استاندارد ASTM A106؛ گریدها، ترکیب شیمیایی و تفاوت با A53 و API 5L
۸ دقیقه مطالعهASTM A106 استاندارد آمریکایی لولهی فولاد کربنی بدون درز برای سرویس دمای بالاست، از ۱/۸ تا ۴۸ اینچ و با ابعاد ASME B36.10M. سه گرید دارد: A، B و C؛ گرید B با حداقل تنش تسلیم ۲۴۰ مگاپاسکال پرمصرف‌ترین آن است و بیشتر لولههای مانیسمان بازار با مارکینگ A106 گرید B (اغلب هم‌زمان با A53 و API 5L) عرضه می‌شوند.
- دامنهی ASTM A106: لولهی فولاد کربنی بدون درز برای سرویس دمای بالا، NPS 1/8 تا NPS 48، با ضخامت دیواره‌ی ASME B36.10M. ASTM A106/A106M — ASTM International
- حداقل تنش تسلیم: گرید A ۲۰۵، گرید B ۲۴۰ و گرید C ۲۷۵ مگاپاسکال؛ حداقل استحکام کششی به‌ترتیب ۳۳۰، ۴۱۵ و ۴۸۵ مگاپاسکال.
- الزامات عمومی این لولهها (تلورانس ضخامت و وزن، علامت‌گذاری و …) در ASTM A530 آمده است. ASTM A530/A530M — ASTM International
فهرست مطالب
ASTM A106 چیست؟
ASTM A106 (با عنوان Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service) مشخصات لولهی فولاد کربنی بدون درز را برای کار در دمای بالا تعیین میکند: ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، آزمون‌ها، تلورانس‌ها و علامت‌گذاری. ابعاد لوله (قطر خارجی و ضخامت هر رده) را به ASME B36.10M ارجاع می‌دهد و از ۱/۸ تا ۴۸ اینچ را پوشش می‌دهد.
این استاندارد فقط لولهی بدون درز را در بر می‌گیرد؛ لولهی درزدار نمیتواند A106 باشد. به همین دلیل در بازار ایران «لوله مانیسمان A106» تقریباً مترادف لولهی بدون درز فرایندی است. معادل آن در کدهای ASME، SA106 است که از نظر فنی همان مشخصات را دارد.
فولاد A106 چه فولادی است؟
«فولاد A106» نام یک آلیاژ خاص نیست؛ منظور فولاد کربنی‌ای است که الزامات یکی از گریدهای این استاندارد را برآورده کند — فولادی کم‌آلیاژ با کربن حداکثر ۰٫۲۵ تا ۰٫۳۵ درصد (بسته به گرید)، منگنز، و سیلیسیم دست‌کم ۰٫۱۰ درصد. همین حداقل سیلیسیم (فولاد آرام‌شده) یکی از تفاوت‌های آن با لولههای عمومی‌تر است.
در مشخصات اروپایی، نزدیکترین همتای A106 گرید B معمولاً فولاد P265GH در EN 10216-2 (لولهی بدون درز برای دمای بالا) ذکر میشود. این تطبیق تقریبی است؛ جایگزینی یکی با دیگری در پروژه باید با تأیید طراح و مقایسه‌ی کامل الزامات انجام شود.
گریدهای A، B و C
| ویژگی | گرید A | گرید B | گرید C |
|---|---|---|---|
| حداقل تنش تسلیم | ۲۰۵ MPa (۳۰ ksi) | ۲۴۰ MPa (۳۵ ksi) | ۲۷۵ MPa (۴۰ ksi) |
| حداقل استحکام کششی | ۳۳۰ MPa (۴۸ ksi) | ۴۱۵ MPa (۶۰ ksi) | ۴۸۵ MPa (۷۰ ksi) |
| کربن (حداکثر) | ۰٫۲۵٪ | ۰٫۳۰٪ | ۰٫۳۵٪ |
| منگنز | ۰٫۲۷ تا ۰٫۹۳٪ | ۰٫۲۹ تا ۱٫۰۶٪ | ۰٫۲۹ تا ۱٫۰۶٪ |
| جایگاه در بازار | کم‌مصرف | پیش‌فرض لولهکشی فرایندی | استحکام بالاتر؛ کمتر در انبارها |
گرید B پیش‌فرض بازار است: تقریباً همه‌ی لولههای مانیسمان رده ۴۰ و ۸۰ که در انبارها پیدا میشود، A106 گرید B (و اغلب هم‌زمان A53 گرید B و API 5L گرید B) هستند. گرید C استحکام بیشتری دارد ولی کربن بالاترش جوشکاری را حساس‌تر میکند و کمتر موجود است؛ معمولاً فقط وقتی سفارش داده میشود که طراح صراحتاً خواسته باشد.
ترکیب شیمیایی گرید B
| عنصر | حد مجاز (٪) |
|---|---|
| کربن (C) | حداکثر ۰٫۳۰ |
| منگنز (Mn) | ۰٫۲۹ تا ۱٫۰۶ |
| فسفر (P) | حداکثر ۰٫۰۳۵ |
| گوگرد (S) | حداکثر ۰٫۰۳۵ |
| سیلیسیم (Si) | حداقل ۰٫۱۰ |
| کروم، مس و نیکل (Cr، Cu، Ni) | هر کدام حداکثر ۰٫۴۰ |
| مولیبدن (Mo) | حداکثر ۰٫۱۵ |
| وانادیم (V) | حداکثر ۰٫۰۸ |
مجموع پنج عنصر کروم، مس، مولیبدن، نیکل و وانادیم هم سقف دارد (۱٪). کربن معادل (CE) در خود A106 الزامی ندارد؛ اگر پروژه برای جوش‌پذیری سقف CE می‌خواهد، باید آن را در سفارش بنویسد. هنگام خواندن گواهی، هر عدد را با حدود همان گرید در همان ویرایش مقایسه کنید (راهنمای MTC).
دما: تا کجا A106 کافی است؟
A106 برای «سرویس دمای بالا» نوشته شده، ولی دمای مجاز را خود این استاندارد تعیین نمی‌کند؛ کد طراحی (مثلاً ASME B31.1 برای نیروگاه یا B31.3 برای پالایشگاه و پتروشیمی) تنش مجاز را برای هر دما می‌دهد. تنش مجاز فولاد کربنی از حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد به بعد تند پایین می‌آید و در کار طولانی بالای حدود ۴۲۵ درجه، خطر گرافیته‌شدن و خزش مطرح میشود. در این دماها از فولادهای کروم‌مولیبدن مثل ASTM A335 (گریدهای P11، P22، P91) استفاده میشود.
A106 در برابر A53 و API 5L
| ASTM A106 | ASTM A53 | API 5L | |
|---|---|---|---|
| نوع ساخت | فقط بدون درز | بدون درز (Type S)، ERW (Type E) و جوش لب‌به‌لب کوره‌ای (Type F) | بدون درز و انواع درزدار |
| کاربرد اصلی | لولهکشی فرایندی دمای بالا | مصارف عمومی، مکانیکی و تحت فشار؛ سیاه یا گالوانیزه | خطوط انتقال نفت و گاز |
| گریدها | A، B، C | A، B | B و X42 تا گریدهای بالاتر؛ سطح کیفی PSL1 و PSL2 |
| سیلیسیم | حداقل ۰٫۱۰٪ | الزامی ندارد | بسته به گرید و PSL |
| فسفر / گوگرد (حداکثر، گرید B) | ۰٫۰۳۵ / ۰٫۰۳۵٪ | ۰٫۰۵ / ۰٫۰۴۵٪ | بسته به PSL |
| ضریب کیفیت جوش در ASME B31.3 | ۱٫۰۰ | ۱٫۰۰ برای Type S؛ ۰٫۸۵ برای Type E | بسته به نوع ساخت |
نتیجه‌ی عملی: اگر مشخصات فنی پروژه A106 خواسته، لولهی درزدار A53 جایگزین آن نیست. در جهت مقابل، لولهی بدون درز با مارکینگ هم‌زمان A106 B / A53 B / API 5L B معمولاً هر سه نیاز را پوشش می‌دهد — به شرطی که هر سه استاندارد در گواهی آزمایش کارخانه درج شده باشد. جزئیات را در تفاوت A106 و A53 و راهنمای API 5L آورده‌ایم.
برای سرویس ترش (حاوی H₂S) API 5L الزامات مخصوص دارد (PSL2 با پیوست H). لولهی A106 هم در سرویس ترش به کار می‌رود، به شرطی که الزامات NACE MR0175 / ISO 15156 (از جمله حد سختی) در سفارش آمده و کنترل شده باشد (مشخصات لوله برای سرویس ترش).
آزمون‌ها و الزامات کیفی
- آزمون کشش: تنش تسلیم، استحکام کششی و ازدیاد طول برای هر ذوب و دسته‌ی تولید.
- آزمون خمش: برای سایزهای ۲ اینچ و کوچک‌تر.
- آزمون هیدرواستاتیک یا آزمون الکتریکی غیرمخرب (NDE): هر شاخه با یکی از این دو آزموده میشود؛ اگر خریدار روش خاصی می‌خواهد، باید در سفارش بنویسد (راهنمای تست هیدرواستاتیک).
- کنترل ابعادی و ظاهری: قطر، ضخامت (حداکثر ۱۲٫۵٪ کمتر از اسمی) و وزن مطابق ASTM A530.
- عملیات حرارتی: لولهی گرم‌نوردشده لازم نیست عملیات حرارتی شود، ولی لولهی سردکشیده باید پس از آخرین مرحله‌ی کشش عملیات حرارتی شود.
- الزامات تکمیلی (اختیاری): از جمله آنالیز محصول، کشش عرضی و آزمون ضربه؛ فقط وقتی اجرا می‌شوند که در سفارش آمده باشند (تست‌های لوله مانیسمان).
خرید لوله مانیسمان A106
لولههای مانیسمان آهن تودی — ایرانی و وارداتی، در رده‌های ۲۰، ۴۰ و ۸۰ — با استاندارد ASTM A106 / API 5L و ابعاد ASME B36.10M عرضه می‌شوند؛ مثلاً لوله مانیسمان ۲ اینچ رده ۴۰ وارداتی. قیمت روز همه‌ی سایزها در جدول قیمت لوله مانیسمان است. در سفارش این‌ها را بنویسید:
- استاندارد و گرید، و اینکه مارکینگ هم‌زمان A53 یا API 5L هم لازم است یا نه.
- سایز و رده (یا ضخامت به میلی‌متر) — ابعاد هر رده را در رده ۴۰ و رده ۸۰ ببینید.
- نوع گواهی (مثلاً EN 10204 نوع 3.1) و الزامات تکمیلی مثل آزمون ضربه یا سقف CE، اگر پروژه خواسته.
- طول، نوع سر و مقدار.
هنگام تحویل، شماره‌ی ذوب روی برچسب یا لوله باید با گواهی بخواند؛ روش کنترل را در راهنمای بررسی لوله مانیسمان آورده‌ایم.
سؤالات متداول
تفاوت ASTM A106 و ASME SA106 چیست؟
از نظر فنی تفاوتی ندارند. SA106 نسخهای از A106 است که ASME برای کدهای خود (مثل دیگ و مخزن تحت فشار) پذیرفته؛ بسیاری از لولهها هر دو را در مارکینگ دارند.
آیا ASTM A106 فقط برای لوله بدون درز است؟
بله. لولهی درزدار نمیتواند A106 باشد؛ برای درزدار باید سراغ استانداردهایی مثل ASTM A53 (نوع E) یا API 5L رفت.
فولاد A106 گرید B معادل کدام فولاد است؟
نزدیکترین همتای اروپایی آن معمولاً P265GH در EN 10216-2 ذکر میشود. این تطبیق تقریبی است و جایگزینی باید با تأیید طراح انجام شود.
حداکثر دمای کاری لوله A106 چقدر است؟
عدد را کد طراحی پروژه تعیین میکند، نه خود A106. تنش مجاز فولاد کربنی از حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه به بعد تند کم میشود و برای کار طولانی بالای حدود ۴۲۵ درجه معمولاً فولاد آلیاژی ASTM A335 انتخاب میشود.
آیا میتوان لوله A106 را گالوانیزه کرد؟
از نظر فنی میتوان روی آن پوشش روی داد، ولی A106 الزامی برای پوشش ندارد. لولهی گالوانیزه معمولاً با ASTM A53 سفارش داده میشود که پوشش روی را در دامنهی خود دارد.
تفاوت A106 گرید B و API 5L گرید B چیست؟
A106 برای لولهکشی فرایندی دمای بالاست و حداقل سیلیسیم دارد؛ API 5L مشخصات لولهی خط انتقال است و در PSL2 آزمون ضربه و سقف کربن معادل را اجباری میکند. بسیاری از لولههای بدون درز هر دو مارکینگ را دارند.
منابع
- ASTM A106/A106M — Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service، ASTM International
- ASTM A530/A530M — General Requirements for Specialized Carbon and Alloy Steel Pipe، ASTM International
- ASTM A53/A53M — Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless، ASTM International
- API Specification 5L — Line Pipe، American Petroleum Institute
- ASME B36.10M — Welded and Seamless Wrought Steel Pipe، ASME
