In primo luogo, le caratteristiche di base diTubo in acciaio ASME SA-106Gr.B
1. Standard e applicazioni dei tubi in acciaio ASME SA-106Gr.B
I tubi in acciaio senza saldatura ASME SA-106Gr.B sono prodotti in conformità allo standard SA-106/SA-106M dell'American Society of Mechanical Engineers (ASME) e sono di grado B. Sono utilizzati principalmente in sistemi di tubazioni che operano in ambienti ad alta temperatura e alta pressione, come nei settori petrolifero, del gas, chimico ed energetico.
2. Composizione chimica del tubo in acciaio ASME SA-106Gr.B
Carbonio: ≤0,30% (controllato allo 0,18%-0,25% in alcune applicazioni), garantendo un equilibrio tra saldabilità e tenacità.
Manganese: 0,29%-1,06% (tipicamente 0,60%-0,90%), rafforza la matrice di ferrite e migliora la resistenza meccanica e la resistenza agli urti. Fosforo/Zolfo: ≤0,035%, rigorosamente limitato per prevenire la formazione di inclusioni e garantire la purezza del materiale.
Silicio: 0,10%-0,50%, disossida e aumenta la resistenza dell'acciaio.
Elementi di lega: è possibile aggiungere tracce di cromo, molibdeno e altri elementi per migliorare la resistenza alla corrosione e alle alte temperature.
3. Proprietà meccaniche del tubo in acciaio ASME SA-106Gr.B
Resistenza alla trazione: ≥415 MPa (≥485 MPa richiesti in alcune applicazioni), in grado di resistere alle forze di trazione dei fluidi ad alta pressione.
Limite di snervamento: ≥240 MPa, che garantisce solo una moderata deformazione plastica sotto pressione.
Allungamento: ≥22% (≥30% in alcune applicazioni), che conferisce un'eccellente tenacità al materiale e ammortizza l'energia d'impatto.
Resistenza alle basse temperature: verificata tramite test di impatto, adatta all'uso in ambienti estremi con temperature comprese tra -29°C e 565°C.
In secondo luogo, i requisiti standard NACE MR0175
1. Contesto normativo: NACE MR0175 è uno standard sviluppato dalla National Association of Corrosion Engineers (NACE). Il suo titolo completo è "Materiali metallici resistenti alla rottura da stress da solfuro per attrezzature per giacimenti petroliferi". Nel 2003, lo standard è stato rivisto e rinominato NACE MR0175/ISO 15156, "Industria del petrolio e del gas naturale - Materiali per l'uso in ambienti contenenti H₂S nella produzione di petrolio e gas".
2. Limiti di composizione chimica:
- Contenuto di zolfo: per i prodotti senza saldatura, il contenuto di zolfo non deve superare lo 0,01%; per i prodotti laminati (lamiere d'acciaio), il contenuto di zolfo non deve superare lo 0,003%; per i prodotti forgiati, il contenuto di zolfo deve essere inferiore allo 0,025%. Riducendo il contenuto di zolfo nell'acciaio è possibile aumentare la resistenza alla corrosione sotto sforzo da solfuri.
- Contenuto di fosforo: in genere, il fosforo dovrebbe essere ≤ 0,020%. Un contenuto eccessivo di fosforo può ridurre la tenacità e la resistenza alla corrosione dell'acciaio. – Contenuto di carbonio: in genere, il contenuto di carbonio deve essere ≤ 0,10%. Un contenuto di carbonio eccessivamente elevato aumenta la durezza dell'acciaio e ne riduce la tenacità, rendendolo meno resistente alla corrosione sotto sforzo da solfuri.
- Contenuto di nichel: il contenuto di nichel nell'acciaio al carbonio e nell'acciaio debolmente legato è inferiore all'1%. Un contenuto di nichel eccessivamente elevato può aumentare la suscettibilità dell'acciaio alla corrosione sotto sforzo da solfuro.
3. Proprietà meccaniche e durezza.
- Durezza: la durezza dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio bassolegato non deve superare i 22 HRC (durezza Rockwell). I pezzi forgiati prodotti secondo ASTM A105 non devono superare i 187 HBW (durezza Brinell); per ASTM A234 WPB e WPC, la durezza non deve superare i 197 HBW (durezza Brinell). La durezza massima della zona di saldatura non deve superare i 250 HV (durezza Vickers) o i 22 HRC (durezza Rockwell).
- Resistenza: la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento devono essere coerenti con quelle dei tubi in acciaio generici, in conformità con le norme pertinenti, e devono soddisfare i requisiti delle proprietà meccaniche nelle reali condizioni di servizio.
4. Trattamento termico e processo di fabbricazione.
Il materiale di base deve essere acciaio non lavorabile meccanicamente e sottoposto a una delle seguenti condizioni di trattamento termico: laminazione a caldo (solo acciaio al carbonio), ricottura, normalizzazione, normalizzazione e rinvenimento, austenitizzazione, tempra e rinvenimento. L'acciaio al carbonio e l'acciaio bassolegato devono essere sottoposti a trattamento termico di distensione (temperatura non inferiore a 595 °C) dopo laminazione, forgiatura a freddo o altri processi di fabbricazione che comportino una deformazione permanente delle fibre esterne superiore al 5%. Tuttavia, i raccordi per tubi lavorati a freddo conformi alle norme ASTM A53 B, ASTM A106 B, API 5L X42 o equivalenti non richiedono trattamento termico se la deformazione a freddo non supera il 15% e la durezza non supera 197 HBW.
In terzo luogo, l'integrazione dei tubi in acciaio ASME SA-106Gr.B con lo standard NACE MR0175.
1. Regolazione della composizione chimica: per soddisfare lo standard NACE MR0175, i tubi in acciaio ASME SA-106Gr.B devono ridurre ulteriormente il contenuto di zolfo e fosforo e controllare il contenuto di elementi quali carbonio e nichel per migliorare la resistenza alla corrosione sotto sforzo da solfuri.
2. Verifica delle proprietà meccaniche: le proprietà meccaniche del tubo in acciaio, come la resistenza alla trazione, il limite di snervamento, l'allungamento e la tenacità a bassa temperatura, vengono verificate tramite prove di trazione e di impatto per garantire la stabilità in ambienti contenenti H₂S.
3. Controllo della durezza: la durezza del tubo in acciaio è rigorosamente controllata per garantire che non superi i 22 HRC (durezza Rockwell) per ridurre il rischio di cricche da corrosione sotto sforzo da solfuro.
4. Trattamento termico e ottimizzazione del processo di produzione: secondo i requisiti della norma NACE MR0175, il tubo in acciaio viene sottoposto a un trattamento termico appropriato (come ricottura, normalizzazione e rinvenimento) per eliminare le tensioni interne, regolare la durezza e migliorare la microstruttura. Allo stesso tempo, il processo di produzione viene ottimizzato per evitare deformazioni eccessive durante la lavorazione e ridurre la concentrazione delle tensioni.
Data di pubblicazione: 23 settembre 2025