-(RT) : vérifiez les défauts tels que les pores et le manque de fusion à l'intérieur de la soudure.
Test de particules magnétiques (MT) : utilisé pour la détection des fissures aux extrémités des tuyaux.

Test hydrostatique : testez la capacité de charge de chaque tuyau en acier pour garantir l'absence de fuite.

Un contrôle de qualité strict (tel que la détection des défauts, les tests hydrostatiques) et le traitement de surface (galvanisation, revêtement) garantissent qu'il répond à la norme ASTM A53 et répond aux besoins des différentes industries.

Exigences de pliage :

Pour les tuyaux NPS 2 (DN50) et moins, une longueur suffisante de tuyau doit pouvoir être pliée à froid à 90 degrés autour d'un mandrin cylindrique dont le diamètre est douze fois le diamètre extérieur du tuyau, sans développer de fissures sur aucune partie et sans ouvrir la soudure.

Lorsqu'il est commandé pour un enroulement serré, le tuyau doit être plié à froid à 180 degrés autour d'un mandrin cylindrique dont le diamètre est huit fois le diamètre extérieur du tuyau, sans rupture.

Les tuyaux doubles extra résistants sur NPS 1 1/4 (DN 32) n'ont pas besoin d'être soumis à l'essai de pliage.

Test d'aplatissement :
L'essai d'aplatissement doit être effectué sur des tuyaux supérieurs à NPS 2 (DN 50) avec toutes les épaisseurs extra résistantes et plus légères.

Pour les tuyaux sans soudure, une éprouvette d'essai d'au moins 2 1/2 po (60 mm) de longueur doit être aplatie à froid entre des plaques parallèles en deux étapes. Lors de la première étape, qui est un test de ductilité, aucune fissure ou cassure sur les surfaces intérieures, extérieures ou d'extrémité. Au cours de la deuxième étape, qui est le test de solidité, l'aplatissement doit être poursuivi jusqu'à ce que l'éprouvette se brise ou que les côtés opposés du tuyau se rencontrent. Les preuves de matériau laminé ou défectueux révélées pendant tout l'essai d'aplatissement seront un motif de rejet.

Pour les tuyaux soudés par résistance électrique, un échantillon d'essai d'au moins 4 pouces. (100 mm) de longueur doit être aplati à froid entre des plaques parallèles en trois étapes, la soudure étant située à 0 degré ou à 90 degrés de la ligne de direction de la force. Au cours de la première étape, qui est un test de ductilité de la soudure, aucune fissure ou cassure sur les surfaces intérieures ou extérieures de la soudure ne doit se produire jusqu'à ce que la distance entre les plaques soit inférieure aux deux tiers du diamètre spécifié du tuyau. dans un deuxième temps, l'aplatissement doit être poursuivi pour tester la ductilité à l'écart de la soudure. Lors de la deuxième étape, aucune fissure ni cassure sur les surfaces intérieures ou extérieures à l'écart de la soudure. Au cours de la troisième étape, qui est le test de solidité, l'aplatissement doit être poursuivi jusqu'à ce que l'éprouvette se brise ou que les parois opposées du tuyau se rencontrent. Les preuves de matériau laminé ou défectueux ou de soudure incomplète révélées par l'essai d'aplatissement seront un motif de rejet.