Qu'est-ce que la norme ASTM A333 niveau 3 ?
ASTM A333 Grade 3 est une spécification de tuyaux en acier au carbone allié au nickel-au sein de la famille ASTM A333 de tuyaux sans soudure et soudés à basse-température. La nuance contient 3,18 -3,82 % de nickel avec du carbone limité à 0,19 % maximum, une combinaison qui préserve la ductilité et la résistance aux chocs jusqu'à environ -101 degrés Celsius. En raison de l'ajout de nickel, le grade 3 se situe au-dessus des grades 1 et 6 du carbone ordinaire en termes de capacité à basse température et en dessous des grades 8, 9 et 11 en alliage supérieur en termes de coût.
Composition chimique
La composition du grade 3 est contrôlée pour maintenir l'équilibre entre la trempabilité et la ténacité à basse température.
| Élément | Contenu, % |
|---|---|
| Carbone, maximum | 0.19 |
| Silicium | 0.18-0.37 |
| Manganèse | 0.31-0.64 |
| Phosphore, maximum | 0.025 |
| Soufre, maximum | 0.025 |
| Nickel | 3.18-3.82 |
Propriétés mécaniques
Les tuyaux de catégorie 3 doivent répondre aux exigences de traction de la norme ASTM A333 et réussir l'essai d'impact par encoche Charpy V-à -101 degrés Celsius.
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Limite d'élasticité, minimale | 240 MPa (35 000 psi) |
| Résistance à la traction, minimale | 415 MPa (60 000 psi) |
| Essai de choc Charpy | À -101 degrés Celsius (-150 degrés Fahrenheit) |
| État de livraison | Normalisé, normalisé et revenu, ou trempé et revenu comme convenu |
Famille de notes et comparaison
La famille ASTM A333 couvre des températures de service allant de -45 degrés Celsius à -195 degrés Celsius. Le grade 3 est l'option intermédiaire économique pour le service cryogénique où l'acier au carbone ordinaire n'est plus adéquat.
| Grade | Alliage clé | Température d'essai Charpy | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| 1re année | Carbone ordinaire | -45 degrés Celsius | Tuyauterie générale-à basse température |
| 6e année | Carbone ordinaire | -45 degrés Celsius | Tuyauterie de processus à basse-température |
| 3e année | 3,5% de nickel | -101 degrés Celsius | Service GNL et cryogénique |
| 8e année | 9% de nickel | -195 degrés Celsius | Stockage cryogénique extrême |
Formes disponibles et gamme d’approvisionnement
Le grade 3 est fourni sous forme de tuyaux sans soudure dans une large gamme de diamètres extérieurs et d'épaisseurs de paroi pour les buses de récipients sous pression, les systèmes de tuyauterie et les tubes d'échangeurs. Les extrémités des tuyaux peuvent être simples, biseautées ou filetées, et les options de protection externe incluent du polyéthylène à trois-couches, du polypropylène à trois-couches, de l'époxy lié par fusion-et des systèmes de peinture. L'emballage est normalement effectué en paquets ou en vrac avec une protection navigable, ou selon les spécifications du client.
Applications typiques
Les tuyaux de grade 3 sont utilisés dans les usines de liquéfaction et de regazéification de GNL, les conduites de raccordement de réservoirs de stockage cryogéniques, les échangeurs de chaleur à basse température, les usines d'éthylène et de propylène et les systèmes de réfrigération fonctionnant entre -45 degrés Celsius et -101 degrés Celsius. Il apparaît également dans les unités de séparation d'air et dans les canalisations de services publics des régions froides où les températures hivernales tombent en dessous de la limite de qualification de l'acier au carbone ordinaire.
Points de sélection et de traitement
Confirmez la température minimale de conception du métal par rapport à la qualification Charpy avant de sélectionner le grade, car le grade 3 est testé aux chocs à -101 degrés Celsius et ne doit pas être appliqué à une température plus froide sans évaluation du code. Utilisez des consommables de soudage à faible-hydrogène adaptés à l'acier au nickel et suivez la procédure de qualification pour un service à basse-température. Protégez le tuyau des coups d'arc et de l'échauffement local, et vérifiez les certificats d'essai d'impact par chaleur à la livraison. Lorsque la température de conception reste supérieure à -45 degrés Celsius, les grades 1 ou 6, moins chers, peuvent être adéquats. Précisez donc la température, pas seulement le nom du grade.
Idées fausses courantes
Le grade 3 n'est pas interchangeable avec le grade 6 ; l'ajout de 3,5 % de nickel lui confère une capacité d'environ 55 degrés Celsius à très basse température-à un coût plus élevé. La teneur en nickel à elle seule ne rend pas le tuyau résistant à la corrosion. Un numéro de grade plus élevé dans la famille A333 ne signifie pas toujours une capacité de température inférieure, car les grades 9 et 11 sont alliés différemment du grade 8. Enfin, les essais d'impact sont obligatoires, et non facultatifs, pour les tuyaux A333, de sorte que le certificat de l'usine doit indiquer les valeurs Charpy pour la température spécifiée.
FAQ
À quoi sert la norme ASTM A333 Grade 3 ?
Il est utilisé pour les conduites sans soudure dans les usines de GNL, les systèmes de stockage cryogéniques, les échangeurs de chaleur à basse température-et les conduites de réfrigération fonctionnant jusqu'à environ -101 degrés Celsius.
Quelle est la différence entre la 3e et la 6e année ?
Le grade 6 est un acier au carbone ordinaire qualifié à -45 degrés Celsius, tandis que le grade 3 contient 3,5 % de nickel et est qualifié à -101 degrés Celsius.
Quelles sont les propriétés mécaniques de l’A333 Grade 3 ?
Limite d'élasticité minimale 240 MPa, résistance minimale à la traction 415 MPa, avec essai de choc Charpy à -101 degrés Celsius.
Quelle est la teneur en nickel du grade 3 ?
Le nickel représente 3,18 à 3,82 %, le carbone étant limité à 0,19 % maximum.
L'A333 Grade 3 est-il soudable ?
Oui, avec des consommables à faible-hydrogène, un apport de chaleur contrôlé et des procédures qualifiées pour un service à basse-température, y compris le traitement thermique de préchauffage et de post-soudage lorsque le code l'exige.
Le grade 3 peut-il remplacer le grade 8 dans le stockage de GNL ?
Non. Le grade 8, avec 9 % de nickel, est qualifié à -195 degrés Celsius et constitue la norme pour le stockage de GNL en confinement complet ; La 3e année est limitée à environ -101 degrés Celsius.