ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) NACE MR0175 Pipe en acier LSAW 1066.8 X 12.7 mm

Introduction à ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) NACE MR0175 Pipe en acier LSAW

ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) Nace Exigences De La Norme Mr0175 PIPE EN ACIER DE LSAW est un soudé de haute qualité à fusion électrique (EFW) tuyau en acier en carbone conçu pour un service à haute pression à des températures atmosphériques et plus basses, en particulier dans des environnements exigeants comme la transmission du pétrole et du gaz. avec un diamètre extérieur de 1066.8 mm (42 pouces) et une épaisseur de paroi de 12.7 mm, Cet arc submergé longitudinal soudé (LSAW) Le tuyau est fabriqué à partir de grade ASTM A516 60 Plaques de navires sous pression, Assurer une excellente ténacité et une soudabilité. La désignation CL22 indique la normalisation du traitement thermique et de l'examen radiographique, tandis que l'exigence supplémentaire S2 assure une ténacité à faible température à -46 ° C. La conformité avec NACE MR0175 garantit la résistance à la fissuration du stress sulfure (SSC) Dans les environnements de services sources, Le rendre idéal pour des conditions difficiles.

Les propriétés mécaniques robustes du tuyau, y compris une limite d'élasticité minimale de 220 MPA et résistance à la traction de 415–550 MPa, combiné avec sa résistance à la corrosion, le rendre adapté aux applications telles que les lignes de tronc de transmission principale, tuyauterie de chaudière, et pipelines pétrochimiques. Sa rentabilité, par rapport aux alliages haute performance comme Inainel® 718, et sa capacité à fonctionner dans des paramètres à basse température et corrosifs, Positionnez-le comme un choix fiable pour les infrastructures critiques. Cet article fournit une exploration détaillée de la composition chimique du tuyau, Propriétés mécaniques, processus de manufacture, Résistance à la corrosion, Applications, et les tolérances dimensionnelles, avec des tables complètes résumant les paramètres clés. Comparaisons avec Inconel 718, Incoloy 901, et l'API 5L X70 mettent en évidence son rôle spécialisé dans les applications industrielles.

 

Composition chimique et analyse des matériaux

La composition chimique du tuyau ASTM A671 CC60 CL22 S2, Basé sur la note ASTM A516 60 plaques, est adapté à la force, Ténacité, et la soudabilité dans des environnements à basse température. La composition typique comprend du carbone (0.04–0,27%), manganèse (0.85–1,20%), le phosphore (≤0,025%), soufre (≤0,025%), Silicium (0.15–0,40%), et traces de quantités d'aluminium (≥0,02%) pour désoxydation. Ces éléments assurent une microstructure stable avec des inclusions minimes, Amélioration des performances du tuyau dans le service sour par Nace MR0175. La faible teneur en carbone réduit le risque d'imperfections de soudure, tandis que le manganèse améliore la force et la ténacité. Le phosphore et le soufre sont étroitement contrôlés pour empêcher la fracture, critique pour la résistance à l'impact à basse température à -46 ° C.

Par rapport à Inconel 718 (50–55% de nickel, 17–21% de chrome, 4.75–5,50% de niobium), ASTM A671 CC60 contient beaucoup moins d'éléments d'alliage, S'appuyer sur le carbone et le manganèse pour la force plutôt que sur le durcissement des précipitations à base de nickel. Incoloy 901 (40–45% de nickel, 2.35–3,10% de titane) a également un contenu en alliage plus élevé, offrant une résistance à la corrosion supérieure mais à un coût plus élevé. Par rapport à l'API 5L X70 (0.26% CARBONE, 1.65% manganèse), ASTM A671 CC60 a un équivalent en carbone inférieur (Moi ≤0,43%), Amélioration de la soudabilité mais offrant une limite d'élasticité légèrement inférieure (220 MPA VS. 485 MPa). La conformité NACE MR0175 garantit une dureté ≤22 HRC et une microstructure contrôlée pour résister à SSC, une exigence critique pour les gazlines de gaz acide. Cette composition équilibre le coût et les performances, Rendre le tuyau adapté au grand diamètre, applications haute pression.

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques du tuyau ASTM A671 CC60 CL22 S2 sont optimisées pour une basse température, applications haute pression. La limite d'élasticité minimale est 220 MPa (32 Ksi), avec une résistance à la traction de 415–550 MPa (60–80 KSI) et allongement ≥27% pour les épaisseurs de paroi ≤25 mm, par note ASTM A516 60. L'exigence supplémentaire S2 oblige les tests d'impact en V Charpy en V à -46 ° C, avec une absorption d'énergie minimale de 14 J (célibataire) et 18 J (moyenne) pour la ligne centrale de soudure, zone touchée par la chaleur (ZAT), et métal de base, Assurer la ténacité dans les environnements froids. Le traitement thermique normalisant (CL22) à 850–950 ° C, suivi d'un refroidissement de l'air, affine la structure des grains, Éliminer les contraintes résiduelles et améliorer les performances à basse température.

Par rapport à Inconel 718 (Limite d’élasticité 1035 MPa, Force De Traction 1275 MPa), ASTM A671 CC60 offre une force plus faible mais est plus rentable pour les applications structurelles. Incoloy 901 (limite d'élasticité ~ 900 MPa) fournit une résistance plus élevée que CC60 mais est moins adapté au service aigre à basse température. API 5L X70 (Limite d’élasticité 485 MPa, Force De Traction 570 MPa) surpasse CC60 en force mais n'a pas la même ténacité à basse température et la conformité NACE sans traitement supplémentaire. La soudure du tuyau subit une tension et des tests de pliage guidé transversal par ASTM A671, Assurer l'intégrité sous pression. Ces propriétés fabriquent ASTM A671 CC60 CL22 S2 idéal pour les pipelines dans les climats froids et les environnements corrosifs, offrir un équilibre de ténacité, Force, et l'abordabilité.

Résistance à la corrosion et conformité NACE MR0175

Le tuyau ASTM A671 CC60 CL22 S2 est conçu pour une résistance à la corrosion modérée, Amélioré par la conformité NACE MR0175 pour les environnements de services sourcils contenant du sulfure d'hydrogène (H2S). La faible teneur en carbone et en soufre, combiné avec une microstructure contrôlée (dureté ≤22 hrc), minimiser la sensibilité à la fissuration du stress sulfure (SSC) et la fissuration induite par l'hydrogène (CE). La surface du tuyau peut être recouverte d'époxy (ep), polyéthylène (PE), polypropylène (PP), époxy à la fusion (FBE), ou l'huile anti-corrosion pour améliorer la résistance à la corrosion externe dans le sol ou les milieux marins. La galvanisation ou la vernissage est également possible, bien que moins courant pour les tuyaux de grand diamètre.

Contrairement à Inconel 718, qui excelle dans des environnements corrosifs riches en chlorure et à haute température en raison de son nickel de 50 à 55% et de 2,8 à 3,3% de molybdène, ASTM A671 CC60 s'appuie sur des revêtements pour la protection contre la corrosion, Comme sa base en acier en carbone est moins résistante intrinsèquement. Incoloy 901 offre une meilleure résistance à la corrosion que CC60 mais n'est généralement pas conforme à NACE sans traitement spécifique. Pipes API 5L X70, utilisé dans des applications similaires, nécessitent des revêtements comme 3LPE pour une résistance à la corrosion, Similaire à CC60, mais peut ne pas répondre aux exigences de dureté NACE MR0175 sans contrôles supplémentaires. La capacité du tuyau à fonctionner dans des pipelines de gaz acide, combiné avec son faible coût par rapport aux alliages de nickel, En fait un choix pratique pour les applications de pétrole et de gaz où une résistance à la corrosion modérée est suffisante avec une protection appropriée.

Fabrication et traitement

La fabrication d'ASTM A671 CC60 CL22 S2 PIPE EN ACIER DE LSAW Implique le soudage de fusion électrique avec du métal de remplissage, Utilisation de la note ASTM A516 60 plaques. Le processus LSAW implique des plaques de roulement en forme cylindrique, suivi du soudage à arc submergé longitudinal (SCIE) sur les surfaces internes et externes pour assurer une couture robuste. La soudure est renforcée et nettoyée à l'aide de lames échartines, Assurer une précision dimensionnelle et une finition lisse. Normaliser le traitement thermique (CL22) à 850–950 ° C, suivi d'un refroidissement de l'air, est appliqué à l'ensemble du tuyau, y compris les soudures et les HAZ, Pour éliminer les contraintes résiduelles et améliorer la ténacité à basse température. L'exigence S2 oblige les tests d'impact à -46 ° C, Vérifier les performances dans des conditions froides.

Le tuyau subit 100% Test radiographique (RT) par CL22 pour détecter les imperfections de soudure, avec hydrostatique, ultrasonique, ou les tests de courant Eddy pour assurer l'intégrité. La conformité NACE MR0175 implique de contrôler la dureté et la microstructure par traitement thermique et sélection des matériaux. Par rapport à Inconel 718, qui nécessite une fusion sous vide et des traitements thermiques complexes (par exemple,, recuit de solution à 1038 ° C), ASTM A671 CC60 est plus simple à produire, Réduction des coûts. Incoloy 901 et les tuyaux API 5L X70 impliquent également des processus plus simples que Inconel 718 mais peut nécessiter des tests supplémentaires pour le service sour. Les dimensions du tuyau (1066.8 mm OD, 12.7 MM WT) sont obtenus avec un roulement et un soudage précis, RÉUSIRES.

Applications

ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) Nace Exigences De La Norme Mr0175 PIPE EN ACIER DE LSAW est largement utilisé dans les industries nécessitant des performances fiables à basse température et dans les environnements de services acides. Ses principales applications comprennent les principales lignes de tronc de transmission pour le pétrole et le gaz, Pipelines de communication de grande station, Pipes d'entrée de la chaudière et de sortie, et stockage de production et déchargement flottant (FPSO) tuyauterie du module. La ténacité à basse température du tuyau à -46 ° C le rend adapté aux climats froids, tandis que la conformité NACE MR0175 assure la durabilité dans les environnements contenant du H2S comme les puits de gaz acide. Son grand diamètre (1066.8 mm) et épaisseur de paroi modérée (12.7 mm) Soutenir le transport de liquide à haute pression en pétrochimique, puissance thermique, et industries de transmission de gaz.

Contrairement à Inconel 718, Utilisé dans les applications aérospatiales et de gaz aigres à haute température (par exemple,, composants de moteur à réaction), ASTM A671 CC60 est optimisé pour la basse température, Projets sensibles aux coûts. Incoloy 901, employé dans des environnements à stress élevé similaires, manque le foyer à basse température de CC60. Les tuyaux API 5L X70 sont utilisés dans des applications de pipelines similaires mais peuvent ne pas répondre aux mêmes exigences à basse température ou NACE sans personnalisation. La polyvalence du tuyau, avec des finitions de fin comme biseauté, Plaine, ou fileté, et des revêtements comme FBE ou 3LPE, améliore son adaptabilité à l'eau, huile, et transmission de gaz, En faire un choix préféré pour les projets d'infrastructure dans des environnements difficiles.

TOLERANCES DIMENSIONNELLES

Les tolérances dimensionnelles pour ASTM A671 CC60 CL22 S2 LSAW en acier sont régies par ASTM A671, Assurer la précision des applications de grand diamètre. Pour un tuyau avec un diamètre extérieur de 1066.8 mm (42 pouces), La tolérance est de ± 0,5% de la DO spécifiée (environ ± 5,33 mm). La tolérance d'épaisseur de paroi pour 12.7 MM est de ± 12,5% (environ ± 1,59 mm), Assurer une force cohérente. L'écart de rectitude est limitée à 0.2% de la longueur du tuyau, critique pour les pipelines longs. La tolérance de circonférence du tuyau est de ± 0,5% de la DO spécifiée, et la tolérance au poids est de ± 10%, Assurer l'uniformité dans les projets à grande échelle.

Par rapport à Inconel 718 pièces forgées (ASTM B637: ± 0,25 mm pour les petits diamètres), ASTM A671 CC60 a des tolérances plus lâches en raison de sa taille plus grande et de sa concentration structurelle. Incoloy 901 Les robustes de sorts suivent des normes de précision similaires à un inconvénient 718, tandis que les tuyaux API 5L X70 (API 5L: ± 0,75% de, ± 10% WT) ont des tolérances OD légèrement plus strictes mais des tolérances d'épaisseur de paroi comparables. La hauteur de la couture de soudure est contrôlée pour assurer une finition lisse, Et fini les finitions (par exemple,, Biseauté) répondre aux normes ASME B16.25. Ces tolérances garantissent une installation et des performances fiables dans des applications telles que les pipelines de transmission de gaz, où la précision dimensionnelle est critique.

Tableau technique des spécifications et des paramètres

Le tableau suivant résume les paramètres clés d'ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) NACE MR0175 Pipe en acier LSAW (1066.8 X 12.7 mm), Fournir une référence aux ingénieurs.

Paramètre	Spécification du
Norme	ASTM A671 / ASME SA671
Grade	CC60 CL22 S2
Matériel	Grade ASTM A516 60
Diamètre extérieur	1066.8 mm (42 pouces)
Épaisseur de paroi	12.7 mm
la composition chimique	C: 0.04–0,27%, Mn: 0.85–1,20%, P: ≤0,025%, S: ≤0,025%, Si: 0.15–0,40%, Al: ≥0,02%
Limite d’élasticité (min)	220 MPa (32 Ksi)
Force De Traction	415–550 MPA (60–80 KSI)
Élongation (min)	≥27% (≤25 mm en poids)
Essai de choc (S2)	-46° C, 14 J (célibataire), 18 J (moyenne) pour souder, ZAT, Métal commun
traitement thermique	Normalisation à 850–950 ° C, refroidi à l'air (CL22)
Nace Exigences De La Norme Mr0175	dureté ≤22 hrc, Résistance SSC
Méthode de soudage	LSAW (Soudage à l'arc submergé)
essai	100% RT, Hydrostatique, ultrasonique, tension, Tests de pliage
Revêtements	ep, PE, PP, FBE, huile anti-corrosion, galvanisation, vernissage
Finitions finales	Biseauté, Plaine, Fileté, accouplé
Applications	Pipelines pétrolières, tuyauterie de chaudière, de la pétrochimie, Modules FPSO

Ce tableau fournit un aperçu concis des spécifications du tuyau, Aider dans des décisions de conception et d'approvisionnement.

Comparaison avec Inconel 718, Incoloy 901, et API 5L X70

ASTM A671 CC60 CL22 S2 diffère considérablement de Inconel 718, Incoloy 901, et API 5L X70 en composition, Propriétés, et applications. Inconel 718 (Limite d’élasticité 1035 MPa, 50–55% de nickel) excelle en haute température, environnements corrosifs comme les puits de gaz aérospatial et acide, offrant une résistance à la corrosion supérieure mais à un coût nettement plus élevé. ASTM A671 CC60 (Limite d’élasticité 220 MPa) est optimisé pour la basse température, applications sensibles aux coûts, S'appuyer sur des revêtements pour la protection contre la corrosion. Incoloy 901 (limite d'élasticité ~ 900 MPa, 40–45% de nickel) Fournit une résistance à haute résistance et à la corrosion pour l'aérospatiale, mais n'a pas la ténacité à basse température et la conformité à Nace de CC60 sans personnalisation.

API 5L X70 (Limite d’élasticité 485 MPa, Force De Traction 570 MPa) est utilisé dans des applications de pipeline similaires, offrant une résistance plus élevée que CC60 mais potentiellement plus faible de la ténacité à basse température et de la conformité à NACE, sauf si spécifiquement traité. Les tests de normalisation et de S2 d'ASTM A671 CC60 assurent des performances supérieures à -46 ° C, tandis que son CEV inférieur améliore la soudabilité par rapport à x70. Le choix dépend des exigences du projet: Inconel 718 pour une corrosion et une température extrêmes, Incoloy 901 pour l'aérospatiale à haute résistance, API 5L X70 pour les pipelines à haute pression, et ASTM A671 CC60 pour rentable, Service aigre à basse température.

Défis et limitations

Malgré ses avantages, ASTM A671 CC60 CL22 S2 Pipe fait face à des défis. Sa base en acier en carbone nécessite des revêtements pour résister à la corrosion externe, Contrairement à la résistance inhérente à Inconel 718. En service sour, L'adhésion stricte à NACE MR0175 La dureté et les contrôles de microstructure sont essentielles pour empêcher SSC, nécessitant un traitement thermique précis et des tests. Le processus LSAW, Bien que rentable pour les grands diamètres, exige un soudage de haute qualité pour éviter les défauts, avec 100% RT Ajout aux coûts de production. Les performances à basse température à -46 ° C sont robustes, Mais les applications en dessous de cette température peuvent nécessiter des notes alternatives comme ASTM A671 CC65 ou CC70.

Comparé à l'API 5L X70, ASTM A671 CC60 a une résistance inférieure, limiter son utilisation dans des pipelines ultra-haute pression. Inconel 718 et Incoloy 901, Bien que plus fort, sont prohibitifs pour les infrastructures à grande échelle. Installation de tuyaux de grand diamètre (1066.8 mm) nécessite un équipement spécialisé, et le soudage sur le terrain doit maintenir la conformité NACE. Ces défis sont atténués par des revêtements avancés, Contrôle de la qualité rigoureux, et conception appropriée, Assurer la fiabilité du tuyau dans des applications exigeantes comme la transmission de gaz et le traitement pétrochimique.

Tendances et innovations futures

L'avenir du tuyau en acier LSAW ASTM A671 CC60 CL22 S2 est façonné par les progrès de la fabrication, Revêtements, et durabilité. Les innovations dans le soudage à l'arc submergé et la surveillance de la soudure en temps réel améliorent la qualité des coutures, Réduire les défauts, et réduire les coûts. Recherche sur des revêtements avancés, comme FBE et 3LPE basés sur la nanotechnologie, améliore la résistance à la corrosion, prolonger la durée de vie dans des environnements difficiles. L'intégration des outils numériques, comme la maintenance prédictive et la surveillance des pipelines, Amélioration de l'efficacité opérationnelle et de la sécurité dans les applications pétrolières et gazières.

La demande croissante d'infrastructures énergétiques, en particulier dans les climats froids et les champs de gaz acide, entraîne l'utilisation de tuyaux conformes à NACE comme ASTM A671 CC60. Pratiques durables, comme utiliser des méthodes de production en acier recyclé et à faible teneur en carbone, s'alignent sur les objectifs environnementaux. Par rapport à Inconel 718 et Incoloy 901, qui explorent la fabrication additive pour des pièces complexes, ASTM A671 CC60 se concentre sur l'évolutivité rentable des pipelines de grand diamètre. À mesure que les transitions énergétiques mondiales accélèrent, Ce tuyau restera un composant critique, soutenir le transport de liquide fiable et durable dans des conditions difficiles.

Conclusion

ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46° C) NACE MR0175 Pipe en acier LSAW (1066.8 X 12.7 mm) est un robuste, Solution rentable pour la haute pression, Applications à basse température dans les environnements de services sources. Sa composition chimique, Basé sur la note ASTM A516 60, Assure la soudabilité et la ténacité, Tout en normalisant (CL22) et les tests d'impact à -46 ° C (S2) garantie les performances dans les climats froids. La conformité NACE MR0175 assure une résistance à SSC, Le rendre idéal pour les pipelines pétrolières et gaziers, tuyauterie de chaudière, et applications pétrochimiques. Le processus LSAW et les tests rigoureux (100% RT, Hydrostatique) Assurer la fiabilité des infrastructures de grand diamètre.

Par rapport à Inconel 718 et Incoloy 901, ASTM A671 CC60 offre une résistance à la résistance et à la corrosion plus faibles mais excelle dans, applications à faible température. Par rapport à l'API 5L X70, Il offre une ténacité à basse température supérieure et une conformité NACE. Le tableau des paramètres détaillés et les tolérances dimensionnelles fournies servent de ressource précieuse pour les ingénieurs. Innovations futures en soudage, Revêtements, et la durabilité améliorera ses performances, Assurer son rôle dans les infrastructures critiques. ASTM A671 CC60 CL22 S2 reste un témoignage de l'équilibre des performances, abordabilité, et fiabilité dans l'ingénierie moderne.