ASTM A53 klasse A versus klasse B

Inleiding

Een gangbare norm voor buizen van koolstofstaal is ASTM A53. Deze buizen worden op grote schaal gebruikt in druk- en mechanische toepassingen. ASTM A53 pijpen zijn bij uitstek geschikt voor het veilig vervoeren van verschillende soorten gassen en vloeistoffen in de industrie en in nutsvoorzieningen. Deze vloeistoffen en gassen kunnen onder meer bestaan uit stoom, water, aardgas en perslucht. In verwarmingssystemen, zoals turbines, kunnen deze leidingen stoom bij hoge temperaturen vervoeren.

De norm ASTM A53 heeft betrekking op drie soorten buizen. Het gaat hierbij om naadloze buizen, elektrisch weerstandslassbuizen en ovenlasbuizen. De meest vaak gespecificeerde classificaties zijn klasse A en klasse B.

Het kiezen van de juiste kwaliteit is van cruciaal belang om de kosteneffectiviteit te behouden. De keuze voor de juiste kwaliteit garandeert bovendien goede prestaties en veiligheid. Hoewel de twee kwaliteiten een vergelijkbare chemische samenstelling en vergelijkbare productieprocessen hebben, verschillen ze sterk wat betreft mechanische sterkte en geschiktheid voor de toepassing. Inzicht in deze verschillen helpt ingenieurs en projectmanagers bij het nemen van weloverwogen beslissingen.

Overzicht van de ASTM A53-specificatie (klasse A versus B)

De ASTM A53-norm bevat specificaties voor koolstofstalen buizen, waaronder de kwaliteiten A en B. Fabrikanten moeten zich bij de productie van koolstofstalen buizen aan deze specificaties houden.

De specificaties van deze norm, met inbegrip van de kwaliteiten A en B, hebben betrekking op de “mechanische eigenschappen en chemische samenstelling”. Testprocedures vormen de belangrijkste stap bij het controleren van de kwaliteit van dit materiaal. Ook de productieprocessen maken deel uit van de ASTM A53-specificatie. De maattoleranties bepalen tevens de “lengte en diameter” van deze buizen.

Mechanische eigenschappen

Het eerste verschil tussen de twee kwaliteiten (A en B) is de “mechanische sterkte”. Kwaliteit B is geschikter voor “druk- en constructietoepassingen”.

De “treksterkte” bedraagt voor klasse A minimaal 330 MPa en voor klasse B 415 MPa.
Kwaliteit A presteert goed in systemen met een lage belasting en matige druk.
De “vloeigrens” voor klasse A bedraagt minimaal 205 MPa en voor klasse B 240 MPa.
Kwaliteit B is zeer geschikt voor het vervoeren van zware apparatuur en voor toepassingen onder hoge druk.

Chemische samenstelling:

Er zijn kleine verschillen in de “chemische samenstelling” van ASTM A53-buizen van klasse A en B. Dit verschil heeft invloed op hun mechanische sterkte.

Kwaliteit B bevat meer koolstof en mangaan.
Kwaliteit A heeft een “koolstofgehalte” van 0,25% en kwaliteit B heeft een gehalte van 0,30%.
Het maximale “mangaan”-gehalte voor klasse A bedraagt 0,95% en voor klasse B 1,20%.
Zowel klasse A als klasse B hebben een “fosforgehalte” van 0,05%.
“Het ”zwavelgehalte“ bedraagt 0,045% en het ”kopergehalte” 0,40% voor beide kwaliteiten.

Productiemethoden

De productietechnieken van beide kwaliteiten zijn vrijwel gelijk. De beschikbare uitvoeringen van ASTM A53-buizen (kwaliteit A en B) zijn de types S, F en E.

Type S-buizen zijn naadloze buizen die uit massieve staafmateriaal worden vervaardigd. Er zijn geen lasnaden. Dit type leent zich uitstekend voor toepassingen onder hoge druk.
Type E bestaat uit buizen die door middel van weerstandslassen zijn vervaardigd. Voor de vervaardiging van deze buizen worden stalen banden aan elkaar gelast. Deze buizen garanderen maatvastheid. Ze zijn voordelig bij grote hoeveelheden.
Type F bestaat uit in een oven gelaste buizen. Dit type is uitsluitend verkrijgbaar in kwaliteitsklasse A. Deze buizen zijn zeer geschikt voor lagedruktoepassingen.

Afmetingenbereik

ASTM A53-buizen zijn verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan afmetingen en wanddiktes, zodat ze aan de behoeften van verschillende projecten kunnen voldoen. Beide kwaliteiten hebben identieke maatvoeringnormen. Bovendien zijn ze in de meeste toepassingen onderling uitwisselbaar.

Het bereik van de normale buismaten voor beide kwaliteiten loopt van 1/8 inch tot 26 inch.
Standaard buisklassen (Sch 10, 40, 80, enz.) geven de wanddikte van deze buizen aan.

Testen en keuring

Bij ASTM A53-buizen is kwaliteitsborging van groot belang. Door middel van de volgende tests wordt gewaarborgd dat zowel buizen van klasse A als van klasse B van zeer hoge kwaliteit zijn.

Inspectie van verzinkingen.
Niet-destructief onderzoek.
Inspectie van verzinkingen.
Hydrostatische beproeving.

Toepassingen (klasse A versus klasse B):
Kwaliteit B wordt gebruikt in kritische toepassingen en onder hoge druk, terwijl kwaliteit A wordt gebruikt in minder kritische toepassingen. De belastingseisen en bedrijfsomstandigheden zijn de belangrijkste factoren bij de keuze tussen kwaliteit A en kwaliteit B.

ASTM A53 (klasse A) wordt gebruikt in lagedrukleidingsystemen. Buizen van klasse B worden daarentegen op grote schaal gebruikt in olie- en gaspijpleidingen.
Buizen van klasse A zijn zeer geschikt voor constructieve toepassingen. Buizen van klasse B zijn een ideale keuze voor ketel- en stoomsystemen.
Kwaliteit A wordt veel gebruikt in afvoer- en ontluchtingsleidingen. Kwaliteit B wordt gebruikt in watertransportleidingen.
De belangrijkste toepassingen van buizen van klasse A zijn onder meer leuningen en hekwerken. Klasse B wordt op grote schaal gebruikt in brandbeveiligingssystemen.
Mechanische frames worden eveneens vervaardigd uit buizen van klasse A. Dragende en constructie-elementen zijn vervaardigd uit klasse B.

Overwegingen bij de selectie: klasse A versus klasse B

Bij de keuze tussen klasse A en klasse B van ASTM A53 moet met een aantal factoren rekening worden gehouden.

De eerste belangrijke factor waarmee rekening moet worden gehouden, is de werkdruk. Voor toepassingen met een hogere druk verdient klasse B de voorkeur.
Ook de werkdruk is een factor waarmee rekening moet worden gehouden. Klasse B biedt een voordeel qua sterkte bij toepassingen waarbij het materiaal zware belastingen moet dragen.
Houd bij de keuze tussen deze twee kwaliteiten rekening met de kostenbeperkingen. Kwaliteit A kan in niet-kritische toepassingen voordeliger zijn.
Kwaliteit A is de enige die geschikt is voor in de oven gelaste buizen.
Om veiligheidsredenen wordt in veel technische specificaties klasse B vereist.