لوله فولادی ASTM A335؛ بررسی تخصصی گریدهای P1، P2، P5، P9، P11، P12، P15 و P22 | پتروفیتینگ

مقدمه

در صنایع نفت، گاز، پالایشگاه‌ها، پتروشیمی و نیروگاه‌ها، لوله‌های فولادی در معرض دما، فشار و تنش‌های مکانیکی قابل توجه قرار دارند. در چنین شرایطی، استفاده از فولاد کربنی معمولی همیشه پاسخ‌گوی الزامات طراحی نیست؛ زیرا افزایش دما می‌تواند موجب کاهش استحکام، خزش، اکسیداسیون و تغییرات تدریجی ریزساختار فولاد شود.

استاندارد ASTM A335/A335M مشخصات لوله‌های فولادی آلیاژی فریتی بدون درز را برای سرویس دمای بالا تعریف می‌کند. این استاندارد گریدهای مختلفی را پوشش می‌دهد که با توجه به ترکیب شیمیایی، به‌ویژه درصد کروم، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی، خواص متفاوتی دارند.

گریدهای ASTM A335 P1، P2، P5، P9، P11، P12، P15 و P22 از نظر مقاومت به خزش، رفتار در برابر اکسیداسیون، استحکام در دمای بالا، عملیات حرارتی و الزامات جوشکاری یکسان نیستند. به همین دلیل، انتخاب گرید مناسب باید بر اساس دمای طراحی، فشار، عمر مورد انتظار تجهیز، شرایط محیطی و کد طراحی انجام شود.

در پتروفیتینگ، آشنایی با استانداردهای لوله‌های صنعتی و تفاوت گریدهای فولادی، بخشی از اطلاعات فنی موردنیاز برای شناخت بهتر تجهیزات پایپینگ است. در این مقاله، گریدهای مهم ASTM A335 و ویژگی‌های متالورژیکی، کاربردها و الزامات فنی آن‌ها بررسی می‌شوند.

1. استاندارد ASTM A335 چیست؟

ASTM A335/A335M استانداردی برای لوله‌های فولادی آلیاژی فریتی بدون درز است که در سامانه‌های دما بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این استاندارد الزامات مرتبط با ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی، خواص مکانیکی، ابعاد، کیفیت ساخت و آزمون‌های محصول را مشخص می‌کند.

این لوله‌ها معمولاً در خطوط بخار، پالایشگاه‌ها، واحدهای فرایندی، نیروگاه‌ها و تجهیزات صنعتی دما بالا کاربرد دارند؛ البته انتخاب هر گرید باید با شرایط واقعی سرویس و الزامات طراحی مطابقت داشته باشد.

نکته مهم: ASTM A335 استاندارد لوله است. برای اتصالات، فلنج‌ها و سایر اجزای یک سیستم لوله‌کشی، استانداردهای متناسب با نوع قطعه باید جداگانه بررسی شوند.

2. نقش متالورژی در عملکرد لوله‌های ASTM A335

عملکرد فولادهای A335 تنها به استحکام اولیه آن‌ها وابسته نیست. در دمای بالا، ریزساختار و پایداری آن در طول زمان اهمیت اساسی دارد.

2.1 نقش مولیبدن (Mo)

مولیبدن از عناصر مهم در فولادهای مقاوم به دمای بالا است. این عنصر می‌تواند به افزایش استحکام در دمای بالا، بهبود مقاومت خزشی و کنترل رفتار فولاد در شرایط حرارتی کمک کند.

در بسیاری از فولادهای کروم‌مولیبدن، مولیبدن در کنار کروم به ایجاد تعادل میان استحکام، پایداری ریزساختار و مقاومت در شرایط سرویس کمک می‌کند. با این حال، عملکرد نهایی به ترکیب کامل فولاد، عملیات حرارتی و تاریخچه دمایی آن بستگی دارد.

2.2 نقش کروم (Cr)

کروم در تشکیل لایه اکسیدی محافظ روی سطح فولاد نقش دارد و می‌تواند مقاومت در برابر اکسیداسیون دمای بالا را بهبود دهد. افزایش مقدار کروم در فولادهای آلیاژی معمولاً برای شرایط حرارتی و محیطی سخت‌تر مفید است، اما به معنی مقاومت کامل در برابر همه انواع خوردگی نیست.

برای مثال، گریدهای P5 و P9 نسبت به گریدهای کم‌کروم، کروم بیشتری دارند. در نتیجه، از نظر مقاومت به اکسیداسیون دمای بالا و برخی شرایط فرایندی، رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند.

با این حال، انتخاب گرید باید بر اساس دمای واقعی، ترکیب گازها، وجود بخار آب، گوگرد و سایر عوامل محیطی انجام شود.

2.3 نقش کربن (C)

کربن در استحکام، سختی‌پذیری و تشکیل فازهای کاربیدی نقش دارد. مقدار کربن باید در محدوده استاندارد کنترل شود؛ زیرا افزایش یا کاهش آن می‌تواند بر خواص مکانیکی، جوش‌پذیری و پاسخ فولاد به عملیات حرارتی اثر بگذارد.

در فولادهای کروم‌مولیبدن، کاربیدها در استحکام دمای بالا و مقاومت خزشی نقش دارند. با این حال، تغییرات نامطلوب در اندازه، توزیع یا پایداری این رسوبات طی سرویس طولانی می‌تواند بر عملکرد فولاد اثر بگذارد.

2.4 نقش سیلیسیم (Si)

سیلیسیم در اکسیژن‌زدایی فولاد و برخی جنبه‌های مقاومت به اکسیداسیون مؤثر است. در گرید P15، مقدار سیلیسیم نسبتاً بالا است و این موضوع یکی از ویژگی‌های متمایز ترکیب شیمیایی آن محسوب می‌شود.

وجود سیلیسیم بیشتر به‌تنهایی تضمین‌کننده عملکرد بهتر در همه شرایط نیست؛ خواص نهایی باید بر اساس مشخصات گرید، عملیات حرارتی و شرایط سرویس ارزیابی شوند.

3. معرفی و بررسی تخصصی گریدهای ASTM A335

3.1 فولاد ASTM A335 Grade P1

گرید P1 از فولادهای کم‌آلیاژ مولیبدن‌دار است و برای کاربردهایی طراحی شده که به خواص مناسب در دمای بالا نیاز دارند.

ترکیب شیمیایی متداول این گرید شامل حدود 0.10 تا 0.20 درصد کربن و 0.44 تا 0.65 درصد مولیبدن است. مقدار کنترل‌شده مولیبدن به بهبود رفتار فولاد در دمای بالا کمک می‌کند.

از نظر متالورژیکی، خواص P1 به ترکیب شیمیایی، وضعیت عملیات حرارتی و ریزساختار نهایی وابسته است. هنگام انتخاب این گرید، باید فشار، دمای طراحی، شرایط جوشکاری و الزامات کد مربوطه بررسی شوند.

کاربردهای احتمالی شامل برخی خطوط فرایندی و سامانه‌های دما بالاست که طراحی آن‌ها استفاده از این گرید را مجاز می‌داند.

3.2 فولاد ASTM A335 Grade P2

گرید P2 یک فولاد کم‌آلیاژ کروم‌مولیبدن است که در مقایسه با P1، مقدار کنترل‌شده‌ای کروم نیز دارد.

ترکیب شیمیایی متداول آن شامل حدود 0.10 تا 0.20 درصد کربن، 0.50 تا 0.81 درصد کروم و 0.44 تا 0.65 درصد مولیبدن است.

کروم و مولیبدن در کنار یکدیگر بر رفتار فولاد در دمای بالا، مقاومت به اکسیداسیون و استحکام اثر می‌گذارند. با این حال، P2 را نباید با فولادهای دارای درصد بالاتر کروم مانند P5 یا P9 یکسان دانست.

انتخاب P2 باید با الزامات فشار و دمای طراحی و مشخصات فنی پروژه مطابقت داشته باشد.

3.3 فولاد ASTM A335 Grade P5

گرید P5 یک فولاد آلیاژی کروم‌مولیبدن با مقدار اسمی حدود 5 درصد کروم است. ترکیب متداول آن در محدوده 4 تا 6 درصد کروم و 0.45 تا 0.65 درصد مولیبدن قرار دارد.

افزایش کروم نسبت به گریدهای کم‌آلیاژ، مقاومت به اکسیداسیون دمای بالا را در شرایط مناسب بهبود می‌دهد. مولیبدن نیز در استحکام دمای بالا و رفتار فولاد در برابر خزش نقش دارد.

گرید P5 برای برخی خطوط و تجهیزات فرایندی دما بالا در پالایشگاه‌ها و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود؛ اما مجاز بودن آن برای یک سرویس خاص به شرایط طراحی و الزامات خوردگی وابسته است.

نکته فنی: در استاندارد A335، انواعی مانند P5، P5b و P5c نیز تعریف شده‌اند. این انواع از نظر ترکیب شیمیایی و شرایط عملیات حرارتی تفاوت دارند و نباید بدون بررسی مشخصات سفارش، معادل یکدیگر در نظر گرفته شوند.

3.4 فولاد ASTM A335 Grade P9

گرید P9 از فولادهای کروم‌مولیبدن با مقدار اسمی حدود 9 درصد کروم است. ترکیب متداول آن شامل حدود 8 تا 10 درصد کروم و 0.90 تا 1.10 درصد مولیبدن است.

کروم بالاتر می‌تواند مقاومت به اکسیداسیون را در شرایط مناسب بهبود دهد و مولیبدن در حفظ استحکام و رفتار فولاد در دمای بالا نقش دارد.

P9 در برخی سامانه‌های دما بالا و خطوط فرایندی استفاده می‌شود که ترکیب شیمیایی و خواص آن با الزامات پروژه مطابقت داشته باشد.

از نظر متالورژیکی، کنترل عملیات حرارتی و ریزساختار اهمیت زیادی دارد. انتخاب P9 صرفاً به دلیل درصد بالاتر کروم، بدون ارزیابی شرایط سرویس و الزامات مکانیکی، رویکرد مناسبی نیست.

3.5 فولاد ASTM A335 Grade P11

گرید P11 یکی از فولادهای شناخته‌شده کروم‌مولیبدن است. ترکیب شیمیایی متداول آن حدود 1.00 تا 1.50 درصد کروم و 0.44 تا 0.65 درصد مولیبدن است؛ محدوده دقیق کربن و سایر عناصر نیز باید مطابق نسخه استاندارد بررسی شود.

P11 برای بسیاری از کاربردهای دما بالا در صنایع فرایندی و نیروگاهی مطرح است. ترکیب کروم و مولیبدن به بهبود عملکرد فولاد در شرایط حرارتی کمک می‌کند.

عملیات حرارتی صحیح برای دستیابی به خواص مکانیکی موردنیاز اهمیت دارد. همچنین، در زمان جوشکاری باید روش اجرایی، پیش‌گرم، دمای بین‌پاسی و در صورت نیاز عملیات حرارتی پس از جوشکاری با توجه به ضخامت و کد طراحی تعیین شوند.

3.6 فولاد ASTM A335 Grade P12

گرید P12 نیز از فولادهای کم‌آلیاژ کروم‌مولیبدن است. مقدار متداول کروم آن حدود 0.80 تا 1.25 درصد و مقدار مولیبدن آن حدود 0.44 تا 0.65 درصد است.

P12 از نظر ترکیب شیمیایی به برخی گریدهای دیگر کروم‌مولیبدن نزدیک است، اما این شباهت به معنی قابلیت جایگزینی خودکار آن با P11 یا P22 نیست.

مقدار عناصر آلیاژی، خواص مکانیکی، شرایط عملیات حرارتی و الزامات استاندارد باید به‌صورت مجموعه‌ای بررسی شوند. کاربرد این گرید در خطوط دما بالا به شرایط طراحی و تأیید مهندسی وابسته است.

3.7 فولاد ASTM A335 Grade P15

گرید P15 از نظر ترکیب شیمیایی با بسیاری از گریدهای رایج کروم‌مولیبدن تفاوت دارد. در ترکیب متداول این گرید، حدود 1.15 تا 1.65 درصد سیلیسیم و 0.44 تا 0.65 درصد مولیبدن وجود دارد و کروم به‌عنوان عنصر آلیاژی اصلی در محدوده گریدهای P5 و P9 حضور ندارد.

سیلیسیم در رفتار اکسیداسیونی و ویژگی‌های متالورژیکی فولاد نقش دارد و مولیبدن به استحکام دمای بالا کمک می‌کند.

به دلیل تفاوت ترکیب شیمیایی، نباید P15 را صرفاً بر اساس نام استاندارد یا مقدار مولیبدن، معادل گریدهای کروم‌مولیبدن دانست. بررسی دقیق مشخصات خرید، دمای سرویس، خواص مکانیکی و روش‌های ساخت برای این گرید اهمیت دارد.

3.8 فولاد ASTM A335 Grade P22

گرید P22 از فولادهای کروم‌مولیبدن است که معمولاً حدود 1.90 تا 2.60 درصد کروم و 0.87 تا 1.13 درصد مولیبدن دارد.

ترکیب کروم و مولیبدن به بهبود عملکرد در دمای بالا کمک می‌کند و این گرید در بسیاری از کاربردهای صنعتی دما بالا، از جمله خطوط بخار و برخی بخش‌های نیروگاهی و پالایشگاهی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از نظر متالورژیکی، پایداری ریزساختار و رسوبات کاربیدی در سرویس طولانی اهمیت دارد. خزش، تغییرات تدریجی ریزساختار و آسیب حرارتی از عواملی هستند که باید در طراحی و ارزیابی عمر تجهیزات دما بالا در نظر گرفته شوند.

P22 را نباید تنها بر اساس شباهت اسمی با سایر گریدها انتخاب کرد؛ دما، فشار، ضخامت، عمر طراحی و الزامات کد باید مبنای تصمیم باشند.

4. مقایسه ترکیب شیمیایی گریدهای ASTM A335

جدول زیر محدوده‌های متداول برخی عناصر اصلی را برای مقایسه اولیه نشان می‌دهد. اعداد تقریبی‌اند و برای طراحی، خرید یا بازرسی نهایی باید با جدول ترکیب شیمیایی نسخه معتبر استاندارد و گواهی واقعی سازنده تطبیق داده شوند.

علامت خط تیره به معنی نبود کروم به‌عنوان عنصر آلیاژی اصلی در محدوده درج‌شده است، نه اینکه فولاد الزاماً هیچ کرومی نداشته باشد. حدود دقیق عناصر فرعی، باقیمانده‌ها و سایر محدودیت‌ها باید از استاندارد کنترل شوند.

5. عملیات حرارتی و اثر آن بر ریزساختار

عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین مراحل تولید لوله‌های ASTM A335 است. هدف آن دستیابی به ریزساختار و خواص مکانیکی موردنیاز و کنترل اثرات فرایند ساخت است.

بسته به گرید، استاندارد روش‌هایی مانند آنیل کامل، آنیل هم‌دما، نرماله‌کردن و تمپر را مجاز می‌داند. شرایط دقیق برای همه گریدها یکسان نیست.

آنیل کامل (Full Annealing)

در این روش، فولاد تا محدوده دمایی تعیین‌شده گرم و سپس طبق روش کنترل‌شده سرد می‌شود. این عملیات می‌تواند به کاهش تنش‌ها، تغییر ریزساختار و بهبود برخی ویژگی‌های شکل‌پذیری کمک کند.

آنیل هم‌دما (Isothermal Annealing)

در این فرایند، فولاد پس از گرم‌شدن به شرایط حرارتی کنترل‌شده‌ای منتقل می‌شود تا تحولات ریزساختاری در محدوده مشخص انجام شوند. هدف، دستیابی به ساختار و خواص مناسب طبق الزامات تولید است.

نرماله‌کردن و تمپر (Normalize and Temper)

نرماله‌کردن برای ایجاد ریزساختار مناسب انجام می‌شود و تمپرکردن پس از آن به تنظیم سختی، استحکام و چقرمگی کمک می‌کند. انتخاب دما و زمان باید مطابق گرید و الزامات استاندارد باشد.

در فولادهای آلیاژی، عملیات حرارتی نامناسب می‌تواند موجب خواص غیرقابل قبول یا تغییر رفتار ماده در سرویس طولانی شود. به همین دلیل، سوابق عملیات حرارتی و نتایج آزمون‌های محصول اهمیت دارند.

6. خزش و پایداری فولاد در دمای بالا

خزش (Creep) تغییر شکل وابسته به زمان است که در اثر تنش پایدار و دمای بالا رخ می‌دهد. برخلاف آزمون کشش کوتاه‌مدت، خزش می‌تواند طی هزاران ساعت یا بیشتر باعث افزایش تدریجی تغییر شکل و در نهایت آسیب یا شکست قطعه شود.

در لوله‌های دما بالا، ارزیابی خزش به عوامل زیر وابسته است:

• دمای واقعی فلز در زمان بهره‌برداری

• سطح تنش و فشار داخلی

• مدت زمان سرویس

• ترکیب شیمیایی و وضعیت ریزساختار

• کیفیت تولید و عملیات حرارتی

• تاریخچه راه‌اندازی، توقف و چرخه‌های حرارتی

مولیبدن و کروم در بسیاری از فولادهای A335 به عملکرد دمای بالا کمک می‌کنند؛ اما مقدار بیشتر یک عنصر به‌تنهایی معیار کافی برای رتبه‌بندی عمر خزشی نیست.

7. اکسیداسیون دمای بالا و خوردگی

اکسیداسیون در دمای بالا با واکنش سطح فلز با اکسیژن یا محیط اکسیدکننده ایجاد می‌شود. تشکیل لایه اکسیدی می‌تواند از سطح محافظت کند، اما پایداری و چسبندگی این لایه به ترکیب فولاد و شرایط محیطی وابسته است.

کروم در فولادهای آلیاژی می‌تواند مقاومت به اکسیداسیون را بهبود دهد؛ با این حال، مقاومت در برابر اکسیداسیون با مقاومت در برابر خوردگی تر، خوردگی ناشی از گوگرد یا سایر مکانیسم‌های تخریب یکسان نیست.

برای انتخاب گرید باید ترکیب محیط، دما، فشار، وجود بخار آب، ترکیبات گوگردی و سایر آلاینده‌ها مشخص شود. در سرویس‌های ویژه، ارزیابی مهندسی خوردگی و استانداردهای مرتبط ضروری است.

8. جوشکاری لوله‌های ASTM A335

جوشکاری فولادهای آلیاژی دما بالا نیازمند روش اجرایی مناسب است. ترکیب شیمیایی، ضخامت، میزان سختی‌پذیری، دمای سرویس و کد طراحی بر انتخاب روش جوشکاری اثر می‌گذارند.

مواردی که باید بررسی شوند عبارت‌اند از:

• انتخاب فلز پرکننده سازگار با گرید و سرویس

• پیش‌گرم‌کردن در صورت الزام

• کنترل دمای بین‌پاسی

• مدیریت ورود حرارت و نرخ سردشدن

• عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT)، در صورت نیاز

• کنترل سختی و بازرسی جوش

• رعایت الزامات کد طراحی و دستورالعمل تأییدشده جوشکاری

در فولادهای کروم‌مولیبدن، جوشکاری نامناسب می‌تواند موجب ایجاد ریزساختار سخت، تنش‌های پسماند و افزایش خطر ترک شود. با این حال، نیاز به هر مرحله و دمای آن باید بر اساس گرید، ضخامت، روش جوشکاری و کد حاکم تعیین شود؛ یک دستورالعمل واحد برای تمام گریدهای A335 قابل تعمیم نیست.

9. کنترل کیفیت و مدارک فنی

برای اطمینان از انطباق لوله با ASTM A335، بررسی مدارک و نتایج آزمون ضروری است. موارد مهم عبارت‌اند از:

1. گواهی بازرسی مواد و ترکیب شیمیایی

2. نتایج آزمون کشش و خواص مکانیکی

3. سوابق عملیات حرارتی

4. نتایج آزمون هیدرواستاتیک یا آزمون غیرمخرب موردنیاز

5. کنترل ابعاد، قطر، ضخامت و تلرانس‌ها

6. علامت‌گذاری گرید و شماره ذوب (Heat Number)

7. قابلیت ردیابی محصول تا مدارک تولید

8. انطباق با ویرایش استاندارد و الزامات سفارش خرید

آزمون‌های تکمیلی ممکن است بر اساس مشخصات خرید، کد طراحی یا الزامات کارفرما درخواست شوند. بنابراین نباید فرض کرد که همه لوله‌ها، صرفاً با درج نام ASTM A335، تمام آزمون‌های تکمیلی یکسان را پشت سر گذاشته‌اند.

10. راهنمای انتخاب گرید مناسب

انتخاب گرید باید با توجه به شرایط واقعی سرویس انجام شود:

• P1 و P2: برای کاربردهایی که مشخصات این فولادهای کم‌آلیاژ با شرایط طراحی مطابقت دارد.

• P5 و P9: برای برخی سرویس‌های دما بالا که ترکیب کروم‌مولیبدن آن‌ها مناسب ارزیابی شده است.

• P11 و P12: برای کاربردهای دما بالا با نیازهای مشخص به فولادهای کم‌آلیاژ کروم‌مولیبدن.

• P15: برای مواردی که ترکیب ویژه سیلیسیم‌مولیبدن آن در طراحی و مشخصات پروژه تعریف شده است.

• P22: برای برخی خطوط و تجهیزات دما بالا که خواص این گرید و الزامات طراحی آن را تأیید می‌کنند.

این فهرست، رتبه‌بندی عملکرد یا مجوز جایگزینی مستقیم نیست. گرید مناسب باید با کد طراحی، دمای فلز، فشار، ضخامت، عمر طراحی و شرایط محیطی تطبیق داده شود.

در پتروفیتینگ، شناخت تفاوت گریدها و توجه به مدارک فنی، مشخصات سفارش و الزامات استاندارد، به خریداران و متخصصان پایپینگ کمک می‌کند تا هنگام بررسی تجهیزات، تصمیم‌های دقیق‌تر و متناسب‌تری با نیاز پروژه بگیرند.

11. جمع‌بندی

ASTM A335 یکی از استانداردهای مهم برای لوله‌های فولادی آلیاژی بدون درز در سرویس دمای بالا است. گریدهای P1، P2، P5، P9، P11، P12، P15 و P22 با توجه به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی، رفتار متفاوتی در برابر خزش، اکسیداسیون و تنش‌های حرارتی دارند.

کروم در بسیاری از این گریدها به مقاومت در برابر اکسیداسیون کمک می‌کند و مولیبدن در استحکام و عملکرد دمای بالا نقش دارد. در P15 نیز مقدار بالاتر سیلیسیم یکی از ویژگی‌های مهم ترکیب شیمیایی است.

برای انتخاب درست، لازم است ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی، الزامات جوشکاری و مدارک کنترل کیفیت به‌صورت یکپارچه بررسی شوند. انتخاب بر اساس نام گرید یا درصد یک عنصر به‌تنهایی برای تضمین ایمنی و عمر تجهیز کافی نیست.

پتروفیتینگ با ارائه محتوای تخصصی درباره استانداردهای فولادی، لوله‌ها و اجزای سیستم‌های پایپینگ، تلاش می‌کند شناخت فنی دقیق‌تری از تجهیزات صنعتی و معیارهای انتخاب آن‌ها فراهم کند. برای انتخاب نهایی لوله ASTM A335، مشخصات فنی پروژه، نسخه معتبر استاندارد و مدارک تأییدشده سازنده باید مبنای تصمیم‌گیری قرار گیرند.

پرسش‌های متداول

ASTM A335 برای چه کاربردی استفاده می‌شود؟

این استاندارد برای لوله‌های فولادی آلیاژی فریتی بدون درز در سرویس دمای بالا تدوین شده است.

تفاوت ASTM A335 و ASTM A106 چیست؟

ASTM A335 به لوله‌های فولادی آلیاژی فریتی برای سرویس دمای بالا مربوط است؛ ASTM A106 عمدتاً لوله فولادی کربنی بدون درز برای سرویس دمای بالا را پوشش می‌دهد. انتخاب بین آن‌ها باید با توجه به طراحی و الزامات پروژه انجام شود.

تفاوت P11 و P22 چیست؟

هر دو فولاد کروم‌مولیبدن هستند، اما P22 معمولاً کروم و مولیبدن بیشتری دارد. این تفاوت بر خواص و کاربردهای قابل قبول اثر می‌گذارد، ولی به معنی جایگزینی خودکار نیست.

آیا تمام گریدهای A335 برای فشار و دمای یکسان مناسب هستند؟

خیر. هر گرید محدودیت‌ها و خواص مشخصی دارد. فشار، دما، ضخامت، کد طراحی و عمر مورد انتظار باید در انتخاب نهایی لحاظ شوند.

هنگام خرید لوله ASTM A335 چه مدارکی باید بررسی شوند؟

گواهی مواد، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، سوابق عملیات حرارتی، نتایج آزمون‌های موردنیاز و قابلیت ردیابی محصول از مدارک مهم هستند.

برای آشنایی بیشتر با استانداردهای لوله‌های صنعتی و سایر تجهیزات پایپینگ، مطالب تخصصی پتروفیتینگ را دنبال کنید.

A335 GR P ( 1 , 2 , 5 , 9 , 11 , 12 , 15 , 22 )

پتروفیتینگ تولید کننده اتصالات فشار قوی 

لوله ASTM A335 یک نوع لوله فولادی بدون درز با مقاومت بسیار بالا در برابر دما و فشار است. ترکیب شیمیایی خاص این لوله به ویژه وجود عناصر کروم و مولیبدن ویژگی های خاصی به این لوله بخشیده است.

ASTM A335 یکی از انواع لوله کربن بدون درز و خصوصیاتی شبیه به لوله مانیسمان است. دو عنصر کروم و مولیبدن از جمله عناصر شاخص در ساختار این لوله فولادی است. از این رو به لوله ASTM A335 لوله کروم نیز گفته میشود.

کاربرد لوله ASTM A335 

استفاده در صنایع مادر نظیر صنعت پتروشیمی 

مناسب برای کارخانه های پردازش گاز

کاربرد ASTM A335 در صنایع دریایی

امکان کار در نیروگاه ها و مخازن  تحت فشار

عنصر مولیبدن برای افزایش مقاومت کیفیت ضربه پذیری ، نرمی و خاصیت الاستیک نقش تعیین کننده ای دارد.

عنصر کروم نیز به دلیل خاصیت ضد اکسیداسیون و زنگ زدگی ، افزایش سختی و استحکام کششی از اهمیت زیادی برخوردار است

استاندارد ابعادی لوله طبق ASME B36 در نظر گرفته شده است. 

سایز و ابعاد لوله A335 بسیار متنوع است و از حدود "4/1 تا "24 را شامل میشود.

پترو فیتینگ تولید کننده اتصالات فشار قوی دنده ای و ساکت

فولاد آلیاژی

 ASTM A335 GR ( 1 , 2 , 5 , 9 , 11 , 12 , 15 , 22 )

با متریال فولادی ، استیل ، آلیاژی و سوپر آلیاژ

جهت سفارش با دفتر مرکزی تهران تماس بگیرید .

 09122115670

02133995468

لوله فولادی ASTM A333؛ بررسی تخصصی گریدهای 1، 3، 4، 6، 7، 8، 9 و 11 | پتروفیتینگ

مقدمه

در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و سامانه‌های انتقال سیالات سرد، انتخاب لوله فولادی تنها بر اساس فشار کاری و استحکام کششی کافی نیست. هنگامی که دمای سرویس کاهش پیدا می‌کند، رفتار فولاد در برابر ضربه و شکست ترد به یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات تبدیل می‌شود.

استاندارد ASTM A333/A333M برای لوله‌های فولادی کربنی و آلیاژی بدون درز و جوشی در سرویس دمای پایین و سایر کاربردهایی تدوین شده است که به چقرمگی ضربه‌ای مشخص نیاز دارند. این استاندارد الزامات مرتبط با ساخت، کنترل ریزساختار، آزمون‌های مکانیکی، آزمون ضربه و سایر بازرسی‌های موردنیاز را پوشش می‌دهد.

گریدهای A333 از نظر ترکیب شیمیایی، مقدار نیکل، شرایط عملیات حرارتی و حداقل دمای آزمون ضربه یکسان نیستند؛ بنابراین انتخاب بین آن‌ها باید بر اساس دمای طراحی، فشار، ضخامت لوله، شرایط ساخت و الزامات پروژه انجام شود.

پتروفیتینگ با تمرکز بر معرفی تخصصی تجهیزات پایپینگ و استانداردهای مرتبط، این راهنما را برای آشنایی بیشتر با گریدهای لوله ASTM A333، تفاوت‌های متالورژیکی آن‌ها و نکات مهم انتخاب لوله برای سرویس دمای پایین ارائه می‌کند.

1. استاندارد ASTM A333 چیست؟

ASTM A333 مشخصات فنی لوله‌های فولادی بدون درز (Seamless) و جوشی (Welded) را برای کاربردهایی تعریف می‌کند که عملکرد مناسب در دماهای پایین و چقرمگی کافی اهمیت دارد.

این استاندارد در ویرایش ASTM A333/A333M-24 شامل چندین گرید فریتی است. نکته مهم آن است که همه گریدهای این استاندارد، فولاد آلیاژی به معنای متداول فولادهای کروم‌مولیبدن نیستند؛ برخی از آن‌ها فولادهای کربنی یا کم‌آلیاژ هستند و برخی دیگر با افزودن نیکل برای بهبود چقرمگی در دماهای پایین طراحی شده‌اند.

تفاوت اصلی ASTM A333 با استانداردهای عمومی لوله فولادی در توجه ویژه به رفتار ماده در دمای پایین و الزامات چقرمگی ضربه‌ای است. داشتن استحکام کششی مناسب به‌تنهایی تضمین نمی‌کند که لوله در دمای پایین در برابر شکست ترد مقاوم باشد.

2. معرفی گریدهای ASTM A333

ASTM A333 Grade 1

گرید 1 از فولادهای کربنی مورد استفاده در لوله‌های سرویس دمای پایین است. این گرید برای کاربردهایی مناسب است که الزامات دمایی و مکانیکی پروژه با مشخصات آن مطابقت داشته باشد.

از نظر متالورژیکی، کنترل ریزساختار و کیفیت فولاد نقش مهمی در حفظ چقرمگی دارد. عملیات حرارتی مطابق استاندارد و انجام آزمون ضربه در دمای مقرر، از الزامات مهم ارزیابی این گرید هستند.

ASTM A333 Grade 3

گرید 3 دارای نیکل در حدود 3.18 تا 3.82 درصد وزنی است. حضور نیکل به بهبود چقرمگی فولاد در دماهای پایین کمک می‌کند و آن را برای کاربردهایی با نیاز دمایی پایین‌تر از گریدهای متداول کربنی مناسب‌تر می‌سازد.

حداقل دمای آزمون ضربه این گرید طبق جدول استاندارد، حدود منفی 100 درجه سانتی‌گراد است. انتخاب نهایی باید با دمای طراحی و نتایج آزمون محصول واقعی تطبیق داده شود.

ASTM A333 Grade 4

گرید 4 یک فولاد کم‌آلیاژ با ترکیب متفاوت از گریدهای کربنی ساده است. این گرید علاوه بر نیکل، حاوی مقادیر کنترل‌شده‌ای از عناصر آلیاژی مانند کروم و مس است.

وجود این عناصر بر رفتار متالورژیکی و خواص فولاد اثر می‌گذارد، اما نباید نتیجه گرفت که صرف وجود کروم یا مس، مقاومت عمومی به خوردگی را مانند فولاد زنگ‌نزن تضمین می‌کند.

حداقل دمای آزمون ضربه این گرید نیز حدود منفی 100 درجه سانتی‌گراد است.

ASTM A333 Grade 6

گرید 6 یکی از گریدهای شناخته‌شده و پرکاربرد این استاندارد است. این گرید معمولاً در پروژه‌های انتقال سیالات و خطوط فرایندی که الزامات سرویس دمای پایین دارند، مورد توجه قرار می‌گیرد.

در انتخاب گرید 6 باید به ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی، ضخامت، شرایط طراحی و نتایج آزمون ضربه توجه شود. حداقل دمای آزمون ضربه استاندارد برای این گرید حدود منفی 45 درجه سانتی‌گراد است.

گرید 6 را نباید صرفاً به دلیل کاربرد گسترده‌تر، جایگزین خودکار سایر گریدهای A333 دانست؛ دمای طراحی و مشخصات فنی پروژه تعیین‌کننده هستند.

ASTM A333 Grade 7

گرید 7 با ترکیب شیمیایی و الزامات مکانیکی مشخص‌شده در استاندارد تولید می‌شود و برای کاربردهای دمای پایین طراحی شده است.

حداقل دمای آزمون ضربه این گرید حدود منفی 75 درجه سانتی‌گراد است. هنگام خرید باید گواهی مواد، مشخصات عملیات حرارتی و نتایج آزمون‌های مکانیکی و ضربه بررسی شوند.

ASTM A333 Grade 8

گرید 8 یک فولاد نیکل‌دار با مقدار نیکل تقریبی 8.40 تا 9.60 درصد وزنی است. نیکل نقش مهمی در حفظ چقرمگی در دماهای بسیار پایین دارد.

حداقل دمای آزمون ضربه این گرید حدود منفی 195 درجه سانتی‌گراد است؛ به همین دلیل در برخی کاربردهای برودتی و کرایوژنیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تولید این گرید به کنترل دقیق ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی نیاز دارد. در استاندارد، روش‌های عملیات حرارتی ویژه‌ای برای آن در نظر گرفته شده است؛ بنابراین بررسی سوابق تولید و گواهی آزمون اهمیت زیادی دارد.

ASTM A333 Grade 9

گرید 9 حاوی نیکل در حدود 1.60 تا 2.24 درصد وزنی است و ترکیب شیمیایی آن با گریدهای کربنی ساده تفاوت دارد.

این گرید برای کاربردهایی طراحی شده است که به چقرمگی در دماهای پایین نیاز دارند. حداقل دمای آزمون ضربه آن حدود منفی 75 درجه سانتی‌گراد است.

مقدار نیکل، کیفیت ریزساختار و شرایط عملیات حرارتی در عملکرد این گرید نقش دارند. انتخاب آن باید با الزامات طراحی و آزمون‌های موردنیاز پروژه مطابقت داشته باشد.

ASTM A333 Grade 11

گرید 11 از نظر ترکیب شیمیایی با بسیاری از گریدهای متداول این استاندارد تفاوت قابل توجهی دارد و مقدار نیکل آن حدود 35 تا 37 درصد وزنی است.

این میزان نیکل، رفتار ماده را در دماهای پایین به‌طور اساسی تحت تأثیر قرار می‌دهد. با این حال، نباید گرید 11 را صرفاً بر اساس مقدار نیکل با سایر گریدها مقایسه کرد؛ خواص مکانیکی، شرایط ساخت، عملیات حرارتی و الزامات آزمون آن باید مطابق استاندارد و سفارش خرید بررسی شوند.

حداقل دمای آزمون ضربه درج‌شده برای این گرید حدود منفی 195 درجه سانتی‌گراد است. با توجه به ترکیب ویژه آن، کنترل گواهی مواد و تطبیق دقیق گرید با مشخصات طراحی اهمیت بالایی دارد.

3. مقایسه گریدهای ASTM A333 از نظر دمای آزمون ضربه

یکی از معیارهای مهم در انتخاب گرید، دمای آزمون ضربه چارپی (Charpy V-Notch) است. مقادیر زیر دمای آزمون تعیین‌شده در استاندارد هستند و نباید به‌تنهایی به‌عنوان حداقل دمای مجاز بهره‌برداری تفسیر شوند.

این مقادیر بر اساس جدول دمای آزمون ضربه ASTM A333/A333M-24 ارائه شده‌اند. معیار پذیرش انرژی ضربه، ابعاد نمونه و الزامات آزمون نیز باید مطابق متن همان ویرایش استاندارد و سفارش خرید بررسی شوند.

نکته مهندسی: دمای آزمون ضربه با حداقل دمای طراحی یا دمای مجاز سرویس یکسان نیست. تعیین دمای مجاز بهره‌برداری به کد طراحی، ضخامت، تنش، شرایط ساخت، جزئیات جوشکاری و الزامات پروژه وابسته است.

4. بررسی متالورژیکی ASTM A333

4.1 نقش نیکل در چقرمگی دمای پایین

نیکل یکی از عناصر مؤثر در بهبود چقرمگی برخی فولادها در دماهای پایین است. این عنصر می‌تواند رفتار شکست فولاد را بهبود دهد و دمای گذار از رفتار چقرمه به ترد را کاهش دهد.

به همین دلیل، گریدهای نیکل‌دار مانند Gr.3، Gr.8، Gr.9 و Gr.11 از نظر ترکیب و کاربرد با گریدهای کربنی مانند Gr.1 و Gr.6 تفاوت دارند. البته عملکرد واقعی تنها به درصد نیکل وابسته نیست و ریزساختار، عملیات حرارتی و کیفیت تولید نیز اهمیت دارند.

4.2 ریزساختار و عملیات حرارتی

عملیات حرارتی در لوله‌های A333 با هدف کنترل ریزساختار و دستیابی به خواص مکانیکی موردنیاز انجام می‌شود. برای بسیاری از گریدها، نرماله‌کردن یا روش‌های مجاز دیگر طبق استاندارد در نظر گرفته شده است.

گرید 8 شرایط عملیات حرارتی ویژه‌ای دارد و می‌تواند با روش‌هایی مانند کوئنچ و تمپر یا نرماله‌کردن دوگانه و تمپر تولید شود. جزئیات دقیق باید از نسخه معتبر استاندارد و گواهی تولیدکننده استخراج شود.

عملیات حرارتی نامناسب ممکن است بر اندازه دانه، سختی، استحکام، شکل‌پذیری و چقرمگی ضربه اثر منفی بگذارد.

4.3 شکست ترد و اهمیت آزمون چارپی

در دماهای پایین، برخی فولادهای فریتی مستعد کاهش چقرمگی و شکست ترد هستند. شکست ترد ممکن است با تغییر شکل پلاستیک اندک رخ دهد و به همین دلیل در تجهیزات تحت فشار و خطوط لوله خطرناک است.

آزمون ضربه چارپی با اندازه‌گیری انرژی جذب‌شده توسط نمونه دارای شیار، اطلاعاتی درباره رفتار ماده در شرایط آزمون فراهم می‌کند. این آزمون جایگزین تمام ارزیابی‌های مهندسی نیست، اما در کنترل کیفیت لوله‌های سرویس دمای پایین اهمیت ویژه‌ای دارد.

5. خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی

خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی هر گرید در جداول استاندارد تعریف شده‌اند. از جمله مواردی که در بررسی فنی باید کنترل شوند:

• استحکام کششی (Tensile Strength)

• حد تسلیم (Yield Strength)

• درصد ازدیاد طول

• ترکیب شیمیایی و محدودیت عناصر

• انرژی ضربه و دمای آزمون

• وضعیت عملیات حرارتی

• نتایج آزمون‌های هیدرواستاتیک و آزمون‌های غیرمخرب موردنیاز

مقادیر دقیق باید با گرید، ابعاد، ضخامت، روش تولید، ویرایش استاندارد و الزامات سفارش تطبیق داده شوند. استفاده از یک جدول عمومی بدون بررسی این شرایط می‌تواند به انتخاب اشتباه منجر شود.

6. تفاوت لوله بدون درز و جوشی در ASTM A333

استاندارد ASTM A333 لوله‌های بدون درز و جوشی را پوشش می‌دهد؛ با این حال، روش تولید و الزامات تکمیلی ممکن است بر کنترل کیفیت اثر بگذارند.

لوله بدون درز (Seamless): فاقد درز جوش طولی است و از فرایندهای شکل‌دهی و تولید بدون درز ساخته می‌شود.

لوله جوشی (Welded): دارای درز جوش است و باید الزامات مربوط به روش تولید، عملیات حرارتی و آزمون‌های موردنیاز را رعایت کند.

هیچ‌کدام از این دو روش به‌تنهایی تضمین‌کننده کیفیت نهایی نیست. انتخاب باید با مشخصات پروژه و مدارک قابل ردیابی محصول انجام شود.

7. کاربردهای صنعتی لوله ASTM A333

بسته به گرید، طراحی و شرایط سرویس، لوله‌های ASTM A333 می‌توانند در کاربردهای زیر مورد استفاده قرار گیرند:

• خطوط انتقال سیالات سرد در صنایع نفت و گاز

• خطوط فرایندی در پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی

• سامانه‌های تبرید صنعتی

• تجهیزات و خطوط مرتبط با سرویس برودتی

• بخش‌هایی از تأسیسات نیروگاهی و فرایندی که چقرمگی دمای پایین لازم دارند

• خطوطی که طبق کد طراحی به آزمون ضربه و خواص مشخص در دماهای پایین نیاز دارند

این موارد کاربردهای کلی هستند و به معنی مجاز بودن همه گریدها برای تمام این سرویس‌ها نیستند. انتخاب گرید باید بر اساس طراحی و استانداردهای حاکم بر پروژه صورت گیرد.

8. کنترل کیفیت و مدارک فنی

برای خرید و بازرسی لوله ASTM A333، تنها درج نام گرید روی بدنه یا فاکتور کافی نیست. مدارک و نتایج آزمون باید با الزامات سفارش مطابقت داشته باشند.

موارد مهم عبارت‌اند از:

1. گواهی بازرسی مواد و گزارش ترکیب شیمیایی

2. نتایج آزمون کشش و خواص مکانیکی

3. گزارش آزمون ضربه و دمای انجام آن

4. سوابق عملیات حرارتی، در صورت لزوم

5. نتایج آزمون هیدرواستاتیک و آزمون‌های غیرمخرب موردنیاز

6. قابلیت ردیابی شماره ذوب (Heat Number) و علامت‌گذاری محصول

7. انطباق ابعاد، ضخامت، قطر و تلرانس‌ها با سفارش

8. تطبیق مدارک با ویرایش استاندارد و کد طراحی پروژه

گواهی بازرسی باید نشان دهد محصول واقعاً مطابق گرید و الزامات سفارش تولید و آزمون شده است؛ صرف وجود عبارت ASTM A333 در مدارک، اثبات‌کننده انطباق کامل نیست.

9. نکات مهم هنگام انتخاب و خرید لوله ASTM A333

پیش از خرید، موارد زیر را مشخص کنید:

• حداقل و حداکثر دمای طراحی و دمای بهره‌برداری

• فشار طراحی و ضخامت موردنیاز

• گرید دقیق لوله

• روش تولید بدون درز یا جوشی

• الزامات آزمون ضربه و معیار پذیرش

• کد طراحی و استانداردهای تکمیلی پروژه

• نیازهای مربوط به آزمون‌های غیرمخرب و مدارک بازرسی

• شرایط جوشکاری، تعمیر و عملیات حرارتی پس از جوشکاری، در صورت کاربرد

در سرویس‌های برودتی، انتخاب گرید صرفاً بر اساس قیمت یا استحکام کششی مناسب نیست. چقرمگی، سازگاری با شرایط طراحی و قابلیت ردیابی مدارک مواد از عوامل تعیین‌کننده هستند.

در پتروفیتینگ، آشنایی با مشخصات فنی لوله‌های صنعتی و تفاوت گریدهای استاندارد می‌تواند به کارشناسان خرید و مهندسان کمک کند تا پیش از انتخاب محصول، الزامات طراحی، دمای سرویس و مدارک کیفی موردنیاز را با دقت بیشتری بررسی کنند.

10. جمع‌بندی

استاندارد ASTM A333 برای لوله‌های فولادی مورد استفاده در سرویس دمای پایین و کاربردهایی که به چقرمگی ضربه‌ای مشخص نیاز دارند، تدوین شده است. گریدهای 1، 3، 4، 6، 7، 8، 9 و 11 از نظر ترکیب شیمیایی، مقدار نیکل، شرایط عملیات حرارتی و دمای آزمون ضربه با یکدیگر تفاوت دارند.

در میان این گریدها، Gr.6 در بسیاری از کاربردهای متداول سرویس دمای پایین مطرح است؛ در حالی که گریدهایی مانند Gr.3، Gr.4، Gr.8 و Gr.11 با توجه به ترکیب و دمای آزمون، برای نیازهای دمایی متفاوت بررسی می‌شوند. هیچ گریدی را نباید بدون تطبیق با دمای طراحی، ضخامت، کد طراحی و نتایج آزمون به‌عنوان جایگزین مستقیم گرید دیگر معرفی کرد.

برای خرید مطمئن، مشخصات فنی سفارش، گواهی مواد، عملیات حرارتی و نتایج آزمون ضربه باید به‌صورت یکپارچه بررسی شوند.

پتروفیتینگ با ارائه محتوای تخصصی درباره لوله‌های فولادی، استانداردهای پایپینگ و مشخصات فنی تجهیزات صنعتی، تلاش می‌کند اطلاعات کاربردی در اختیار فعالان صنایع نفت، گاز و پتروشیمی قرار دهد. آشنایی با گریدهای ASTM A333 و الزامات سرویس دمای پایین، یکی از گام‌های مهم برای انتخاب آگاهانه لوله و افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌های انتقال سیالات است.

پرسش‌های متداول

ASTM A333 برای چه کاربردی استفاده می‌شود؟

برای لوله‌های فولادی بدون درز و جوشی که در سرویس دمای پایین یا کاربردهای نیازمند چقرمگی ضربه‌ای مشخص استفاده می‌شوند.

تفاوت ASTM A333 Gr.6 و Gr.8 چیست؟

این دو گرید از نظر ترکیب شیمیایی و الزامات دمایی متفاوت‌اند. گرید 8 نیکل بیشتری دارد و دمای آزمون ضربه آن پایین‌تر است؛ بنابراین انتخاب بین آن‌ها باید با شرایط طراحی تطبیق داده شود.

آیا تمام گریدهای ASTM A333 برای دمای منفی 100 درجه مناسب هستند؟

خیر. دمای آزمون ضربه هر گرید متفاوت است و دمای مجاز بهره‌برداری نیز باید با توجه به کد طراحی و شرایط واقعی پروژه تعیین شود.

آیا ASTM A333 فقط برای لوله بدون درز است؟

خیر. این استاندارد لوله‌های بدون درز و جوشی را پوشش می‌دهد؛ مشروط بر آنکه الزامات مربوط به ساخت، عملیات حرارتی و آزمون‌های استاندارد رعایت شوند.

هنگام خرید لوله ASTM A333 کدام مدارک اهمیت بیشتری دارند؟

گواهی مواد، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، نتایج آزمون ضربه، سوابق عملیات حرارتی و مدارک ردیابی محصول از مهم‌ترین موارد هستند.

برای انتخاب لوله مناسب، اطلاعات فنی محصول باید با شرایط واقعی پروژه تطبیق داده شوند. مطالب تخصصی پتروفیتینگ نیز می‌توانند به شناخت بهتر استانداردها و بررسی مشخصات لوله‌های موردنیاز در پروژه‌های پایپینگ کمک کنند.

ASTM A333 GR ( 1 , 3 , 4 , 6 , 7 , 8 , 9 , 11 )

 پتروفیتینگ تولیدکننده اتصالات فشار قوی

لوله ASTM A333  نام نوعی لوله فولادی است که معمولا در دمای پایین مورد استفاده قرار میگیرد.اندازه این لوله یا قطر نامی آن با استاندارد Nominal Demension ASME B36.10M تعیین میشود.

دسته بندی کلی فولاد A333 جزء فولاد های سخت برودتی بوده که در هفت استاندارد در دنیا موجود می باشد.

پرکاربرد ترین گرید های A333 در بازار ایران که به راحتی قابل یافت می باشد  A333 G6 و A333 G3 است که بین این دو گرید بازهم

A333 G6 در بازار و صنعت ایران پرکاربرد تر و به مراتب راحتتر میباشد.

در مورد گرید های مختلف لوله A333  باید اضافه کنیم که این نوع از لوله در 9 گرید متفاوت تولید میشود. این 9 گرید عبارتند از گرید های

1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 

این لوله معمولا در ابعاد "1/4 تا نهایتا "24 تولید میشود . ضخامت معمول لوله A333 از 10 تا 160 را در بر میگیرد.

پترو فیتینگ تولید کننده اتصالات فشار قوی دنده ای و ساکت

فولاد آلیاژی

 ASTM A333 GR ( 1 , 3 , 4 , 6 , 7 , 8 , 9 , 11 )

با متریال فولادی ، استیل ، آلیاژی و سوپر آلیاژ

جهت سفارش با دفتر مرکزی تهران تماس بگیرید .

 09122115670

02133995468

اتصالات فولادی ASTM A420؛ بررسی تخصصی گریدهای WPL3، WPL6، WPL8 و WPL9 از دیدگاه متالورژی | پتروفیتینگ

مقدمه

در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و تأسیسات برودتی، اتصالات لوله‌کشی باید علاوه بر تحمل فشار و بارهای مکانیکی، در دمای طراحی نیز چقرمگی کافی داشته باشند. کاهش دما می‌تواند رفتار شکست فولاد را تغییر دهد و در برخی مواد، احتمال شکست ترد را افزایش دهد؛ شکستی که ممکن است بدون تغییر شکل پلاستیک قابل‌توجه رخ دهد.

استاندارد ASTM A420/A420M برای اتصالات فولادی کربنی و آلیاژی ساخته‌شده به روش‌های شکل‌دهی، آهنگری و فرایندهای مجاز دیگر، در سرویس دمای پایین تدوین شده است. این استاندارد اتصالات بدون درز و جوشی را در بر می‌گیرد و الزاماتی برای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی و آزمون ضربه تعریف می‌کند.

چهار گرید مهم این استاندارد عبارت‌اند از:

• ASTM A420 WPL3

• ASTM A420 WPL6

• ASTM A420 WPL8

• ASTM A420 WPL9

این گریدها از نظر درصد نیکل، ساختار متالورژیکی و دمای آزمون ضربه با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین انتخاب گرید مناسب باید بر اساس حداقل دمای طراحی، فشار، ضخامت، کد طراحی و شرایط واقعی بهره‌برداری انجام شود.

پتروفیتینگ با تمرکز بر معرفی تخصصی تجهیزات پایپینگ و استانداردهای صنعتی، در این مقاله به بررسی ویژگی‌های متالورژیکی، تفاوت گریدها و نکات فنی انتخاب اتصالات فولادی ASTM A420 می‌پردازد.

1. استاندارد ASTM A420 چیست؟

ASTM A420/A420M استاندارد مشخصات اتصالات فولادی کربنی و آلیاژی برای سرویس دمای پایین است. این استاندارد برای قطعاتی به کار می‌رود که در سیستم‌های لوله‌کشی تحت فشار یا کاربردهای مرتبط با تجهیزات تحت فشار نصب می‌شوند.

نمونه‌های متداول این اتصالات عبارت‌اند از:

• زانویی جوشی (Butt-Weld Elbow)

• سه‌راهی (Tee)

• تبدیل هم‌مرکز و غیرهم‌مرکز (Concentric and Eccentric Reducer)

• کپ (Cap)

• اتصالات دیگر مطابق استانداردهای ابعادی مربوط

استاندارد ASTM A420 به‌تنهایی شکل و ابعاد تمام اتصالات را تعریف نمی‌کند؛ برای مثال، ابعاد بسیاری از اتصالات جوشی متداول با ASME B16.9 مرتبط است. بنابراین مشخصات متریال، ابعاد، کلاس فشار و الزامات نصب باید به‌صورت هماهنگ بررسی شوند.

تفاوت مهم: ASTM A333 استاندارد لوله‌های فولادی سرویس دمای پایین است؛ ASTM A420 استاندارد اتصالات این سیستم‌هاست. این دو استاندارد مکمل یکدیگرند، اما یکسان نیستند.

2. معرفی گریدهای ASTM A420

2.1 فولاد ASTM A420 WPL6

WPL6 یکی از گریدهای پرکاربرد اتصالات فولادی برای سرویس دمای پایین است. این گرید عمدتاً فولاد کربنی با کنترل ترکیب شیمیایی و الزامات چقرمگی ضربه‌ای است.

در این گرید، کربن حداکثر حدود 0.30 درصد وزنی و منگنز در محدوده تقریبی 0.50 تا 1.35 درصد قرار دارد. حدود دقیق سایر عناصر باید با نسخه معتبر استاندارد تطبیق داده شود.

منگنز در استحکام و سختی‌پذیری فولاد نقش دارد و کنترل کربن برای دستیابی به تعادل میان استحکام، شکل‌پذیری و جوش‌پذیری اهمیت دارد.

دمای آزمون ضربه متداول این گرید در استاندارد برابر با حدود منفی 45 درجه سانتی‌گراد است.

کاربردهای احتمالی WPL6 شامل اتصالات خطوط فرایندی، خطوط انتقال سیالات سرد و سیستم‌های تحت فشار است که دمای طراحی و الزامات مهندسی آن‌ها با این گرید سازگار باشد.

2.2 فولاد ASTM A420 WPL3

WPL3 یک فولاد نیکل‌دار با مقدار نیکل تقریبی 3.2 تا 3.8 درصد وزنی است. افزودن نیکل یکی از روش‌های متالورژیکی برای بهبود چقرمگی فولاد در دماهای پایین محسوب می‌شود.

نیکل بر رفتار شکست و دمای گذار از رفتار چقرمه به ترد اثر می‌گذارد. با این حال، مقدار نیکل به‌تنهایی تضمین‌کننده عملکرد قطعه نیست؛ کیفیت فولاد، ریزساختار، عملیات حرارتی و نتایج آزمون ضربه نیز اهمیت دارند.

دمای آزمون ضربه متداول WPL3 حدود منفی 100 درجه سانتی‌گراد است.

این گرید در برخی خطوط و تجهیزات فرایندی با دمای پایین‌تر از محدوده کاربرد متداول WPL6 قابل بررسی است. انتخاب نهایی باید بر اساس دمای طراحی و الزامات کد مربوطه صورت گیرد.

2.3 فولاد ASTM A420 WPL8

WPL8 یک فولاد نیکل‌دار با مقدار نیکل تقریبی 8.4 تا 9.6 درصد وزنی است. این میزان نیکل، آن را از گریدهای کربنی و گریدهای نیکل‌دار با درصد پایین‌تر متمایز می‌کند.

نیکل در این سطح می‌تواند امکان دستیابی به چقرمگی موردنیاز در دماهای بسیار پایین را فراهم کند. WPL8 در سرویس‌های برودتی و برخی کاربردهای کرایوژنیک مطرح است.

دمای آزمون ضربه متداول این گرید حدود منفی 195 درجه سانتی‌گراد است؛ دمایی نزدیک به محدوده دمای جوش نیتروژن مایع در فشار اتمسفری.

به دلیل دمای سرویس پایین، کنترل ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی، خواص مکانیکی و کیفیت ساخت اهمیت زیادی دارد. همچنین، الزامات جوشکاری و سازگاری فلز پرکننده باید متناسب با گرید و کد طراحی بررسی شوند.

2.4 فولاد ASTM A420 WPL9

WPL9 یک فولاد آلیاژی نیکل‌دار با مقدار نیکل تقریبی 1.6 تا 2.24 درصد وزنی است. این گرید از نظر ترکیب و عملکرد دمای پایین با WPL6 و گریدهای نیکل‌دارتر تفاوت دارد.

نیکل به بهبود چقرمگی در دماهای پایین کمک می‌کند. با این حال، میزان چقرمگی نهایی به ترکیب کامل فولاد، ریزساختار، عملیات حرارتی و کیفیت ساخت وابسته است.

دمای آزمون ضربه متداول WPL9 حدود منفی 75 درجه سانتی‌گراد است.

این گرید برای کاربردهایی قابل بررسی است که نیاز دمایی آن‌ها فراتر از محدوده متداول WPL6 باشد، اما به الزامات دمایی WPL3 یا WPL8 نیاز نداشته باشند. انتخاب گرید باید با مشخصات واقعی پروژه تطبیق داده شود.

3. مقایسه گریدها از نظر دمای آزمون ضربه

یکی از تفاوت‌های مهم گریدهای ASTM A420، دمای انجام آزمون ضربه چارپی V-notch است.

این مقادیر مربوط به دمای آزمون ضربه استاندارد هستند؛ نباید آن‌ها را مستقیماً با حداقل دمای مجاز بهره‌برداری یکسان دانست.

دمای مجاز سرویس به کد طراحی، ضخامت، تنش، جزئیات ساخت و جوشکاری، شرایط بارگذاری و الزامات پروژه وابسته است. معیار پذیرش انرژی ضربه نیز باید از نسخه استاندارد حاکم بر سفارش استخراج شود.

4. بررسی متالورژیکی گریدهای WPL

4.1 نقش نیکل در فولادهای سرویس دمای پایین

نیکل یکی از عناصر مهم برای بهبود چقرمگی برخی فولادها در دماهای پایین است. در فولادهای فریتی، کاهش دما می‌تواند موجب افزایش تمایل به شکست ترد شود؛ افزودن نیکل در ترکیب و ریزساختار مناسب می‌تواند رفتار شکست را بهبود دهد.

به‌طور کلی، گریدهای WPL3، WPL8 و WPL9 به دلیل نیکل کنترل‌شده، برای شرایط دمایی متفاوت طراحی شده‌اند. اما نمی‌توان عملکرد آن‌ها را فقط با درصد نیکل رتبه‌بندی کرد؛ عملیات حرارتی و نتایج آزمون محصول واقعی نیز باید بررسی شوند.

4.2 نقش کربن و منگنز

کربن در استحکام و سختی‌پذیری فولاد نقش دارد. با افزایش کربن، ممکن است استحکام افزایش یابد، اما جوش‌پذیری و برخی ویژگی‌های چقرمگی نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

منگنز در استحکام و کنترل ساختار فولاد مؤثر است. نسبت کربن و منگنز، همراه با کنترل ناخالصی‌هایی مانند فسفر و گوگرد، برای دستیابی به خواص مناسب اهمیت دارد.

فسفر و گوگرد باید در حدود مجاز استاندارد کنترل شوند؛ زیرا مقادیر نامطلوب آن‌ها می‌توانند بر رفتار شکست، شکل‌پذیری و کیفیت ساخت اثر منفی بگذارند.

4.3 ریزساختار و عملیات حرارتی

عملیات حرارتی یکی از مراحل مهم تولید اتصالات ASTM A420 است. بسته به گرید و روش تولید، شرایطی مانند نرماله‌کردن، نرماله‌کردن و تمپر، آنیل یا کوئنچ و تمپر می‌تواند در چارچوب استاندارد به کار رود.

هدف از عملیات حرارتی، دستیابی به خواص مکانیکی و چقرمگی موردنیاز و کنترل اثرات فرایند شکل‌دهی است.

در فولادهای نیکل‌دار، عملیات حرارتی مناسب در کنار ترکیب شیمیایی کنترل‌شده برای دستیابی به رفتار قابل‌اعتماد در دمای پایین اهمیت دارد. شرایط دقیق دما و زمان باید از استاندارد و سوابق تولیدکننده استخراج شود.

5. آزمون ضربه چارپی (Charpy V-Notch)

آزمون ضربه چارپی از آزمون‌های کلیدی در ارزیابی اتصالات سرویس دمای پایین است.

در این آزمون، نمونه‌ای با شیار استاندارد در دمای مشخص توسط آونگ ضربه می‌خورد و انرژی جذب‌شده برای شکست نمونه اندازه‌گیری می‌شود.

این آزمون اطلاعاتی درباره رفتار ماده در شرایط آزمون فراهم می‌کند و برای ارزیابی چقرمگی اهمیت دارد. با این حال، نتیجه آزمون به‌تنهایی جایگزین تحلیل کامل شکست یا بررسی تمام شرایط بهره‌برداری نیست.

موارد مهم در ارزیابی آزمون عبارت‌اند از:

• دمای انجام آزمون

• ابعاد و جهت‌گیری نمونه

• انرژی جذب‌شده

• تعداد نمونه‌ها و معیار پذیرش

• ارتباط نمونه با ذوب و عملیات حرارتی محصول

• انطباق نتایج با نسخه استاندارد و سفارش خرید

اگر ضخامت یا شکل قطعه اجازه تهیه نمونه استاندارد را ندهد، نحوه انجام آزمون یا شرایط معافیت باید بر اساس استاندارد حاکم بررسی شود؛ نباید نبود نمونه را بدون بررسی الزامات، به معنی قبولی قطعه تلقی کرد.

6. تفاوت ASTM A420 با ASTM A234

این دو استاندارد هر دو برای اتصالات فولادی به کار می‌روند، اما محدوده سرویس و الزامات آن‌ها متفاوت است.

A420 را نباید صرفاً به‌عنوان نسخه جایگزین A234 در نظر گرفت. انتخاب هر استاندارد باید بر اساس شرایط طراحی و نیازهای واقعی سرویس انجام شود.

7. ارتباط ASTM A420 با ASTM A333 و ASTM A350

در طراحی یک سیستم لوله‌کشی، قطعات مختلف باید از نظر خواص مکانیکی، دمای سرویس و الزامات کد با یکدیگر سازگار باشند.

• ASTM A333: استاندارد لوله‌های فولادی برای سرویس دمای پایین.

• ASTM A420: استاندارد اتصالات فولادی برای سرویس دمای پایین.

• ASTM A350: استاندارد برخی فلنج‌ها، اتصالات فورج‌شده و قطعات مشابه که برای کاربردهای نیازمند آزمون ضربه و سرویس دمای پایین تعریف شده‌اند.

وجود این استانداردها در یک پروژه به معنی برابری خودکار گریدهای آن‌ها نیست. برای مثال، WPL6، گرید متناظر لوله یا گرید فلنج را نباید تنها بر اساس شباهت کاربردی، بدون بررسی کد طراحی و مدارک مواد جایگزین کرد.

8. جوشکاری اتصالات ASTM A420

جوشکاری اتصالات سرویس دمای پایین باید به‌گونه‌ای انجام شود که خواص موردنیاز فلز پایه و ناحیه جوش حفظ شود.

عوامل مهم عبارت‌اند از:

• انتخاب روش اجرایی جوشکاری تأییدشده (WPS)

• انتخاب فلز پرکننده سازگار با گرید و شرایط سرویس

• کنترل ورود حرارت و دمای بین‌پاسی

• مدیریت شرایط پیش‌گرم و عملیات حرارتی پس از جوشکاری، در صورت الزام

• بررسی چقرمگی فلز جوش و ناحیه متأثر از حرارت، در صورت درخواست پروژه

• انجام آزمون‌های غیرمخرب مطابق کد طراحی

در سرویس دمای پایین، تنها استحکام فلز جوش کافی نیست؛ چقرمگی فلز جوش و ناحیه متأثر از حرارت نیز ممکن است اهمیت حیاتی داشته باشد.

هرگونه پیش‌گرم، عملیات حرارتی پس از جوشکاری یا آزمون تکمیلی باید مطابق گرید، ضخامت، روش اجرایی و الزامات کد تعیین شود. یک دستورالعمل یکسان را نمی‌توان به همه گریدهای A420 تعمیم داد.

9. کنترل کیفیت و مدارک فنی

برای اطمینان از انطباق اتصال با ASTM A420، بررسی مدارک فنی و ردیابی محصول ضروری است.

موارد مهم عبارت‌اند از:

1. گواهی بازرسی مواد و ترکیب شیمیایی

2. نتایج آزمون کشش و خواص مکانیکی

3. گزارش آزمون ضربه چارپی در دمای مقرر

4. سوابق عملیات حرارتی

5. کنترل ابعاد و ضخامت

6. علامت‌گذاری گرید و شماره ذوب

7. بررسی آزمون‌های غیرمخرب موردنیاز

8. مدارک جوشکاری و بازرسی جوش، در صورت کاربرد

9. انطباق با ویرایش استاندارد و الزامات سفارش خرید

طبق الزامات استاندارد، اتصالات جوشی ذوبی لب‌به‌لب باید مشمول بازرسی رادیوگرافی موردنیاز باشند. آزمون هیدرواستاتیک نیز در ASTM A420 به‌صورت الزام عمومی برای خود اتصال تعریف نشده است؛ هر الزام اضافی باید از کد طراحی یا سفارش خرید بررسی شود.

گواهی مواد باید به‌طور روشن نشان دهد که محصول، گرید، وضعیت عملیات حرارتی و نتایج آزمون‌های موردنیاز با سفارش مطابقت دارند.

10. کاربردهای صنعتی اتصالات ASTM A420

بسته به گرید، شرایط طراحی و الزامات پروژه، اتصالات ASTM A420 می‌توانند در کاربردهای زیر مورد استفاده قرار گیرند:

• خطوط انتقال سیالات سرد در صنایع نفت و گاز

• خطوط فرایندی پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی

• سامانه‌های تبرید صنعتی

• تجهیزات و خطوط سرویس برودتی

• بخش‌هایی از سامانه‌های ذخیره‌سازی و انتقال سیالات در دمای پایین

• خطوط تحت فشار که کد طراحی آن‌ها به چقرمگی ضربه‌ای مشخص نیاز دارد

این موارد، نمونه‌هایی از کاربردهای بالقوه هستند؛ مناسب بودن هر گرید باید با دمای طراحی، فشار، مشخصات ماده و الزامات مهندسی پروژه تأیید شود.

11. راهنمای انتخاب و خرید

برای انتخاب اتصال مناسب، موارد زیر باید پیش از خرید مشخص شوند:

• حداقل و حداکثر دمای طراحی

• فشار طراحی و ضخامت موردنیاز

• نوع اتصال و استاندارد ابعادی

• گرید دقیق متریال

• الزامات آزمون ضربه و معیار پذیرش

• کد طراحی حاکم بر سیستم

• الزامات جوشکاری و آزمون‌های غیرمخرب

• نوع مدارک بازرسی و قابلیت ردیابی محصول

در سرویس‌های بسیار سرد، انتخاب گرید صرفاً بر اساس قیمت یا استحکام کششی مناسب نیست. چقرمگی، کیفیت عملیات حرارتی، نتایج آزمون و سازگاری قطعات متصل‌شونده باید به‌صورت یکپارچه ارزیابی شوند.

در پتروفیتینگ، شناخت استانداردهای مواد و تفاوت گریدهای اتصالات به بررسی دقیق‌تر مشخصات فنی و انتخاب تجهیزات متناسب با الزامات پروژه کمک می‌کند. پیش از نهایی‌کردن سفارش، تطبیق گرید، ابعاد، دمای طراحی و مدارک آزمون با مشخصات فنی پروژه ضروری است.

12. جمع‌بندی

ASTM A420 استاندارد مهمی برای اتصالات فولادی کربنی و آلیاژی در سرویس دمای پایین است. چهار گرید WPL3، WPL6، WPL8 و WPL9 از نظر ترکیب شیمیایی، مقدار نیکل و دمای آزمون ضربه تفاوت دارند.

WPL6 عمدتاً یک فولاد کربنی برای سرویس دمای پایین است؛ WPL9 دارای نیکل کمتر از WPL3 و WPL8 است؛ WPL3 برای شرایط دمایی پایین‌تر طراحی شده و WPL8 با حدود 9 درصد نیکل در برخی کاربردهای کرایوژنیک مطرح است.

با این حال، دمای آزمون ضربه را نباید معادل حداقل دمای مجاز سرویس دانست. انتخاب صحیح نیازمند بررسی دمای طراحی، کد مربوطه، ضخامت، عملیات حرارتی، کیفیت جوشکاری و مدارک بازرسی است.

پتروفیتینگ با ارائه محتوای تخصصی درباره استانداردهای لوله‌ها، اتصالات و سایر اجزای سیستم‌های پایپینگ، به شناخت بهتر ویژگی‌های فنی تجهیزات صنعتی کمک می‌کند. در نهایت، انتخاب اتصال مناسب باید بر پایه الزامات مهندسی، مدارک معتبر مواد و شرایط واقعی بهره‌برداری انجام شود.

پرسش‌های متداول

ASTM A420 برای چه قطعاتی استفاده می‌شود؟

برای اتصالات فولادی کربنی و آلیاژی، مانند زانویی، سه‌راهی، تبدیل و کپ، که برای سرویس دمای پایین طراحی شده‌اند.

تفاوت WPL6 و WPL3 چیست؟

WPL6 عمدتاً فولاد کربنی است و دمای آزمون ضربه متداول آن حدود منفی 45 درجه سانتی‌گراد است؛ WPL3 حدود 3.2 تا 3.8 درصد نیکل دارد و دمای آزمون ضربه آن حدود منفی 100 درجه سانتی‌گراد است.

چرا در WPL8 از نیکل بیشتری استفاده می‌شود؟

نیکل بالا به دستیابی به چقرمگی مناسب در دماهای بسیار پایین کمک می‌کند. WPL8 معمولاً در دمای آزمون ضربه حدود منفی 195 درجه سانتی‌گراد ارزیابی می‌شود.

آیا WPL6 و A333 Gr.6 یک استاندارد هستند؟

خیر. ASTM A333 Gr.6 گرید لوله است، در حالی که ASTM A420 WPL6 گرید اتصال است. هر دو برای سرویس دمای پایین مطرح‌اند، اما استاندارد و الزامات آن‌ها متفاوت است.

آیا همه اتصالات ASTM A420 باید آزمون ضربه داشته باشند؟

الزامات آزمون ضربه و پذیرش باید بر اساس گرید، نسخه استاندارد، شرایط سفارش و الزامات تکمیلی پروژه بررسی شوند. برای تأیید انطباق، به گزارش آزمون واقعی محصول مراجعه کنید.

مهم‌ترین مدارک خرید اتصالات ASTM A420 کدام‌اند؟

گواهی مواد، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، نتایج آزمون ضربه، سوابق عملیات حرارتی، علامت‌گذاری و قابلیت ردیابی محصول از مهم‌ترین مدارک هستند.

برای آشنایی بیشتر با استانداردهای صنعتی و مشخصات فنی تجهیزات پایپینگ، مطالب تخصصی پتروفیتینگ را دنبال کنید.

A420 WPL ( 3 , 6 , 8 , 9 )

پتروفیتینگ تولید کننده اتصالات فشار قوی 

اتصالات لوله  ASTM A420  یک نوع اتصالات لوله جوش با لب هستند که معمولا از لوله های فولادی با گرید ASTM A333 GR6 تولید میشوند.

اتصالات لوله ASTM A333 GR6 از آلیاژ فولاد کربنی ساخته شده است که از کربن ، فسفر ، منگنز ، گوگرد و سیلیکون تشکیل شده است.

استنلس استیل a420 یک فولاد با کربن بالا حداقل کروم و مقدار 12% است. مانند هر فولاد ضد زنگ دیگر ، این گرید از طریق عملیات حرارتی میتواند سخت شود .

در حالت آنیل مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ 420 ، خاصیت مقاومت خوبی در برابر خوردگی را ایجاد میکند . این گرید به دلیل 12% درصد کروم بیشترین سختی را در بین سایر گرید های استنلس استیل دارد.

ترکیب شیمیایی A420 

%13 کروم 

%1 منگنز 

%1 سیلیس 

%2 کربن

%4 فسفر

%3 سولفور

خصوصیات مکانیکی A420 

 نقطه ذوب : 2649_2750 درجه فارنهایت 

چگالی : 7.73 

ماشینکاری A420 مشابه ماشینکاری فولادهای با کربن بالا است. این ورق هارا میتوان به راحتی در حالت آنیل ماشینکاری کرد.

کاربرد آلیاژ 420  

این فولاد به دلیل خصوصیاتی که دارد کاربرد گسترده ای نیز دارد ، مهم ترین کاربرد این گرید:

تیغ های برش 

ولو های سوزنی 

مقاومت A420 در برابر خوردگی 

در شرایط سخت کاری فولاد های گرید A420 در برابر آب، قلیایی ها، هوا و اسید های خفیف مقاوم هستند.

خواص مقاومت در برابر خوردگی استنلس استیل A420 در شرایط آنیل تمایل به کاهش دارند.مقاومت در برابر خوردگی گرید 420 نسبت به آلیاژهای گرید 430 فریتیک با 17% کروم فولاد های گرید 410 و سایر گرید های آستنیتی پایین تر است.

این آلیاژ در صنایع پتروشیمی و بیشتر برای اتصالات جوشی استفاده میشود. که معمولا برای تولید اتصالات جوشی کاربرد دارد نه دنده ای.

برای تولید این آلیاژ ابتدا میلگرد را به صورت ریخته گری تولید میکنیم سپس سطح قطعه را میتراشیم تا پوسته ریخته گری از روی قطعه خارج شود. بعد از ماشین کاری قطعه به قسمت فورج برای تراکم ملکولی بالا انتقال داده میشود بعد از فورج قطعه به صورت پیش فرم برش داده

و سایز میکنیم.

سپس به قطعه را تا دمای 1200 درجه حرارت میدهیم و به صورت پیش فرم داخل قالب گذاشته تا فرم اصلی قطعه را به خود بگیرد.

مهم ترین نکته آلیاژ A420  پوسته بالای آن است که به همین دلیل این قطعه را دو بار فورج میکنیم.

پس از یک مرحله فورج قطعه را شات بلاست میکنیم و بعد از آن دومرتبه قطعه را در دمای 650 درجه سانتیگراد حرارت میدهیم و  دوباره فورج میکنیم تا سطح نامناسبی که در اثر فورج اولیه ایجاد شده بود از بین برود اصطلاحا به آن اتو کردن گفته میشود که پس از آن دوباره قطعه فورج میشود تا شکل و زیبایی قطعه ایجاد میشود که بعد از سه بار فورج کردن قطعه آماده ماشین کاری میشود. 

بعد از این مرحله قطعه وارد عملیات حرارتی میشود که تنش زدایی شود , سپس به قسمت ماشین کاری انتقال داده میشود تا طبق متریال درخواستی و  استانداردهای جهانی تولید شود.