ASTM B444 è una specifica standard specifica per tubi senza saldatura-lavorati a freddo, costituiti da una lega di nichel-cromo-molibdeno-niobio (UNS N06625). Questo materiale è conosciuto a livello globale come Inconel 625. A differenza delle specifiche di più leghe come ASTM B622, B444 copre solo una lega: Inconel 625. Questa attenzione su una singola lega implica requisiti di qualità più severi, processi di trattamento termico specifici e standard di proprietà meccaniche adattati alla combinazione unica di elevata resistenza, resistenza alla corrosione e durata a fatica di Inconel 625.
La specifica definisce la composizione chimica, due diversi gradi di trattamento termico (Grado 1 e Grado 2), proprietà meccaniche, tolleranze dimensionali, prove idrostatiche e procedure di ispezione. ASTM B444 copre sia i tubi (le dimensioni sono classificate in base alla dimensione nominale e al diametro come specificato in ANSI B36.19) sia i tubi (le dimensioni sono classificate in base al diametro esterno e allo spessore della parete).
I tubi Inconel 625 conformi agli standard ASTM B444 sono ampiamente utilizzati nella lavorazione chimica, nel petrolio e nel gas offshore, nei sistemi di scarico marini, nei componenti aerospaziali, nel ritrattamento del combustibile nucleare, nella desolforazione dei gas di scarico (FGD) e nelle condotte sottomarine. Questa guida copre tutti gli aspetti dello standard B444 (inclusi due gradi, composizione chimica, proprietà meccaniche, tolleranze, trattamento termico, test e problemi di applicazione pratica) per aiutare gli ingegneri e il personale addetto agli acquisti a ordinare il prodotto giusto per le loro esigenze applicative.
Differenze chiave tra Grado 1 e Grado 2
1. Grado 1 (ricotto)
Senso:Il materiale viene ricotto a una temperatura relativamente bassa (tipicamente superiore a 1600 gradi F / 871 gradi).
Caratteristiche:Grani più fini, maggiore resistenza meccanica (maggiore carico di rottura e snervamento).
Applicazioni principali:Ambienti corrosivi ad alta-pressione, bassa-temperatura/temperatura ambiente-.
Applicazioni tipiche:Il progetto brasiliano per il petrolio e il gas nelle acque profonde-che hai menzionato, collettori sottomarini, linee di strumenti ad alta-pressione, linee di iniezione di reagenti chimici.
2. Grado 2 (soluzione ricotta)
Senso:Il materiale viene solubilizzato-trattato a una temperatura più elevata (tipicamente superiore a 2000 gradi F/1093 gradi) per ottenere una soluzione completa di carburo.
Caratteristiche:Grani più grossi, resistenza leggermente inferiore al Grado 1, ma con eccellente resistenza allo scorrimento viscoso e tenacia alla frattura.
Obiettivo principale:Ambienti con temperature estremamente elevate- (tipicamente riferite a condizioni operative superiori a 1100 gradi F / 593 gradi).
Applicazioni tipiche:Parti di motori aeronautici-, componenti di forni industriali, inceneritori di rifiuti, unità di pirolisi petrolchimica.
Composizione chimica di ASTM B444
La tabella seguente elenca i limiti di composizione completi specificati nella norma ASTM B444.
| Elemento | Composizione,% | Ruolo nella lega |
| Nichel (Ni) | 58,0 minuti | Elemento matrice, base resistente alla corrosione |
| Cromo (Cr) | 20.0–23.0 | Resistenza all'ossidazione, filmogeno passivo |
| Molibdeno (Mo) | 8.0–10.0 | Resistenza alla vaiolatura/fessure, riducendo la resistenza agli acidi |
| Niobio + tantalio (Cb+Ta) | 3.15–4.15 | Soluzione solida-rinforzante, stabilizza contro la sensibilizzazione |
| Ferro (Fe) | 5,0 massimo | Elemento residuo/costo |
| Carbonio (C) | 0,10 massimo | Mantenuto basso per ridurre al minimo la precipitazione del carburo |
| Manganese (Mn) | 0,50 massimo | Disossidante, controllo dello zolfo |
| Silicio (Si) | 0,50 massimo | Disossidante |
| Fosforo (P) | 0,015 massimo | Limite di impurità |
| Zolfo (S) | 0,015 massimo | Limite di impurità, controllo del cracking a caldo |
| Cobalto (Co) | 1,0 massimo | Residuo (se determinato) |
| Alluminio (Al) | 0,40 massimo | Rinforzo minore, supporto all'ossidazione |
| Titanio (Ti) | 0,40 massimo | Stabilizzatore minore in carburo |
Proprietà meccaniche di ASTM B444
| Proprietà | Grado 1 (ricotto) | Grado 2 (soluzione ricotta) | Metodo di prova |
| Resistenza alla trazione, min | 120.000 psi (827 MPa) | 100.000 psi (690 MPa) | ASTM E8 |
| Limite di snervamento (compensazione dello 0,2%), min | 60.000 psi (414 MPa) | 40.000 psi (276 MPa) | ASTM E8 |
| Allungamento in 2 pollici o 4D, min | 30% | 30% | ASTM E8 |
| Sollecitazione idrostatica della fibra (S) | 30.000 psi (207 MPa) | 25.000 psi (172 MPa) | P=2St/D |
| Pressione di prova idrostatica, max | 1.000 psi (6,9 MPa) | 1.000 psi (6,9 MPa) | - |
Tolleranze ASTM B444
Le tolleranze dimensionali dello standard ASTM B444 coprono il diametro esterno, lo spessore della parete e la lunghezza di taglio dei tubi senza saldatura-lavorati a freddo. Poiché B444 copre solo i prodotti-lavorati a freddo, le sue tolleranze sono più rigorose di quelle per i tubi in lega di nichel-lavorati a caldo.
| STANDARD | STRANO) | TOLLERANZA (MM) | SPESSORE (S) | TOLLERANZA | LUNGHEZZA | TOLLERANZA |
| MM | MM | |||||
| B444 (Tubi e tubazioni-lavorati a freddo) |
10 Inferiore o uguale a D<16 | ±0.13 | - | ±15% | OD<50.8 : +3.2/-0 OD maggiore o uguale a 50,8: +4.8/-0 I dettagli si riferiscono a B829 |
|
| 16 Inferiore o uguale a D Inferiore o uguale a 38 | ±0.19 | ±10% | ||||
| 38 | ±0.25 | |||||
| 76 | ±0.38 | ±12.5% | ||||
| 114 | ±0.51 | |||||
| 152 | ±0.64 | |||||
| 168 Inferiore o uguale al D<219 | ±0.79 | ±15%/-12.5% | ||||
| 219 | +1.57/-0.79 | |||||
| 356 | +3.18/-0.79 | |||||
ASTM B444 Grado 1 rispetto a Grado 2
Il sistema a due- livelli della norma ASTM B444 è uno dei criteri distintivi più importanti nell'approvvigionamento di tubi in leghe di nichel. La scelta del livello sbagliato può portare a fallimenti prematuri o costi inutili.
Grado 1è ricotto e ha una resistenza maggiore-a temperatura ambiente. È la scelta giusta quando la temperatura operativa rimane inferiore a 1100 gradi F (593 gradi) e il requisito principale è la resistenza alla corrosione combinata con un'elevata resistenza meccanica. Questo grado si trova principalmente nelle linee di flusso sottomarine, nei sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare, nei tubi per la produzione di gas acidi, nei soffietti di scarico marini e nelle tubazioni dei processi chimici esposti ad acidi aggressivi al di sotto di 600 gradi F (315 gradi).
Grado 2è solubilizzato e ha una durata superiore-al creep e alla rottura a temperature elevate. È necessario quando la temperatura di servizio supera i 1100 gradi F (593 gradi) e la resistenza allo scorrimento viscoso a lungo termine o la stabilità termica sono importanti. Troverai questo grado nei condotti di scarico delle turbine a gas, nelle apparecchiature per il ritrattamento del combustibile nucleare, nei tubi del reformer e nei componenti dei forni.
La tabella seguente mette a confronto tutti i parametri chiave per i due livelli.
| Parametro | Grado 1 (Ricotto) |
Grado 2 (Soluzione ricotta) |
| Trattamento termico | Ricotto a 1600 gradi F (871 gradi) minimo | Soluzione ricotta a una temperatura minima di 2000 gradi F (1093 gradi). |
| Stabilizzazione | Non richiesto | Opzionale: 1800 gradi F (982 gradi) min. per la resistenza alla sensibilizzazione |
| Resistenza alla trazione, min | 120.000 psi (827 MPa) | 100.000 psi (690 MPa) |
| Resistenza allo snervamento, min | 60.000 psi (414 MPa) | 40.000 psi (276 MPa) |
| Allungamento, min | 30% | 30% |
| Stress delle fibre (test idro) | 30.000 psi (207 MPa) | 25.000 psi (172 MPa) |
| Temperatura di servizio massima | 1100 gradi F (593 gradi) | Sopra 1100 gradi F (593 gradi) |
| Applicazione primaria | Resistenza alla corrosione, sottomarino, marino | Resistenza al creep/rottura, fornace, nucleare |
| Predefinito se non specificato | Sì (navi di grado 1) | - (deve essere specificato) |
| Granulometria | Più fine (ASTM 5–8) | Più grossolano (ASTM 2–5) |
Quando utilizzare le leghe di grado 1
Leghe di grado 1sono ideali quando le temperature di esercizio sono inferiori a 1100 gradi F (593 gradi) e i requisiti principali sono resistenza alla corrosione ed elevata resistenza meccanica. La temperatura di ricottura più bassa (minimo 1600 gradi F / 871 gradi) provoca la precipitazione di carburi fini nella matrice, rafforzando la lega. Questo faLeghe di grado 120% più forte in termini di resistenza alla trazione e 50% più forte in termini di resistenza allo snervamento rispetto aLeghe di grado 2.
Applicazioni comuni perLeghe di grado 1includono oleodotti sottomarini, sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare, condotte per la produzione di gas acido, soffietti di scarico marini e condotte di processi chimici esposti ad ambienti acidi corrosivi a temperature inferiori a 600 gradi F (315 gradi).
Quando utilizzare le leghe di grado 2
Leghe di grado 2sono necessari quando le temperature di esercizio superano i 1100 gradi F (593 gradi) e la resistenza allo scorrimento viscoso a lungo termine o la stabilità termica sono fondamentali. La ricottura della soluzione a una temperatura minima di 2000 gradi F (1093 gradi) dissolve tutti i precipitati di carburi e composti intermetallici, formando una matrice di soluzione solida pura. Questa struttura a grana-grossa mostra una velocità di scorrimento più lenta alle alte temperature rispetto ai materiali di Classe 1 a grana-fine.
Un trattamento di stabilizzazione opzionale a una temperatura minima di 1800 gradi F (982 gradi) è adatto per l'energia nucleare e le applicazioni chimiche critiche che richiedono materiali resistenti alla corrosione intergranulare (sensibilizzazione) dopo una prolungata esposizione termica. Le applicazioni comuni per i materiali di Classe 2 includono tubi di scarico di turbine a gas, apparecchiature per il ritrattamento del combustibile nucleare, riformatori e componenti di forni.
Requisiti del trattamento termico ASTM B444
Il trattamento termico è fondamentale per distinguere tra materiali di Grado 1 e Grado 2. Determina l'equilibrio tra dimensione dei grani, distribuzione dei precipitati, resistenza alla temperatura ambiente e proprietà di scorrimento alle alte-temperature. Una corretta selezione del processo di trattamento termico durante la fase di approvvigionamento può evitare costose sostituzioni di materiale.
Grado 1: ricottura
La temperatura minima di ricottura per i materiali di grado 1 è di 1600 gradi F (871 gradi). Questa temperatura è sufficiente per ricristallizzare la struttura lavorata a freddo-, ma sufficientemente bassa da trattenere il carburo di niobio fine (NbC) e i precipitati di carbonitruro all'interno dei grani. Questi precipitati agiscono come agenti fissanti al confine del grano, mantenendo piccola la dimensione del grano (tipicamente ASTM 5-8). La microstruttura risultante presenta un'elevata resistenza a temperatura ambiente (resistenza alla trazione 120 ksi, carico di snervamento 60 ksi) e buone proprietà di fatica.
Grado 2: solubilizzazione
I materiali di grado 2 vengono solubilizzati a una temperatura minima di 2000 gradi F (1093 gradi). A questa temperatura, tutti i carburi, i carbonitruri e qualsiasi fase di Laves di tipo Ni₂(Cr, Mo) si dissolvono nella matrice di nichel. La dimensione dei grani aumenta fino al grado ASTM 2-5. Questa struttura pulita e a grana grossa mostra uno scorrimento più lento a temperature superiori a 1100 gradi F (593 gradi ) perché ci sono meno e più lunghi confini dei grani che costituiscono il percorso primario di rottura dello scorrimento.
Dopo la solubilizzazione, è facoltativa una ricottura di stabilizzazione a una temperatura minima di 1800 gradi F (982 gradi). Questo processo di invecchiamento controllato ri-precipita il carburo di niobio ai bordi dei grani, formando una rete semi-continua che resiste alla corrosione intergranulare dopo una prolungata esposizione termica. Questo stato stabilizzato presenta requisiti specifici nel ritrattamento del combustibile nucleare e nelle applicazioni chimiche critiche.
Condizioni e Finiture Disponibili
ASTM B444 specifica le condizioni standard e la finitura superficiale per i tubi Inconel 625. La finitura superficiale dipende dal fatto che il prodotto sia-lavorato a freddo e che il diametro esterno sia rettificato (lucido) o trafilato a freddo-senza rettifica (decapato/opaco).
| Condizione | Processo | Finitura/Superficie |
| Trafilato a freddo-, ricotto/Sol Ann, diametro esterno rettificato | Trafilato a freddo-, trattato termicamente, diametro esterno rettificato | OD luminoso; L'ID dipende dall'atmosfera (brillante se ricotto in atmosfera protettiva) |
| Trafilato a freddo-, ricotto/Sol Ann, marinato | Trafilato a freddo-, trattato termicamente, decapato acido | Superfici OD e ID opache, opache (decapate). |
| Intervallo di dimensioni (D.E. terra) | - | DE da 1/2 a 4 pollici (12,7–102 mm), parete normale e pesante, tutto NPS |
| Intervallo di dimensioni (in salamoia) | - | OD da 1/2 a 6-5/8 pollici (12,7–168 mm), parete normale e pesante, tutto NPS |
Requisiti delle prove idrostatiche
Qualsiasi tubo o tubazione con un diametro esterno di 1/8 di pollice (3 mm) o maggiore e uno spessore di parete di 0,015 pollici (0,38 mm) o maggiore deve superare un test idrostatico. La pressione di prova viene calcolata utilizzando la seguente formula:
P=2St/D
Dove P=pressione di prova idrostatica (psi), S=sollecitazione ammissibile delle fibre (psi), t=spessore minimo della parete (pollici) e D=diametro esterno (pollici).
La pressione massima di prova è 1.000 psi (6,9 MPa). Qualsiasi tubo o raccordo che presenti perdite durante il test è inaccettabile. I valori di stress delle fibre ammissibili sono i seguenti:
| Grado | Stress delle fibre, psi | Sollecitazione delle fibre, MPa |
| Grado 1 (ricotto) | 30,000 | 207 |
| Grado 2 (soluzione ricotta) | 25,000 | 172 |
Il produttore e l'acquirente possono concordare di eseguire la prova a 1,5 volte la pressione calcolata. I tubi-di qualità per formatura a caldo sono esenti da requisiti di trazione e idrostatici. Viene fornito solo per l'ispezione chimica e superficiale.
Requisiti di test e ispezione
ASTM B444 richiede l'analisi della composizione chimica, prove di trazione e prove idrostatiche per ciascun lotto di prodotti. I requisiti generali per il campionamento, la definizione del lotto, la preparazione dei campioni, i metodi di prova e la marcatura del prodotto sono specificati da ASTM B829.
Analisi della composizione chimica
Viene eseguito un test per lotto (per forno). Il metodo di prova segue ASTM B829. Se l'acquirente richiede l'analisi del prodotto, i risultati dell'analisi devono soddisfare i limiti di composizione e le tolleranze di ispezione specificati in B829.
Prove di trazione
Viene eseguita una prova di trazione per lotto di prodotti. Il metodo di prova segue ASTM E 8. I campioni vengono prelevati dal prodotto finito. Tutti i materiali tubolari dovrebbero essere testati in forma tubolare intatta quando possibile. Se non è possibile eseguire il test sui tubolari intatti, vengono utilizzati campioni a striscia longitudinale o circolari.
Marcatura del prodotto
Ogni prodotto deve essere contrassegnato con le seguenti informazioni: nome della lega o numero UNS (N06625), standard ASTM (B444), grado (1 o 2), condizione (ricotto o solubilizzato), numero del forno e dimensioni. Ogni pacco o contenitore di spedizione deve inoltre essere etichettato con il numero di specifica, il grado di lega, la condizione, le dimensioni, il peso lordo/tara/peso netto e i dettagli dello spedizioniere/destinatario.
Informazioni su Gnee Steel
Gnee Steel è un produttore professionale di leghe a base di nichel-, tra cui Nickel 201, Nickel 202, Hastelloy C-276, Hastelloy C-22, Hastelloy B, Hastelloy C-4, Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718, Inconel X-750, Incoloy 800, Incoloy 800H/HT, Incoloy 825, Monel 400, Monel K500 e altri materiali in lega ad alta temperatura. Siamo specializzati nella produzione e vendita di materiali in lega. I prodotti Gnee Steel sono ampiamente utilizzati nei settori aerospaziale, chimico, della produzione di energia, automobilistico, dell'energia nucleare e in altri campi e possiamo fornire soluzioni di materiali in lega personalizzate in base alle esigenze dei clienti. Per domande sui prezzi dei materiali in lega o sulle soluzioni personalizzate dei materiali in lega, non esitate a contattarci via e-mail all'indirizzoss@gneemetal.comper un preventivo.
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Domande frequenti
D: Qual è la differenza tra ASTM B444 Grado 1 e Grado 2?
A:L'acciaio di grado 1 viene ricotto ad un minimo di 1600 gradi F (871 gradi) per ottenere una maggiore resistenza alla temperatura ambiente (resistenza alla trazione 120 ksi). L'acciaio di grado 2 è solubilizzato ad un minimo di 2000 gradi F (1093 gradi) per ottenere una resistenza allo scorrimento e una resistenza alla frattura superiori a 1100 gradi F (593 gradi). Se non viene specificato alcun grado, per impostazione predefinita viene spedito l'acciaio di grado 1. Entrambi hanno la stessa composizione chimica, differiscono solo nei processi di trattamento termico e nella microstruttura finale.
D: Qual è la differenza tra ASTM B444 e ASTM B622?
A:B444 è una specifica di lega singola, che copre solo Inconel 625 (UNS N06625); B622 è una specifica multi-lega che copre più di 30 leghe a base di nichel-e nichel-cobalto (ad esempio, Hastelloy C-276, B-2, G-30, ecc.). Inconel 625 non è uno standard B622. Se hai bisogno di tubi in acciaio senza saldatura Inconel 625, scegli sempre lo standard B444. Se hai bisogno di altre leghe della serie C, scegli lo standard B622.
D: L'Inconel 625 può resistere all'acido cloridrico?
A:Sì, Inconel 625 può sopportare concentrazioni di acido cloridrico fino a circa il 20% a temperatura ambiente e acido cloridrico diluito a temperature elevate. Tuttavia, non è la scelta ottimale per l'acido cloridrico concentrato ad alta temperatura. Per l'acido cloridrico a varie concentrazioni, si consigliano le leghe di nichel-molibdeno (standard ASTM B622) perché contengono il 28% di molibdeno e praticamente nessuna traccia di cromo.
D: Qual è la temperatura operativa massima di Inconel 625?
A:Inconel 625 di classe 1 ha una temperatura operativa continua nominale fino a 1100 gradi F (593 gradi). L'Inconel 625 di classe 2 ha una temperatura operativa nominale fino a circa 1800 gradi F (982 gradi), dove la resistenza allo scorrimento viscoso e all'ossidazione sono considerazioni primarie. Al di sopra di 1200 gradi F (649 gradi), la resistenza dell'Inconel 625 diminuisce, ma il suo rivestimento di ossido di cromo previene l'ossidazione. Per applicazioni portanti-superiori a 1500 gradi F (815 gradi), si consiglia ASTM B167, poiché offre una resistenza all'ossidazione ciclica superiore grazie al suo contenuto di alluminio.
D: ASTM B444 e ASME SB-444 sono uguali?
A:ASME SB-444 è la stessa specifica utilizzata nella Parte B (Metalli non ferrosi) del codice ASME per caldaie e recipienti a pressione. I materiali fabbricati secondo ASTM B444 possono portare la designazione SB-444 se soddisfano tutti i requisiti ASME. Ciò è obbligatorio per recipienti a pressione, scambiatori di calore e tubazioni con stampi standard nelle industrie di produzione e processo di energia.
D: Come si confronta Inconel 625 con Hastelloy C-276 nelle applicazioni chimiche?
A:Poiché Hastelloy C-276 contiene il 16% di molibdeno, mentre Inconel 625 ne contiene il 9%, mostra una resistenza superiore agli acidi riducenti (H₂SO₄, HCl). L'Inconel 625 vanta inoltre una maggiore resistenza meccanica (resistenza alla trazione di 120 ksi rispetto a 100 ksi del C-276) e, grazie al suo contenuto di niobio, una migliore resistenza alla vaiolatura del cloruro alle alte temperature. Il C-276 è adatto per ambienti acidi altamente corrosivi, in particolare per applicazioni che richiedono solo resistenza alla corrosione. Inconel 625 è adatto per applicazioni che richiedono sia resistenza alla corrosione che elevata resistenza, soprattutto in ambienti con gas acidi, sottomarini e chimici ad alta pressione.
D: L'ASTM B444 può essere utilizzato per le condotte dell'acqua di mare?
A:Sì, l'Inconel 625 è uno dei migliori materiali per le condotte dell'acqua di mare. La sua resistenza equivalente alla vaiolatura (PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N) supera 50, mentre l'acciaio inossidabile 316L è circa 25 e l'acciaio super duplex è circa 42. Inconel 625 resiste alla corrosione interstiziale, alla corrosione causata dal biofouling e alla corrosione da erosione nell'acqua di mare corrente con velocità superiori a 100 piedi al secondo (30 metri al secondo). È specifico per l'uso in tubi di sollevamento dell'acqua di mare, sistemi idrici-antincendio e collettori di scarico marini su piattaforme offshore e navi militari.
