Tuyaux en acier soudés par fusion électrique ASTM A671 pour basses températures

Le tuyau en acier soudé par fusion électrique ASTM A671 est fabriqué à partir de tôles d'acier au carbone ou d'alliage de qualité cuve sous pression, avec ajout de métal d'apport pendant le soudage. Il est principalement conçu pour les systèmes de tuyauterie haute pression fonctionnant à des températures atmosphériques et inférieures.

La désignation ASTM A671 identifie la plaque de cuve sous pression utilisée pour la fabrication du tuyau, tandis que le numéro de classe définit le traitement thermique requis du tuyau, l'examen radiographique et la condition d'essai sous pression. Les désignations courantes d'acier au carbone comprennent CB60, CB65, CB70, CC60, CC65 et CC70. Pour la tuyauterie sous pression à basse température, la série CC à grain fin fabriquée à partir de tôles ASTM A516/A516M est fréquemment spécifiée.

L'ASTM A671 couvre nominalement les tuyaux d'un diamètre extérieur de 400 mm ou plus et d'une épaisseur de paroi de 6 mm ou plus. D'autres dimensions peuvent également être fournies lorsque toutes les exigences applicables de la spécification sont satisfaites.

Spécifications

Caractéristiques principales

La désignation et la classe sont définies séparément

L'ASTM A671 n'utilise pas la désignation seule pour définir l'état du tuyau fini.

Par exemple :

ASTM A671 CC60 Classe 22

CC60 identifie un tuyau fabriqué à partir de tôle d'acier au carbone à grain fin calmé ASTM A516/A516M Grade 60.

Classe 22 signifie :

• Le tuyau est détensionné après soudage.

• Les soudures sont examinées par radiographie.

• Le tuyau est soumis à un essai sous pression.

Cette identification par désignation-plus-classe est importante lors de la spécification de tuyaux pour les systèmes sous pression, car deux tuyaux de la même désignation peuvent avoir des conditions de traitement thermique et d'inspection différentes.

Géométrie contrôlée de grand diamètre

L'ASTM A671 établit des limites dimensionnelles appropriées pour les tuyaux de cuve sous pression fabriqués :

• Tolérance du diamètre extérieur : ±0,5 %

• Ovalisation maximale : 1 %

• Déviation d'alignement : maximum 3 mm sur 3 m

• Épaisseur de paroi minimale : pas plus de 0,3 mm en dessous de l'épaisseur nominale

• Tolérance de longueur non usinée : -0 / +13 mm

Ces contrôles sont particulièrement importants pour le soudage sur site de grand diamètre, l'alignement des brides, la fabrication de tronçons et la préparation des joints circonférentiels.

Classes de soudure et d'essai sous pression définies

L'ASTM A671 propose plusieurs classes de fabrication afin que l'inspection puisse être adaptée aux exigences du projet.

Des classes de traitement thermique de précipitation supplémentaires sont disponibles pour les désignations d'alliages applicables.

Nos avantages

1. Comment la classe ASTM A671 correcte peut-elle être confirmée avant la production ?

Un risque d'approvisionnement courant est de spécifier uniquement « ASTM A671 CC60 » sans définir la classe requise. La désignation seule identifie la plaque de base mais ne définit pas complètement le traitement thermique, la radiographie ou les essais sous pression.

Avant la production, la description du matériau peut donc être confirmée dans un format complet tel que :

ASTM A671/A671M CC60 Classe 22

La voie de fabrication peut alors être directement mise en correspondance avec la commande :

Plaque de cuve sous pression → formage → soudage EFW → détensionnement → examen radiographique → essai sous pression → inspection dimensionnelle.

Cela réduit l'ambiguïté entre la commande, la voie de production, le plan d'inspection et la documentation du matériau.

2. Comment l'intégrité de la soudure est-elle contrôlée pour le service sous pression ?

Pour les projets nécessitant un examen vérifié des soudures, les classes 11/12, 21/22, 31/32, 41/42 et 51/52 incluent des exigences d'examen radiographique conformément à l'ASTM A671.

Lorsque la classe correspondante testée sous pression est commandée, chaque lot de production peut également être documenté avec les enregistrements d'essai sous pression applicables.

La documentation d'inspection disponible peut inclure :

• Traçabilité du numéro de coulée du matériau

• Certificats de matériau de plaque

• Identification de la procédure de soudage

• Enregistrements d'examen radiographique

• Enregistrements d'essai sous pression

• Rapports d'essais mécaniques

• Rapports d'inspection dimensionnelle

• Certificat d'inspection finale du matériau

Des CND ou des essais de résilience supplémentaires peuvent être intégrés lorsque requis par la spécification du projet.

3. Comment les tuyaux de grand diamètre sont-ils contrôlés pour l'ajustement sur site ?

Les tuyaux EFW de grand diamètre nécessitent plus qu'un contrôle nominal du diamètre extérieur et de l'épaisseur de paroi. L'ovalisation et l'alignement longitudinal affectent directement la préparation du joint de soudure circonférentiel sur site.

Les tuyaux finis sont donc vérifiés par rapport aux limites dimensionnelles de l'ASTM A671, notamment :

• Diamètre extérieur : ±0,5 %

• Ovalisation : ≤1 %

• Alignement : ≤3 mm sur 3 m

• Épaisseur de paroi minimale : pas plus de 0,3 mm en dessous de l'épaisseur nominale

Pour les projets de fabrication, des points d'inspection dimensionnelle supplémentaires tels que le diamètre d'extrémité, l'équerrage d'extrémité, la géométrie du biseau, la circonférence et la longueur du tuyau peuvent être inclus dans le plan d'inspection.

Normes d'exécution

Les désignations ASTM, EN, JIS, GOST et GB ne doivent pas être considérées comme automatiquement interchangeables. La substitution doit être confirmée par rapport à la composition chimique, à la résistance mécanique, à la température d'essai de résilience, au procédé de soudage, au traitement thermique, aux exigences d'inspection et au code de conception sous pression applicable.

Application

Collecteur de transfert de gaz naturel à basse température pour terminal GNL

Les tuyaux EFW ASTM A671 CC60 ou CC65 peuvent être spécifiés pour les collecteurs de transfert de gaz naturel à basse température de grand diamètre dans les installations de traitement de GNL lorsque la désignation, la classe, les exigences d'essai de résilience, la température de conception et le code de tuyauterie applicable sont vérifiés par l'ingénieur du projet.

Pour cette application, la classe 22 ou 32 est couramment envisagée lorsque le traitement thermique post-soudage ou la normalisation, l'examen radiographique des soudures et l'essai sous pression sont requis par la spécification du projet.

La sélection exacte du matériau doit être basée sur la température minimale de conception du métal et les performances requises en résilience Charpy, plutôt que sur la seule résistance du tuyau.

Composition chimique

Les valeurs suivantes montrent les exigences représentatives de la chimie des tôles ASTM utilisées pour fabriquer cinq désignations courantes de tuyaux en acier au carbone ASTM A671.

Les valeurs sont basées sur l'analyse du four. Les limites de carbone indiquées ci-dessous s'appliquent aux tôles A515 jusqu'à 25 mm d'épaisseur et aux tôles A516 jusqu'à 12,5 mm d'épaisseur. Les limites de carbone augmentent pour certaines épaisseurs de tôles plus importantes ; par conséquent, l'épaisseur de tôle applicable doit toujours être vérifiée par rapport à l'exigence correspondante de l'ASTM A515/A515M ou de l'ASTM A516/A516M.

Propriétés mécaniques

La désignation de tuyau ASTM A671 tire son niveau de résistance du métal de base de la spécification de plaque de cuve sous pression correspondante.