La norma ASTM A53 és una de les normes de material més utilitzades per als tubs d'acer que es fan servir a la indústria del petroli i el gas i altres indústries de procés. El grau B de l'ASTM A53 és més popular que altres graus. Aquests tubs poden estar nus sense cap tipus de recobriment, o poden estar recoberts de zinc o per immersió en calent i fabricats per soldadura o per un procés de fabricació sense costura.
Al sector del petroli i el gas, els tubs de grau A53 s'utilitzen en aplicacions estructurals i no crítiques. No es fan servir en serveis d'hidrocarburs ni en serveis que impliquin pressió i temperatura.
Grandàries i tipus de tubs contemplats a la norma ASTM A53
En aquesta norma es contemplen les canonades de mida NPS 1/8" a NPS 26". Això equival a DN 6 a DN 650.
Hi ha tres tipus de tubs coberts per aquesta norma.
Tipus F - Tubs soldats al màxim al forn.
Grau A
La canonada de tipus F Garde A es fabrica mitjançant bobina contínua, i la unió longitudinal se solda mitjançant soldadura de forja. En aquest procés es fan servir conjunts de rodets que creen una pressió mecànica als extrems calents units de la bobina.
Tipus E - Tub soldat per resistència elèctrica.
Grau A
Grau B
Els tubs Garde A i Garde B del tipus E es fabriquen mitjançant una bobina contínua, i la unió longitudinal se solda mitjançant la calor produïda per la resistència elèctrica entre els extrems oposats del tub. En aquest procés també es fa servir un conjunt de rodets per unir els extrems escalfats. El cordó de soldadura dels tubs de grau B es tracta tèrmicament després de la soldadura fins a un mínim de 540 degree.
Tipus S - Tubs sense soldadura
Grau A
Grau B
Els tubs tipus S es fabriquen mitjançant el mètode d'extrusió.
L'acer brut utilitzat per fabricar els tubs es produeix mitjançant el mètode de forn obert, forn elèctric o d'oxigen bàsic.
Composició química i propietats mecàniques dels tubs ASTM A53
El ferro és l'element principal dels tubs A53. Altres elements com el carboni, el manganès, el fòsfor, el sofre, el coure, el níquel, el crom, el molibdè i el vanadi també estan disponibles en petites quantitats. Consulteu la taula de composició química dels tipus E, F i S.
| Tipus | E and S | E and S | F |
|---|---|---|---|
| Grau | A | B | A |
| Carboni | 0.25 | 0.3 | 0.3 |
| Manganès | 0.95 | 1.2 | 1.2 |
| Fòsfor | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Sofre | 0.45 | 0.45 | 0.45 |
| Coure* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Níquel* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Crom* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Molibdè* | 0.15 | 0.5 | 0.5 |
| Vanadi* | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| *La suma d'aquests cinc elements ha de ser inferior a l'1,00%. | |||
Propietats mecàniques de ASTM A53
Els valors mínims acceptables per a la resistència a la tracció i el límit elàstic a Mpa per a l'assaig mecànic dels tubs ASTM A53 s'enumeren a continuació.
| Tipus i qualitats | Resistència a la tracció -Mpa | Resistència al límit elàstic - Mpa |
|---|---|---|
| Type E and S – Grau A | 330 | 205 |
| Type E and S – Grau B | 415 | 240 |
| Type F – Grau A | 330 | 205 |
Inspecció i proves dels tubs
Durant la inspecció de la canonada, cal realitzar les proves següents a la canonada per comprovar la qualitat del producte final.
Anàlisi química del producte final. Nombre de proves - 2 tubs per lot de 500 o 2 tubs per nombre de calor. Si algun dels tubs falla, es provaran dos tubs més del mateix lot.
Prova de tracció - Aquesta prova es realitza per comprovar les propietats mecàniques del tub. En el cas dels tubs soldats, la resistència de la soldadura no ha de ser inferior a la del cos del tub.
Prova de flexió - Per a la mida de la canonada NPS 2 i menor prova de flexió es realitza per comprovar la ductilitat de la canonada. La prova de flexió pot ser de 90 graus o 180 graus, depenent dels requisits.
Prova d'aplanament - Els tubs de mida superior a NPS 2 se sotmeten a la prova de ductilitat mitjançant una prova d'aplanament. Una mostra de la canonada es talla i es col·loca entre dues superfícies planes i s'aplana com s'especifica a la norma ASTM A53.
Prova hidràulica - Aquesta prova es realitza a cada tram de la canonada per comprovar l'estanquitat. La pressió es mantindrà durant 5 segons o més.
Prova ultrasònica o electromagnètica del cordó de soldadura - Aquesta prova no destructiva es realitza en tota la longitud de la soldadura per comprovar-ne la solidesa.
Dimensions dels tubs Schedule 40 a MM
| Standard Pipe Schedule 40 – ASTM A53 Graus A i B – dimensions in mm | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
| (mm) | (mm) | (mm) | Plain End (kg/m) | Threads & Couplings (kg/m | ||
| 1/8″ | 6 | 10.3 | 6.8 | 1.73 | 0.37 | 0.37 |
| 1/4″ | 8 | 13.7 | 9.2 | 2.24 | 0.63 | 0.63 |
| 3/8″ | 10 | 17.1 | 12.5 | 2.31 | 0.84 | 0.84 |
| 1/2″ | 15 | 21.3 | 15.8 | 2.77 | 1.27 | 1.27 |
| 3/4″ | 20 | 26.7 | 20.9 | 2.87 | 1.69 | 1.69 |
| 1″ | 25 | 33.4 | 26.6 | 3.38 | 2.5 | 2.5 |
| 1-1/4″ | 32 | 42.2 | 35.1 | 3.56 | 3.39 | 3.4 |
| 1-1/2″ | 40 | 48.3 | 40.9 | 3.68 | 4.05 | 4.04 |
| 2″ | 50 | 60.3 | 52.5 | 3.91 | 5.44 | 5.46 |
| 2-1/2″ | 65 | 73 | 62.7 | 5.16 | 8.63 | 8.67 |
| 3″ | 80 | 88.9 | 77.9 | 5.49 | 11.29 | 11.35 |
| 3-1/2″ | 90 | 101.6 | 90.1 | 5.74 | 13.57 | 13.71 |
| 4″ | 100 | 114.3 | 102.3 | 6.02 | 16.07 | 16.23 |
| 5″ | 125 | 141.3 | 158.2 | 6.55 | 21.77 | 22.07 |
| 6″ | 150 | 168.3 | 154.1 | 7.11 | 28.26 | 28.58 |
| 8″ | 200 | 219.1 | 202.7 | 8.18 | 42.55 | 43.73 |
| 10″ | 250 | 273 | 254.5 | 9.27 | 60.29 | 63.36 |
| 12″ | 300 | 323.8 | 304.8 | 9.52 | 73.78 | 76.21 |
Schedule 40 Pipe Dimensions in Inches
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (Inches) | (Inches) | (Inches) | Plain End (lb/ft) | Threads & Couplings (lb/ft) | ||
| 1/8″ | 6 | 0.405 | 0.269 | 0.068 | 0.24 | 0.25 |
| 1/4″ | 8 | 0.54 | 0.364 | 0.088 | 0.43 | 0.43 |
| 3/8″ | 10 | 0.675 | 0.493 | 0.091 | 0.57 | 0.57 |
| 1/2″ | 15 | 0.84 | 0.622 | 0.109 | 0.85 | 0.86 |
| 3/4″ | 20 | 1.05 | 0.824 | 0.113 | 1.13 | 1.14 |
| 1″ | 25 | 1.315 | 1.049 | 0.133 | 1.68 | 1.69 |
| 1-1/4″ | 32 | 1.66 | 1.38 | 0.14 | 2.27 | 2.28 |
| 1-1/2″ | 40 | 1.9 | 1.61 | 0.145 | 2.72 | 2.74 |
| 2″ | 50 | 2.375 | 2.067 | 0.154 | 3.66 | 3.68 |
| 2-1/2″ | 65 | 2.875 | 2.469 | 0.203 | 5.8 | 5.85 |
| 3″ | 80 | 3.5 | 3.068 | 0.216 | 7.58 | 7.68 |
| 3-1/2″ | 90 | 4 | 3.548 | 0.226 | 9.12 | 9.27 |
| 4″ | 100 | 4.5 | 4.026 | 0.237 | 10.8 | 10.92 |
| 5″ | 125 | 5.563 | 5.047 | 0.258 | 14.63 | 14.9 |
| 6″ | 150 | 6.625 | 6.065 | 0.28 | 18.99 | 19.34 |
| 8″ | 200 | 8.625 | 7.981 | 0.322 | 28.58 | 29.35 |
| 10″ | 250 | 10.75 | 10.02 | 0.365 | 40.52 | 41.49 |
| 12″ | 300 | 12.75 | 12 | 0.375 | 49.61 | 51.28 |
Extra Heavy – Schedule 80 Pipe Dimensions in MM
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (mm) | (mm) | (mm) | Plain End (kg/m) | Threads & Couplings (kg/m | ||
| 1/8″ | 6 | 10.3 | 5.5 | 2.41 | 0.47 | 0.46 |
| 1/4″ | 8 | 13.7 | 7.7 | 3.02 | 0.8 | 0.8 |
| 3/8″ | 10 | 17.1 | 10.7 | 3.2 | 1.1 | 1.1 |
| 1/2″ | 15 | 21.3 | 13.9 | 3.73 | 1.62 | 1.62 |
| 3/4″ | 20 | 26.7 | 18.8 | 3.91 | 2.2 | 2.21 |
| 1″ | 25 | 33.4 | 24.3 | 4.55 | 3.24 | 3.25 |
| 1-1/4″ | 32 | 42.2 | 32.5 | 4.85 | 4.47 | 4.49 |
| 1-1/2″ | 40 | 48.3 | 38.1 | 5.08 | 5.41 | 5.39 |
| 2″ | 50 | 60.3 | 49.3 | 5.54 | 7.48 | 7.55 |
| 2-1/2″ | 65 | 73 | 59 | 7.01 | 11.41 | 11.52 |
| 3″ | 80 | 88.9 | 73.7 | 7.62 | 15.27 | 15.39 |
| 3-1/2″ | 90 | 101.6 | 85.4 | 8.08 | 18.63 | 18.82 |
| 4″ | 100 | 114.3 | 97.2 | 8.56 | 22.32 | 22.6 |
| 5″ | 125 | 141.3 | 122.3 | 9.52 | 30.94 | 31.42 |
| 6″ | 150 | 168.3 | 146.3 | 10.97 | 42.56 | 43.05 |
| 8″ | 200 | 219.1 | 193.7 | 12.7 | 64.64 | 65.41 |
Extra Heavy – Schedule 80 Pipe Dimensions in Inches
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (Inches) | (Inches) | (Inches) | Plain End (lb/ft) | Threads & Couplings (lb/ft) | ||
| 1/8″ | 6 | 0.405 | 0.215 | 0.095 | 0.31 | 0.32 |
| 1/4″ | 8 | 0.54 | 0.302 | 0.119 | 0.54 | 0.54 |
| 3/8″ | 10 | 0.675 | 0.423 | 0.126 | 0.74 | 0.74 |
| 1/2″ | 15 | 0.84 | 0.549 | 0.147 | 1.09 | 1.09 |
| 3/4″ | 20 | 1.05 | 0.742 | 0.154 | 1.48 | 1.48 |
| 1″ | 25 | 1.315 | 0.957 | 0.179 | 2.17 | 2.19 |
| 1-1/4″ | 32 | 1.66 | 1.278 | 0.191 | 3 | 3.03 |
| 1-1/2″ | 40 | 1.9 | 1.5 | 0.2 | 3.63 | 3.65 |
| 2″ | 50 | 2.375 | 1.939 | 0.218 | 5.03 | 5.08 |
| 2-1/2″ | 65 | 2.875 | 2.323 | 0.276 | 7.67 | 7.75 |
| 3″ | 80 | 3.5 | 2.9 | 0.3 | 10.26 | 10.35 |
| 3-1/2″ | 90 | 4 | 3.364 | 0.318 | 12.52 | 12.67 |
| 4″ | 100 | 4.5 | 3.826 | 0.337 | 15 | 15.2 |
| 5″ | 125 | 5.563 | 4.813 | 0.375 | 20.8 | 21.04 |
| 6″ | 150 | 6.625 | 5.761 | 0.432 | 28.6 | 28.88 |
| 8″ | 200 | 8.625 | 7.625 | 0.5 | 43.43 | 44 |
Permissible Variations – ASTM A53 Grades A and B Pipe
| Permissible Variations for ASTM A53 Grades A and B Pipe | |||
|---|---|---|---|
| OD | Over | Under | |
| Outside Diameter | NPS 1/8 to 1-1/2 DN 6 to 40 | 1/64″ (0.4mm) | 1/64″ (0.4mm) |
| NPS 2 and up DN 50 and up | 1% | 1% | |
| Wall Thickness at Any Point | ——— | 12.50% | |
| Weight | 10% | 10% | |
