Quick Answer
Quick Answer
ASTM A516 covers carbon-steel pressure vessel plate in four grades (55, 60, 65, and 70), where the grade number denotes the minimum tensile strength in ksi. Grade 70 is the most widely used, with a minimum yield of 260 MPa and UTS of 485–620 MPa. Carbon limits tighten progressively in four thickness groups. ASME SA-516 is the identical specification for BPVC-governed fabrication.
ASTM A516/A516M is the dominant carbon-steel plate standard for moderate- and lower-temperature pressure vessel service. Published by ASTM International, it governs flat-rolled plate intended for fusion-welded pressure vessels where improved notch toughness is important. The standard is paired with ASME SA-516 for code-stamped vessels and is the default material for refinery drums, storage spheres, heat exchanger shells, and LPG storage bullets worldwide.
Scope and Applicability
A516 applies to carbon-steel plate intended for:
- Pressure vessel welds in fusion-welded applications
- Service at low temperature (down to approximately −46 °C with impact testing)
- General pressure-containment components
- Heat exchanger shells and ducting
The standard does not apply to tubes, tubing, bars, or forgings; those forms have separate ASTM/ASME standards. A516 covers plates in all thicknesses produced to the standard, but carbon composition limits depend on thickness.
Copertura dei Gradi
| Grado | UTS Min MPa (ksi) | Intervallo UTS MPa | YS Min MPa (ksi) | Uso Principale |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | 380 (55) | 380–515 | 205 (30) | Bassa pressione, temperatura ambiente |
| Gr60 | 415 (60) | 415–550 | 220 (32) | Recipienti in pressione generali |
| Gr65 | 450 (65) | 450–585 | 240 (35) | Servizio a pressione moderata |
| Gr70 | 485 (70) | 485–620 | 260 (38) | Recipienti in pressione ad alto rendimento, più comune |
Requisiti di Composizione Chimica
Il contenuto di carbonio in A516 varia con sia il grado che lo spessore della lamiera. Le tabelle seguenti presentano i limiti di analisi completi della siviera.
Carbonio (C max, wt%) per Grado e Gruppo di Spessore
| Gruppo di Spessore | Gr55 | Gr60 | Gr65 | Gr70 |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 12.5 mm (½ in.) | 0.18 | 0.21 | 0.24 | 0.27 |
| > 12.5 mm a ≤ 50 mm (2 in.) | 0.20 | 0.23 | 0.26 | 0.28 |
| > 50 mm a ≤ 100 mm (4 in.) | 0.22 | 0.25 | 0.28 | 0.30 |
| > 100 mm a ≤ 200 mm (8 in.) | 0.24 | 0.27 | 0.29 | 0.31 |
Tutti gli Altri Elementi (wt%, tutti i gradi, tutti gli spessori salvo diversamente indicato)
| Elemento | Limite |
|---|---|
| Manganese (Mn) | 0.85–1.20 per Gr55/60 fino a ≤ 12.5 mm; 0.85–1.20 per tutti i gradi > 12.5 mm |
| Fosforo (P) max | 0.035 |
| Zolfo (S) max | 0.035 |
| Silicio (Si) | 0.15–0.40 |
Dettaglio Manganese per grado e spessore (wt%):
| Spessore | Gr55 | Gr60 | Gr65 | Gr70 |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 12.5 mm | 0.60–0.90 | 0.60–0.90 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 |
| > 12.5 mm | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 | 0.85–1.20 |
Rame (Cu), nichel (Ni), cromo (Cr), molibdeno (Mo) e vanadio (V) sono limitati ciascuno a 0.30% max (Cu 0.40% max) se specificati; i residui non sono controllati a meno che il requisito supplementare S15 (residui ristretti) non sia invocato.
Proprietà Meccaniche
Per Grado, Trazione e Snervamento (tutti gli spessori, condizione standard)
| Grado | YS Min MPa (ksi) | Intervallo Resistenza a Trazione MPa (ksi) | Allungamento in 200 mm min % | Allungamento in 50 mm min % |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | 205 (30) | 380–515 (55–75) | 23 | 27 |
| Gr60 | 220 (32) | 415–550 (60–80) | 21 | 25 |
| Gr65 | 240 (35) | 450–585 (65–85) | 19 | 23 |
| Gr70 | 260 (38) | 485–620 (70–90) | 17 | 21 |
La resistenza allo snervamento è determinata a tensione di prova 0.2%; o con il metodo caduta del raggio/arresto del puntatore per ASTM A370.
Riduzioni della Resistenza allo Snervamento Aggiustate per Spessore
Per lamiere > 50 mm (2 in.) spesse, la resistenza allo snervamento minima è ridotta di 7 MPa (1 ksi) per ogni incremento di 25 mm (1 in.) di spessore oltre 50 mm; soggetto a un minimo assoluto di:
| Grado | YS Min Assoluto (> 50 mm) |
|---|---|
| Gr55 | 170 MPa (25 ksi) |
| Gr60 | 185 MPa (27 ksi) |
| Gr65 | 205 MPa (30 ksi) |
| Gr70 | 220 MPa (32 ksi) |
Requisito di Normalizzazione
Quando la normalizzazione è richiesta (obbligatoria):
- Tutte le lamiere > 40 mm (1½ in.) spesse per Gr70
- Tutte le lamiere > 50 mm (2 in.) spesse per Gr55, Gr60, Gr65
- Quando ordinato come normalizzato (suffisso N, es. A516 Gr70N)
Quando la normalizzazione è opzionale:
- Le lamiere entro i limiti di spessore di cui sopra possono essere fornite as-rolled a meno che la normalizzazione non sia specificata nell'ordine d'acquisto
- La normalizzazione è a scelta dell'acquirente per lamiere entro l'intervallo di spessore standard
Temperatura di normalizzazione: tipicamente 900–955 °C, raffreddamento ad aria; la normalizzazione affina la struttura dei grani, migliora la tenacità a bassa temperatura e omogeneizza la composizione. L'MTC dovrebbe indicare la temperatura di normalizzazione e il metodo di raffreddamento quando viene fornito materiale normalizzato.
Prove e Requisiti Aggiuntivi
Prova di Impatto Charpy V-Notch (Requisiti Supplementari)
A516 consente i seguenti requisiti di prova di impatto supplementare, invocati dall'acquirente nell'ordine d'acquisto:
| Requisito | Descrizione |
|---|---|
| S1 | Prova di impatto Charpy V-notch a temperatura specificata; orientamento standard (trasversale) |
| S2 | Prova di caduta del peso (DWT) per ASTM E208; temperatura di transizione assenza duttilità (NDT) |
| S3 | Prova Charpy V-notch a temperatura inferiore a S1; per applicazioni di servizio a freddo estremo |
| S5 | Impatto Charpy longitudinale (meno conservativo di trasversale) |
Requisito Charpy tipico A516 Gr70 per recipienti in pressione dell'industria dei processi: 27 J (20 ft-lbf) minimo a −46 °C per lamiera normalizzata, per curve di esenzione di impatto ASME BPVC Section VIII Div 1.
Altri Requisiti Supplementari
| Requisito | Descrizione |
|---|---|
| S4 | Esame ultrasonico per ASTM A435 o A578 |
| S9 | Valutazione delle inclusioni per ASTM E45 |
| S11 | Deossidazione al vuoto del carbonio |
| S14 | Limiti di equivalente di carbonio (Pcm o formula IIW) |
| S15 | Limiti di elementi residui ristretti |
Equivalente ASME
ASME SA-516 è tecnicamente identico ad ASTM A516; è incorporato per riferimento nel ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II Part A. I quattro gradi sono invariati: SA-516 Gr55, Gr60, Gr65, Gr70.
Per recipienti in pressione progettati e fabbricati secondo ASME BPVC Section VIII (Divisione 1 o 2), l'ordine d'acquisto deve specificare SA-516, non A516. Il materiale a doppia certificazione (conforme sia ad A516 che SA-516) è disponibile in commercio ed è ampiamente accettato. L'MTC dovrebbe esplicitamente indicare entrambe le designazioni.
| ASTM | ASME | Sezione Codice ASME |
|---|---|---|
| A516 Gr55 | SA-516 Gr55 | Sec II Part A |
| A516 Gr60 | SA-516 Gr60 | Sec II Part A |
| A516 Gr65 | SA-516 Gr65 | Sec II Part A |
| A516 Gr70 | SA-516 Gr70 | Sec II Part A |
Equivalenti Tra Standard
| Grado A516 | EN 10028-2 | Descrizione EN | JIS G3115 | IS 2002 |
|---|---|---|---|---|
| Gr55 | P265GH | Acciaio al carbonio per temp. elevata | — | Gr1 (approx) |
| Gr60 | P295GH | Acciaio C-Mn per recipienti pressione | SPV315 | Gr2 |
| Gr65 | P310GH / P355GH (limite inferiore) | — | SPV355 | — |
| Gr70 | P355GH | Acciaio C-Mn, 355 MPa YS min | SPV410 | Gr3A/3B |
Note sugli equivalenti:
- EN 10028-2 specifica proprietà meccaniche a temperatura elevata (100–400 °C) in aggiunta alle proprietà a temperatura ambiente; A516 no.
- P355GH (EN) e A516 Gr70 sono spesso citati come equivalenti per scopi di acquisto, ma P355GH ha limiti P e S più stretti (0.025 max ciascuno) rispetto a 0.035 max di A516.
- JIS G3115 SPV410 è l'equivalente giapponese per recipienti in pressione; include prove di impatto obbligatorie a −5 °C.
Checklist Verifica MTC
Quando si verifica un certificato di prova mulino per materiale A516, confermare:
- La designazione standard e grado corrisponde all'ordine d'acquisto (es. "ASTM A516 Gr70" o "ASTM A516/A516M Gr70")
- Lo spessore della lamiera è registrato: verificare che il contenuto di carbonio sia conforme al gruppo di spessore corretto
- Il manganese è entro l'intervallo per il gruppo di spessore applicabile
- P ≤ 0.035 e S ≤ 0.035 (più stretto se S15 è invocato)
- Si è tra 0.15 e 0.40
- Resistenza allo snervamento, resistenza a trazione e allungamento soddisfano i minimi del grado
- Se la normalizzazione è stata specificata: temperatura del trattamento termico e metodo sono indicati
- Se Charpy (S1/S2/S3) è stato specificato: risultati della prova di impatto, temperatura e orientamento del campione sono riportati
- Se SA-516 è richiesto: la doppia certificazione (A516 + SA-516) è esplicitamente indicata sull'MTC
- Il numero di siviera è tracciabile alle marcature di materiale fisico
Domande Frequenti
Qual è la differenza tra ASTM A516 Grado 70 e Grado 60?
Il numero di grado rappresenta la resistenza minima a trazione in ksi. Il grado 70 ha UTS minimo di 485 MPa (70 ksi) e YS minimo di 260 MPa, rispetto all'UTS di 415 MPa (60 ksi) e YS di 220 MPa del grado 60. Il grado 70 ha anche un contenuto di carbonio consentito più elevato nello stesso spessore ed è immagazzinato più ampiamente a livello globale.
ASTM A516 Grado 70 è sempre normalizzato?
No. A516 Gr70 viene fornito as-rolled per lamiere fino a 40 mm (1½ in.) spesse, a meno che l'ordine d'acquisto non specifichi la normalizzazione. Per lamiere più spesse di 40 mm, la normalizzazione è obbligatoria. Quando la normalizzazione è specificata, la designazione materiale diviene A516 Gr70 Normalizzato (o porta il suffisso N in alcuni usi commerciali).
Qual è l'equivalente ASME di ASTM A516 Grado 70?
ASME SA-516 Grado 70 è l'equivalente diretto. È tecnicamente identico ad ASTM A516 Gr70 ed è elencato in ASME BPVC Section II Part A. Per qualsiasi recipiente in pressione certificato per codice ASME, l'ordine d'acquisto deve specificare SA-516, non A516. Il materiale a doppia certificazione conforme sia ad A516 che SA-516 è disponibile e comunemente utilizzato.
ASTM A516 Grado 70 richiede prove di impatto Charpy?
Le prove Charpy non sono automaticamente richieste da A516; devono essere invocate come requisito supplementare S1, S2 o S3 nell'ordine d'acquisto. Tuttavia, per la conformità ASME BPVC, le prove di impatto possono essere obbligatorie a seconda della temperatura di progetto e dello spessore della lamiera, per curve di esenzione ASME Sec VIII Div 1 Figure UCS-66.
Qual è l'equivalente EN 10028-2 di A516 Grado 70?
P355GH è l'equivalente EN 10028-2 più vicino. Entrambi hanno una resistenza allo snervamento minimo intorno a 355 MPa e sono destinati ad applicazioni di recipienti in pressione. Tuttavia, P355GH specifica limiti P e S più rigorosi (0.025 max), include proprietà meccaniche a temperatura elevata ed è testato secondo procedure EN 10028-2. Non sono direttamente intercambiabili senza una revisione tecnica della sostituzione.
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