Tubería soldada por fusión eléctrica (EFW) ASTM A671
Descripción básica
Una especificación estándar paratubería de acero soldada-por fusión-eléctricafabricado conmetal de aporte añadido, fabricado a partir deplacas de calidad para recipientes a presión. ASTM A671 está diseñado paraservicio de alta-presión a temperaturas atmosféricas y más bajas, lo que lo hace esencial para tuberías-de gran diámetro en aplicaciones de generación de energía, petroquímicas e infraestructuras industriales.
Explicación del nombre
| Parte | Significado |
|---|---|
| ASTM | ASTM Internacional |
| A671 | Número de especificación estándar para tuberías de acero soldadas por -fusión-eléctrica para temperaturas atmosféricas y más bajas |
| Soldado por fusión eléctrica (EFW) | Proceso de fabricación: tubería formada a partir de placa y soldada longitudinalmente o en espiral mediante soldadura por arco eléctrico conmetal de aportación añadido |
| Distinción clave | Diferente de ERW (sin metal de aportación): usos de EFWmetal de aportacióndurante la soldadura |
Características clave de la tubería ASTM A671 EFW
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Fuente de materiales | fabricado a partir deplacas de calidad para recipientes a presión(p. ej., ASTM A285, A515, A516, A537, A517) |
| Fabricación | Soldado por fusión eléctrica (EFW)– normalmenteSoldadura longitudinal por arco sumergido (LSAW)oDoble soldadura por arco sumergido (DSAW)con metal de aporte agregado |
| Aplicación primaria | Servicio de alta-presión entemperaturas atmosféricas y más bajas |
| Rango de diámetro | 16 pulgadas (400 mm) y más grandesnominalmente |
| Espesor de la pared | 1/4 de pulgada (6 mm) y más |
| Longitud | Normalmente de 6 m y 12 m, ajustables a los requisitos del proyecto. |
| Enfoque de temperatura | Diseñado específicamente paratenacidad a temperaturas más bajas(no servicio de temperatura elevada) |
Terminología clave: grado versus clase
Comprender la distinción entreCalificaciónyClasees fundamental para ASTM A671:
| Término | Definición | Ejemplos |
|---|---|---|
| Calificación | Designa eltipo de placa de recipiente a presión utilizadapara fabricar la tubería. El grado indica la composición química y el nivel de resistencia del material base. | CA55, CB60, CC60, CC65, CC70 |
| Clase | Designa tres atributos clave de fabricación:tratamiento térmico realizado, ya sea elLa soldadura se examina radiográficamente., y si ella tubería se prueba a presión . | 10, 12, 22, 32, 42, 52 (ver tabla completa a continuación) |
Grados comunes (designaciones de materiales de placas)
El "Grado" en ASTM A671 corresponde a especificaciones específicas de la placa del recipiente a presión:
| Calificación | Especificación de placa correspondiente | Aplicación típica |
|---|---|---|
| CA55 | ASTM A285 Grado A o B | Servicio general de acero al carbono. |
| CB60 | ASTM A516 Grado 60 | Fuerza moderada, buena tenacidad. |
| CB65 | ASTM A516 Grado 65 | Mayor resistencia, dureza mejorada |
| CB70 | ASTM A516 Grado 70 | Alta resistencia, excelente tenacidad |
| CC60 | ASTM A516 Grado 60 (con requisitos adicionales) | Servicio de baja-temperatura |
| CC65 | ASTM A516 Grado 65 (con requisitos adicionales) | Servicio de baja-temperatura |
| CC70 | ASTM A516 Grado 70 (con requisitos adicionales) | Más común para aplicaciones de baja-temperatura |
| CJA115 | Placa de acero aleado | Aplicaciones de aleaciones de alta-resistencia |
| CJB115 | Placa de acero aleado | Aplicaciones de aleaciones de alta-resistencia |
| CF65/CF70 | Placa de acero al níquel | Resistencia mejorada a bajas-temperaturas |
Designaciones de clases: tabla de referencia completa
La "Clase" determina los requisitos de tratamiento térmico, examen radiográfico y pruebas de presión. Las clases siguen un sistema de numeración lógico donde elEl primer dígito indica el tipo de tratamiento térmico., y elEl segundo dígito indica el nivel de inspección. :
| Clase | Tratamiento térmico | Radiografía | Prueba de presión | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Ninguno | No | No | Presión no-crítica, baja- |
| 11 | Ninguno | Sí | No | Cuando se necesita verificación de la integridad de la soldadura sin prueba de presión |
| 12 | Ninguno | Sí | Sí | Más común para un-servicio soldado que requiere una inspección completa |
| 13 | Ninguno | No | Sí | Presión-solo probada |
| 20 | estrés aliviado | No | No | Alivio de tensiones para la estabilidad dimensional. |
| 21 | estrés aliviado | Sí | No | Alivio de tensiones con examen de soldadura |
| 22 | estrés aliviado | Sí | Sí | Más común para un servicio que alivia el estrés- |
| 23 | estrés aliviado | No | Sí | Alivio del estrés solo con prueba de presión |
| 30 | Normalizado | No | No | Normalizado para refinamiento de grano. |
| 31 | Normalizado | Sí | No | Normalizado con examen de soldadura. |
| 32 | Normalizado | Sí | Sí | Común para servicio normalizado |
| 33 | Normalizado | No | Sí | Normalizado solo con prueba de presión |
| 40 | Normalizado y templado | No | No | Propiedades mecánicas mejoradas |
| 41 | Normalizado y templado | Sí | No | Propiedades mejoradas con examen de soldadura |
| 42 | Normalizado y templado | Sí | Sí | Tratamiento térmico e inspección completos. |
| 43 | Normalizado y templado | No | Sí | Propiedades mejoradas con prueba de presión. |
| 50 | Templado y revenido | No | No | Fuerza máxima |
| 51 | Templado y revenido | Sí | No | Máxima resistencia con examen de soldadura |
| 52 | Templado y revenido | Sí | Sí | Máxima resistencia con inspección completa |
| 53 | Templado y revenido | No | Sí | Máxima resistencia con prueba de presión |
| 70/71/72/73 | Enfriado y tratado térmicamente por precipitación | Varios | Varios | Aceros aleados especializados |
Nota:El sistema de numeración de clases funciona de la siguiente manera:
Primer dígito(10-70): tipo de tratamiento térmico (10=soldado, 20=desestresado, 30=normalizado, 40=normalizado y revenido, 50=templado y revenido)
Segundo dígito(0,1,2,3): Nivel de inspección (0=ninguno, 1=solo RT, 2=RT + hidroprueba, 3=solo hidroprueba)
Composición química (típica de los grados de acero al carbono)
| Calificación | % de carbono (C) | Silicio (Si) % | Manganeso (Mn) % | Fósforo (P) % | Azufre (S) % |
|---|---|---|---|---|---|
| CA55 | 0,28 máx. | - | 0,98 máx. | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CB60 | 0,24 máx. | 0.13-0.45 | 1,30 máximo | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CB65 | 0,28 máx. | 0.13-0.45 | 1,30 máximo | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CB70 | 0,31 máx. | 0.13-0.45 | 1,30 máximo | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CC60 | 0,21 máx. | 0.55-0.98 | 0.79-1.30 | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CC65 | 0,24 máx. | 0.55-0.98 | 0.79-1.30 | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
| CC70 | 0,27 máx. | 0.55-0.98 | 0.79-1.30 | 0,035 máx. | 0,035 máx. |
Fuente:
Propiedades mecánicas
| Calificación | Límite elástico (MPa) mín. | Resistencia a la tracción (MPa) | % de alargamiento (longitudinal) |
|---|---|---|---|
| CA55 | 205 | 380-515 | 27 |
| CB60 | 220 | 415-550 | 25 |
| CB65 | 240 | 450-585 | 23 |
| CB70 | 260 | 485-620 | 21 |
| CC60 | 220 | 415-550 | 25 |
| CC65 | 240 | 450-585 | 23 |
| CC70 | 260 | 485-620 | 21 |
Resistencia a la tracción del punto de soldadura:Debe cumplir o exceder la resistencia mínima a la tracción del grado del metal base.
Proceso de fabricación
Las tuberías ASTM A671 EFW se fabrican mediante el siguiente proceso:
Preparación del plato:Las placas de acero de calidad para recipientes a presión se seleccionan en función del grado requerido (A516, A515, A285, etc.).
Formando:Las placas se forman en forma cilíndrica usandoDoblado de tres rodilloso tecnología similar.
Soldadura:La costura longitudinal se suelda usandoSoldadura por arco sumergido (SAW)proceso conmetal de aportación añadido– esto distingue a EFW de ERW (que no utiliza metal de aportación).
Expansión mecánica:La tubería se expande para lograr tolerancias dimensionales precisas.
Tratamiento térmico:Se aplica según la clase especificada (alivio de tensiones, normalización, enfriamiento y revenido).
END y pruebas:Examen radiográfico, pruebas hidrostáticas, pruebas ultrasónicas según lo requiera la Clase.
Refinamiento:Preparación del extremo (biselado, liso), aplicación del recubrimiento según lo especificado.
Tabla de comparación: ASTM A671 frente a ASTM A672
ASTM A671 a menudo se compara con ASTM A672, ya que ambos son estándares de tuberías EFW de placas de recipientes a presión:
| Aspecto | ASTM A671 | ASTM A672 |
|---|---|---|
| Temperatura de servicio | Temperaturas atmosféricas y más bajas. | Temperaturas moderadas y altas |
| Enfoque primario | Dureza a baja-temperatura y propiedades de impacto | Resistencia a temperaturas elevadas, resistencia a la fluencia |
| Grados típicos | CC60, CC65, CC70 (basado en A516) | B60, B65, B70 (placas similares pero requisitos diferentes) |
| Aplicaciones comunes | Tuberías de proceso de baja-temperatura, GNL, servicio de frío | Tuberías externas de calderas, líneas de proceso de alta-temperatura |
| Pruebas de impacto | A menudo se requiere para servicios de baja-temperatura | Normalmente no se requiere a menos que se especifique |
Requisitos de prueba e inspección
Dependiendo de la Clase seleccionada, las tuberías ASTM A671 se someten a:
| Tipo de prueba | Objetivo | Aplicabilidad |
|---|---|---|
| Prueba de tensión | Verificar el rendimiento y la resistencia a la tracción. | Todos los grados |
| Prueba de flexión de soldadura guiada transversal | Verificar la ductilidad e integridad de la soldadura. | Todas las tuberías |
| Prueba de aplanamiento | comprobar ductilidad | Como se especifica |
| Examen radiográfico (RT) | Detectar defectos de soldadura | Requerido para clases con "1" o "2" como segundo dígito |
| Prueba hidrostática | Prueba de estanqueidad- | Requerido para clases con "2" o "3" como segundo dígito |
| Pruebas de impacto (muesca Charpy V-) | Verificar la resistencia a bajas-temperaturas | A menudo se requiere para servicios de baja-temperatura, y se especifica como requisito complementario |
| Examen ultrasónico (UT) | Detectar defectos laminares | Requisito suplementario |
| Inspección dimensional | Verifique el diámetro exterior, el espesor de la pared y la rectitud. | 100% |
Aplicaciones comunes
Las tuberías ASTM A671 EFW se utilizan ampliamente en:
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Plantas de energía | Líneas de agua de refrigeración, condensadores, sistemas de agua de alimentación. |
| GNL y petroquímica | Tuberías de proceso de baja-temperatura, servicios criogénicos |
| Petróleo y gas | Tuberías de baja-a-presión media para fluidos fríos y líneas de recolección de gas. |
| Infraestructura Industrial | Sistemas de tuberías que requieren dureza a bajas temperaturas. |
| refinerías | Tuberías externas, líneas de servicios públicos en climas fríos |
| Calefacción urbana | Redes de distribución (cuando las temperaturas son moderadas) |
| Tratamiento de agua | Tuberías de agua de gran-diámetro que requieren capacidad de presión |
Disponibilidad de tamaño típico
| Parámetro | Rango |
|---|---|
| Diámetro externo | 16" (400 mm) a 100" (2500 mm)+ |
| Espesor de la pared | 6 mm (0,25") a 75 mm (3") |
| Longitud | 6 m, 12 m o personalizado según sea necesario |
| Finalizar | Extremos lisos, extremos biselados para soldar. |
Opciones de protección y acabado superficial
| Tipo de acabado | Solicitud |
|---|---|
| Acabado del molino(como-soldado) | Estándar, para procesamiento posterior |
| Imprimación-pintada | Protección temporal contra la corrosión |
| Revestimiento epoxi | Protección contra la corrosión para líneas enterradas/de servicio |
| Recubrimiento 3LPE | Tuberías enterradas, ambientes hostiles |
| Galvanizado | Menos común debido a los grandes diámetros. |
Pautas de selección de clases
La selección de la clase adecuada depende de los requisitos del servicio:
| Condición de servicio | Clase recomendada | Razón fundamental |
|---|---|---|
| Presión no-crítica, baja- | 10 o 13 | Costo más bajo, pruebas mínimas |
| Industrial general, presión moderada. | 12 | Como-soldado con inspección completa (RT + prueba hidráulica) |
| Recipientes a presión, servicio crítico | 22 | Se alivia el estrés con una inspección completa:más común para muchas aplicaciones |
| Servicio de baja-temperatura | 32 o 42 | Normalizado o normalizado y templado para refinamiento y dureza del grano. |
| Requisitos de alta-resistencia | 52 | Templado y revenido para máxima resistencia. |
| Condiciones de servicio severas | 42 o 52 con requisitos suplementarios | Tratamiento térmico e inspección completos. |
Ventajas de la tubería ASTM A671 EFW
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| Capacidad de gran diámetro | Puede producir tuberías mucho más grandes que las capacidades sin costura o ERW |
| Paredes gruesas | Adecuado para aplicaciones de alta-presión que requieren un espesor de pared sustancial |
| Flexibilidad de materiales | Amplia gama de grados de placas disponibles para diferentes condiciones de servicio |
| Dureza a baja-temperatura | Diseñado específicamente para servicio atmosférico y de temperatura más baja. |
| Opciones de control de calidad | El sistema de clases permite hacer coincidir el nivel de inspección con la criticidad del servicio |
| Rendimiento probado | Larga trayectoria en aplicaciones eléctricas, petroquímicas e industriales. |
| Fabricación a partir de placa | Permite el uso de materiales de calidad para recipientes a presión con propiedades certificadas. |
Notas de selección importantes
1. Selección de grado
CA55, CB60, CB65, CB70:Servicio general de acero al carbono.
CC60, CC65, CC70: Preferido para aplicaciones de baja-temperaturarequiriendo mayor dureza
Número más alto=mayor resistencia (60, 65, 70 indican resistencia a la tracción aproximada en ksi)
2. Lógica de selección de clases
El sistema de numeración de clases facilita la selección:
Primer dígito= tratamiento térmico: 10 (como-soldado), 20 (alivio de tensión), 30 (normalizado), 40 (normalizado y revenido), 50 (templado y revenido)
Segundo dígito= inspección: 0 (ninguna), 1 (solo RT), 2 (RT + hidroprueba), 3 (solo hidroprueba)
Selecciones más comunes:
Clase 12:Como-soldado, completamente inspeccionado – para servicio general
Clase 22:Aliviado del estrés, completamente inspeccionado –estándar para muchas aplicaciones
Clase 32:Normalizado y completamente inspeccionado (para servicio a baja-temperatura)
3. Limitaciones de temperatura
ASTM A671 es específicamente paratemperaturas atmosféricas y más bajas
For elevated temperature service (>400 grados F/200 grados), especifiqueASTM A672en cambio
Para temperaturas muy bajas (por debajo de -50 grados F/-45 grados), verifique los requisitos de la prueba de impacto con especificaciones complementarias.
4. Cumplimiento del código
Código ASME: A menudo adoptado comoSA-671para aplicaciones de código de calderas y recipientes a presión
Consulte los códigos de construcción aplicables (ASME B31.3, B31.1, etc.) para conocer los factores de aceptación y diseño.
5. Seguro de calidad
Certificado de prueba de molino:ES 10204 3.1 o 3.2normalmente requerido para aplicaciones críticas
Asegúrese de que todas las pruebas requeridas (RT, prueba hidráulica, impacto) según la clase especificada estén documentadas
Conclusión final: Tubería ASTM A671 EFWes elEspecificación estándar para tuberías de acero soldadas-eléctricamente-por fusión-de gran diámetro.fabricado a partir de placas de calidad para recipientes a presión paraservicio de alta-presión a temperaturas atmosféricas y más bajas. Se distingue por suCalificación(indicando el material de la placa, por ejemplo, CC70 de A516 Gr.70) yClase(que indica el tratamiento térmico y el nivel de inspección, por ejemplo, Clase 22 para estrés-aliviado con radiografía e hidroprueba). Esta tubería es esencial parasistemas de enfriamiento de plantas de energía, instalaciones de GNL, tuberías de procesos petroquímicos e infraestructura industrialque requieren grandes diámetros, paredes gruesas y un rendimiento fiable a bajas-temperaturas. La especificación más común para el servicio de baja-temperatura esASTM A671 CC70 Clase 22 .
