ASTM A106 Gr.Bالأنابيب الفولاذية غير الملحومة هي أنابيب فولاذية كربونية عالية الحرارة، وفقًا لمعيار الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM)، وتُستخدم غالبًا لنقل السوائل في بيئات ذات درجات حرارة وضغوط عالية. أما في الصين، فتعتمد المواد المستخدمة بشكل أساسي على المعيار الوطني الصيني (GB) ومعايير الصناعة، ويجب أن تتوافق مع ثلاثة جوانب: التركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية، وظروف الاستخدام.

عادة ما يكون هناك خياران لمقارنة المواد المحلية:

المادة الأولى المقابلة: فولاذ 20 (GB/T 8163)
الفولاذ 20 هو فولاذ إنشائي كربوني عادي، وهو مادة شائعة في معيار GB/T8163 ومناسب لنقل السوائل بشكل عام. مقارنة التركيب الكيميائي: يحتوي الفولاذ ASTM A106 Gr.B على نسبة كربون (C) تتراوح بين 0.17 و0.24%، ونسبة منجنيز (Mn) تتراوح بين 0.29 و1.06%؛ بينما يحتوي الفولاذ 20 على نسبة كربون تتراوح بين 0.17 و0.24%، ونسبة منجنيز تتراوح بين 0.35 و0.65%. نسبة الكربون في كلا النوعين متقاربة، لكن نسبة المنجنيز في الفولاذ ASTM أعلى.A106 Gr.Bيتميز بحد أعلى أعلى وأداء أفضل في درجات الحرارة العالية.
مقارنة الخواص الميكانيكية: يتميز الفولاذ ASTM A106 Gr.B بقوة شد تزيد عن 415 ميجا باسكال وقوة خضوع تزيد عن 240 ميجا باسكال؛ بينما يتميز الفولاذ 20 بقوة شد تزيد عن 410 ميجا باسكال وقوة خضوع تزيد عن 245 ميجا باسكال. البيانات متشابهة، لكن درجات الحرارة المطبقة مختلفة.
قيود الاستخدام: يُعدّ الفولاذ من النوع 20 مناسبًا لظروف التشغيل ذات درجة حرارة تصميمية أقل من 350 درجة مئوية وضغط منخفض. في حال استخدامه في درجات حرارة وضغوط عالية (مثل أنابيب الغلايات)، يجب اختيار مادة ذات معايير أعلى.
المادة الثانية المقابلة: 20 غرام (GB 5310)
20G عبارة عن مادة أنابيب فولاذية غير ملحومة للغلايات عالية الضغط، وهي تنتمي إلى معيار GB 5310 ومناسبة لأنظمة البخار ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي.
مقارنة التركيب الكيميائي:20 غراميحتوي على نسبة كربون تتراوح بين 0.17-0.24%، ونسبة منجنيز تتراوح بين 0.35-0.65%، وتحكم أكثر صرامة في محتوى الفوسفور والكبريت، وهو ما يتوافق بشكل أكبر مع مؤشرات ASTMA106 Gr.B.
مقارنة الخصائص الميكانيكية: قوة الشد لـ 20G هي ≥410 ميجا باسكال، وقوة الخضوع لها >245 ميجا باسكال، وهو ما يقارب نفس قوة ASTM A106 Gr.B، ودرجة حرارة التشغيل المسموح بها تصل إلى 450 درجة مئوية.
سيناريوهات التطبيق: يستخدم 20G بشكل شائع في أنابيب الغلايات لمحطات الطاقة الحرارية ومعدات الضغط العالي الكيميائية، ويمكن أن يحل محل ASTM A106 Gr.B لنفس ظروف العمل.
احتياطات الاستبدال 1. اختلافات المعايير: يتطلب معيار ASTM A106 Gr.B اختبار الشد العرضي واختبار التسطيح، بينما يتطلب معيار GB/T 8163 اختبار الشد الطولي فقط. عند الاستبدال، من الضروري التأكد من استيفاء عناصر الاختبار للمتطلبات.
2. متطلبات المعالجة الحرارية: يتم تسليم ASTM A106 Gr.B عادةً في حالة الدرفلة الساخنة، ويتطلب 20G معالجة التطبيع، ويجب تعديل العملية في حالة الاستبدال.
3. متطلبات الاعتماد: إذا كان مشروع التصدير يشترط استخدام مواد وفقًا للمعايير الأمريكية، فيجب التأكد مع العميل من قبول استبدالها بمعايير وطنية. قد تتطلب بعض المشاريع فحصًا إضافيًا من طرف ثالث.
حالة تطبيق عملي
اشترت إحدى شركات البتروكيماويات أنابيب من نوع ASTM A106 Gr.B لنقل النفط في درجات حرارة عالية. ونظرًا لطول دورة التسليم، تحولت الشركة إلى استخدام أنابيب من نوع 20G. وبعد إجراء اختبارات من جهة خارجية، تبين أن مقاومة الصدمات (-20 درجة مئوية KV2234J) وقوة تحمل درجات الحرارة العالية (قوة الخضوع > 180 ميجا باسكال عند 450 درجة مئوية) لأنابيب 20G تلبي متطلبات التصميم، وتم قبول المشروع.
ملخص
يمكن أن يتوافق معيار ASTM A106 Gr.B مع الفولاذ 20 (ظروف التشغيل العامة) أو الفولاذ 20G (ظروف التشغيل ذات درجات الحرارة والضغط العاليين) في الصين. عند الاستبدال، من الضروري مراعاة معايير درجة الحرارة والضغط والاختبار المحددة. يُنصح بإعطاء الأولوية لمادة 20G، حيث أن تركيبها الكيميائي وأداءها أقرب إلى متطلبات المعيار الأمريكي، ولها نطاق أوسع من التطبيقات.