Tiêu chuẩn ASTM A53
Tiêu chuẩn ASTM A53 – Tiêu chuẩn kỹ thuật cho ống thép đen và nhúng nóng, tráng kẽm được hàn, liền mạch.
Như tên tiêu chuẩn bạn đã thấy, ASTM A53 vừa là tiêu chuẩn thép ống đúc vừa là tiêu chuẩn thép ống hàn luôn nha.
ASTM, tên giao dịch tiếng Anh là ASTM International, là một tổ chức tiêu chuẩn quốc tế có nhiệm vụ:
- Thực hiện phát triển các tiêu chuẩn kỹ thuật cho các vật liệu, sản phẩm, hệ thống và dịch vụ.
- Xuất bản các tiêu chuẩn kỹ thuật cho loạt các vật liệu, sản phẩm, hệ thống và dịch vụ.
ASTM A53 là tiêu chuẩn được rất nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng. Để làm căn cứ đánh giá chất lượng sản phẩm ống thép đen, nhúng nóng.
Cùng Thép Bảo Tín tìm hiểu kỹ hơn về tiêu chuẩn này nhé!
ASTM A53 là gì?
Tóm lại: "ASTM A53 là hợp kim thép cacbon, được sử dụng làm thép kết cấu hoặc cho hệ thống ống nước áp suất thấp. Các thông số kỹ thuật của hợp kim được quy định bởi ASTM International, trong đặc điểm kỹ thuật ASTM A53 / A53M."
Chuẩn ASTM A53 là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất của Hiệp hội Vật liệu và Công nghệ Mỹ (ASTM) đối với ống thép chịu áp lực và nhiệt độ cao. Tiêu chuẩn này đặc tả các yêu cầu về các tiêu chí:
- Chất lượng vật liệu
- Kích thước
- Tính chất cơ học
- Thử nghiệm của ống thép.
Tiêu chuẩn kỹ thuật này áp dụng cho ống thép mạ kẽm nhúng nóng, ống thép đen liền mạch và được hàn ở NPS 1/8 đến NPS 26.
Điều kiện ống thép sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A53
Thép được phân loại trong tiêu chuẩn này phải là:
- Thép hở
- Oxy cơ bản hoặc được xử lý bằng lò điện
- Phải có chứa các chất sau: cacbon, mangan, phốt pho, lưu huỳnh, đồng, niken, crom, molypden và vanadi.
Ống phải trải qua một quá trình hàn liền mạch. Các thử nghiệm căng, uốn cong và làm phẳng phải được thực hiện. Để đảm bảo rằng chúng phải tuân theo các đặc tính cơ học của tiêu chuẩn.
Thử nghiệm thủy tĩnh được áp dụng phải không có rò rỉ qua đường hàn hoặc thân ống.
Thử nghiệm điện không phá hủy phải được thực hiện. Để đảm bảo rằng toàn bộ thể tích của đường ống phải phù hợp với tiêu chuẩn.
Người mua phải có quyền thực hiện bất kỳ cuộc kiểm tra và thử nghiệm. Để đảm bảo rằng đường ống phù hợp với các yêu cầu quy định.
Phạm vi của tiêu chuẩn ASTM A53
Điều kiện áp dụng, các chú thích của tiêu chuẩn ASTM A53
Tiêu chuẩn kỹ thuật này áp dụng cho ống thép mạ kẽm nhúng nóng và đen liền mạch, được hàn trong NPS 1/8 đến NPS 26 [DN 6 đến DN 650] (Chú thích 1), bao gồm với độ dày thành ống danh nghĩa (Chú thích 2) như được nêu trong Bảng X2 .2 và Bảng X2.3 của tiêu chuẩn này.
Ống thép đen đạt tiêu chuẩn ASTM A53
Được phép trang bị đường ống có các kích thước khác. Với điều kiện là đường ống đó phù hợp với tất cả các yêu cầu khác của tiêu chuẩn này.
Các yêu cầu bổ sung có tính chất tùy chọn được đưa ra và chỉ áp dụng khi người mua quy định.
Chú thích 1: Các ký hiệu không thứ nguyên NPS (kích thước ống danh nghĩa) [DN (đường kính danh nghĩa)]. Đã được thay thế trong tiêu chuẩn này cho các thuật ngữ truyền thống như “đường kính danh nghĩa”, “kích thước” và “kích thước danh nghĩa”.
Chú thích 2: Thuật ngữ độ dày thành ống danh nghĩa đã được chỉ định cho mục đích chỉ định thuận tiện. Chỉ tồn tại trong tên gọi và được sử dụng để phân biệt với độ dày thành ống thực tế. Có thể thay đổi theo hoặc dưới độ dày danh nghĩa của thành ống.
Tiêu chuẩn kỹ thuật này bao gồm các loại và cấp sau:
- Loại F — Mối hàn đối đầu, hàn liên tục Cấp A. Có độ bền chảy tối thiểu là 30000 PSI, độ bền kéo tối đa là 48000 PSI.
- Loại E — Hàn điện trở, Cấp A và B.
- Loại S — Liền mạch (ống thép đúc), Lớp A và B.
Với ống thép loại E và S Grade A. Độ bền chảy tối thiểu phải đạt là 30000 PSI, độ bền kéo tối đa cần đạt là 48000 PSI.
Với ống thép loại E và S Grade B. Độ bền chảy tối thiểu là 35000 PSI, độ bền kéo tối đa là 40000 PSI.
Chú thích 3: Xem Phụ lục X1 để biết định nghĩa về các loại ống.
Tiêu chuẩn ASTM A53 Grade A
ASTM A53 Grade A là một lớp của tiêu chuẩn này, có độ dày và chịu áp lực thấp hơn so với Grade B.
Tuy nhiên, độ bền của ống thép Grade A có thể được cải thiện bằng cách thêm các hợp kim như mangan, đồng, niken, vanadium hoặc titan. Ngoài ra, quy trình sản xuất và xử lý nhiệt cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền của ống thép Grade A.
Vì vậy, để đảm bảo chất lượng và độ bền của ống thép Grade A. Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể về hợp kim, độ dày, độ uốn cong, độ dãn dài, độ cứng và độ bền của vật liệu phải được tuân thủ và kiểm tra định kỳ.
Nó được sử dụng cho các ứng dụng không yêu cầu độ bền cao, chẳng hạn như dẫn nước, dẫn khí và dẫn dầu.
Tiêu chuẩn ASTM A53 Grade B
ASTM A53 Grade B có độ dày và chịu áp lực cao hơn so với Grade A. Vì vậy, nó thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ bền cao hơn, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp dầu khí.
Ống thép đúc tiêu chuẩn ASTM A53 Gr.B
Ống thép Grade B ngoài phải đáp ứng các yêu cầu chất lượng cụ thể về hợp kim, độ dày, độ uốn cong, độ dãn dài, độ cứng và độ bền của vật liệu. Nó cũng phải đáp ứng các yêu cầu kiểm tra không phá hủy, chẳng hạn như kiểm tra độ bền kéo, kiểm tra độ bền uốn và kiểm tra độ dãn dài.
Tuy nhiên, độ dày và độ bền của ống thép Grade B cũng phụ thuộc vào quy trình sản xuất và xử lý nhiệt. Vì vậy, để đảm bảo chất lượng và độ bền của ống thép Grade B. Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể phải được tuân thủ và kiểm tra định kỳ.
Quy trình sản xuất và xử lý nhiệt của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53
Quy trình sản xuất ống thép
Quy trình sản xuất ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 bao gồm các bước sau:
- Lựa chọn nguyên liệu. Ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 được sản xuất từ thép cacbon, có chứa các hợp kim như mangan, đồng, niken, vanadi hoặc titan để cải thiện độ bền của vật liệu. Nguyên liệu được chọn phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng và độ tinh khiết của thép.
- Cắt và chuẩn bị nguyên liệu. Nguyên liệu được cắt và chuẩn bị theo kích thước và độ dày yêu cầu của ống thép.
- Điều chỉnh hình dạng. Nguyên liệu được đưa vào máy cuốn và được nén để điều chỉnh hình dạng của ống. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng máy cuốn hai, ba lần hoặc bốn lần để tạo ra hình dạng tròn.
- Hàn. Quy trình hàn được sử dụng để liên kết các mảnh thép với nhau và tạo ra đường hàn trên bề mặt của ống.
- Tẩy dầu và xử lý bề mặt. Ống thép được tẩy dầu và xử lý bề mặt để loại bỏ bất kỳ dầu mỡ, rỉ sét hoặc bụi bẩn nào trên bề mặt của ống. Điều này giúp tăng độ bền và độ bền mài mòn của ống.
- Kiểm tra chất lượng. Ống thép sẽ được kiểm tra độ bền kéo, kiểm tra độ uốn và kiểm tra độ dãn dài. Nếu ống không đáp ứng các yêu cầu chất lượng cụ thể, chúng sẽ bị loại bỏ hoặc được sửa chữa để đáp ứng yêu cầu.
- Đóng gói và vận chuyển. Ống thép được đóng gói và vận chuyển đến các địa điểm khác nhau để sử dụng cho các ứng dụng khác nhau.
Quy trình sản xuất ống thép hàn đường kính nhỏ
Quy trình xử lý nhiệt ống thép
Xử lý nhiệt là quá trình điều chỉnh cấu trúc tinh thể của ống thép bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật liệu. Quá trình này tạo ra các tính chất cơ học và vật lý khác nhau của ống thép.
Quá trình xử lý nhiệt trong tiêu chuẩn ASTM A53 được thực hiện để tăng tính chất cơ học của vật liệu. Đồng thời đảm bảo đáp ứng các yêu cầu chất lượng của các ứng dụng khác nhau. Việc xử lý nhiệt đúng cách sẽ giúp tăng độ bền và độ bền mài mòn của ống thép.
Quy trình xử lý nhiệt bao gồm các bước sau:
- Sơ chế nhiệt. Ống thép được đưa vào lò sưởi, và được sơ chế nhiệt ở nhiệt độ cao. Nhằm loại bỏ các tạp chất và giảm sự cứng của vật liệu.
- Xử lý nhiệt đồng nhất. Ống thép được đưa vào lò sưởi và được giữ ở nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian nhất định để đồng nhất cấu trúc tinh thể của vật liệu trong toàn bộ ống.
- Thăng hoa và làm mềm. Sau khi đồng nhất, ống thép được đưa vào lò thăng hoa để đạt đến nhiệt độ thăng hoa và được giữ ở đó trong một khoản thời gian nhất định để làm mềm vật liệu.
- Làm nguội. Sau khi hoàn thành quá trình xử lý nhiệt, ống thép được đưa ra khỏi lò và được làm nguội tự nhiên hoặc bằng phương pháp làm mát nhanh để tránh tình trạng biến dạng hoặc giảm tính chất của vật liệu.
- Kiểm tra chất lượng. Sau khi xử lý nhiệt, ống thép được kiểm tra chất lượng để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM A53.
Ống thép được xử lý nhiệt
Kiểm tra và đánh giá chất lượng của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53
Kiểm tra không phá hủy ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53
Kiểm tra không phá hủy (Non-destructive testing - NDT) là quá trình kiểm tra chất lượng của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 mà không gây tổn hại đến vật liệu. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy gồm:
- Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT). Phương pháp UT sử dụng sóng siêu âm để phát hiện các khuyết tật bên trong của ống thép.
- Kiểm tra mô-men quay (Magnetic Particle Testing - MPT). Phương pháp MPT sử dụng từ tính để phát hiện các khuyết tật trên bề mặt của ống thép. Người ta sẽ phủ một chất lỏng chứa hạt từ tính lên bề mặt của ống thép và sử dụng một nam châm để tạo ra một trường từ tính. Nếu có khuyết tật trên bề mặt, các hạt từ tính sẽ bị tập trung ở đó.
- Kiểm tra nội soi (Eddy Current Testing - ECT). Phương pháp ECT sử dụng dòng điện xoay chiều để tạo ra một trường từ tính và phát hiện các khuyết tật bên trong của ống thép. Người ta sẽ đưa một cuộn dây tạo ra dòng điện xoay chiều vào bên trong của ống thép. Sau đó đo các thay đổi trong trường từ tính để phát hiện các khuyết tật bên trong.
- Kiểm tra phổ quang (Radiographic Testing - RT). Phương pháp RT sử dụng tia X hoặc tia gamma để phát hiện các khuyết tật bên trong của ống thép. Người ta sẽ đưa một nguồn phát tia X hoặc gamma vào bên trong của ống thép. Và sử dụng một bản phim để ghi lại hình ảnh tia X hoặc gamma sau khi chúng đi qua vật liệu.
Các phương pháp kiểm tra không phá hủy được sử dụng để đảm bảo rằng ống thép không có các lỗ hổng, nứt, vết nứt, vết nứt mỏng và các tạp chất khác.
Kiểm tra siêu âm ống thép
Kiểm tra hóa học ống thép
Kiểm tra hóa học của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 là quá trình xác định thành phần hóa học của vật liệu. Các thành phần hóa học của ống thép được quy định trong tiêu chuẩn ASTM A53 bao gồm:
- Carbon (C): Từ 0,25% đến 0,30%
- Manganese (Mn): Từ 0,95% đến 1,20%
- Phosphorus (P): Tối đa 0,05%
- Sulfur (S): Tối đa 0,045%
- Copper (Cu): Tối đa 0,40% (nếu có)
- Nickel (Ni): Tối đa 0,40% (nếu có)
- Chromium (Cr): Tối đa 0,40% (nếu có)
- Molybdenum (Mo): Tối đa 0,15% (nếu có)
Quá trình kiểm tra hóa học của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 bao gồm việc lấy mẫu ống thép và phân tích thành phần hóa học của vật liệu trong phòng thí nghiệm. Các phương pháp phân tích hóa học thông thường bao gồm:
- Phương pháp quang phổ (Spectroscopic analysis). Phương pháp này sử dụng phổ quang để xác định thành phần hóa học của ống thép. Quá trình kiểm tra này bao gồm việc đưa mẫu ống thép vào ngọn lửa để tạo ra các nguyên tử và ion, sau đó sử dụng phổ quang để phân tích thành phần hóa học của vật liệu.
- Phương pháp hoá học ướt (Wet chemical analysis). Phương pháp này sử dụng các chất hoá học để phân tích thành phần hóa học của ống thép. Quá trình kiểm tra này bao gồm việc đưa mẫu ống thép vào các dung dịch hoá học để phản ứng và phân tích thành phần hóa học của vật liệu.
Thông qua quá trình kiểm tra hóa học, ta có thể đánh giá được chất lượng của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53.
Kiểm tra cơ học ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53
Kiểm tra cơ học của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 là quá trình xác định tính chất cơ học của vật liệu. Bao gồm độ bền kéo, độ dãn dài, độ cứng, độ uốn và độ bền va đập. Các phương pháp kiểm tra cơ học thông thường được sử dụng bao gồm:
- Kiểm tra đàn hồi (Tensile Testing). Bằng cách sử dụng máy kéo để đo độ bền kéo của ống thép và độ dãn dài tại điểm đứt. Quá trình kiểm tra này bao gồm việc kéo một mẫu ống thép đến khi nó đứt để đo các thông số cơ học của vật liệu.
- Kiểm tra cứng (Hardness Testing). Bằng cách sử dụng máy kiểm tra cứng để đo độ cứng của ống thép. Quá trình kiểm tra này bao gồm đưa một ngòi đo vào bề mặt của ống thép và đo độ chịu lực tại đó để xác định độ cứng của vật liệu.
- Kiểm tra uốn (Bend Testing). Bằng cách sử dụng máy uốn để đo độ uốn của ống thép. Quá trình kiểm tra này bao gồm uốn một mẫu ống thép đến khi nó gãy để đo độ uốn của vật liệu.
- Kiểm tra va đập (Impact Testing). Bằng cách sử dụng máy kiểm tra va đập để đo độ bền va đập của ống thép. Quá trình kiểm tra này bao gồm đưa một máy đập vào mẫu ống thép để đo độ bền va đập của vật liệu.
Bằng cách kiểm tra cơ học, ta có thể đánh giá được tính chất cơ học của vật liệu và đảm bảo rằng chúng đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật cần thiết.
Kiểm tra độ cứng ống thép
Ứng dụng của ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53
Ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Ống dẫn nước và khí. Ống thép ASTM A53 được sử dụng để dẫn nước và khí trong các hệ thống cấp thoát nước, hệ thống khí nén và các ứng dụng khác.
- Ống dẫn dầu và khí đốt. Ống ASTM A53 được sử dụng để dẫn dầu và khí đốt trong các hệ thống dẫn dầu và khí. Bao gồm cả các ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí.
- Ống dẫn nhiên liệu. Ống thép ASTM A53 được sử dụng để dẫn các loại nhiên liệu khác nhau. Bao gồm dầu, xăng, dầu diesel và các loại nhiên liệu sinh học.
- Ống dẫn hơi. Ống thép ASTM A53 được sử dụng để dẫn hơi trong các hệ thống sản xuất và cung cấp hơi. Bao gồm cả các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.
- Ống dẫn chất lỏng và khí trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Bao gồm ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm và chế biến kim loại.
Với tính linh hoạt và độ bền cao, ống thép trong tiêu chuẩn ASTM A53 là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng dẫn đường ống khác nhau. Đặc biệt là trong các ứng dụng công nghiệp và xây dựng.
