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Quick Answer
ASTM A53 couvre les tubes en acier noir et galvanisé à chaud, soudés et sans soudure pour les applications mécaniques et de pression. ASTM A106 couvre les tubes en acier au carbone sans soudure pour le service à haute température. Les deux ont les grades A et B (A106 a aussi le grade C). A106 grade B est le tube en acier au carbone le plus spécifié pour la tuyauterie de procédé; A53 inclut les types ERW et soudés au four, ce qui le rend inadapté aux services de température la plus élevée où A106 domine.
ASTM A53/A53M et ASTM A106/A106M sont les deux normes de tubes en acier au carbone les plus souvent citées dans les applications d'usines de procédé et de structures. A53 était à l'origine une norme de tube d'usage général couvrant les tubes soudés et sans soudure; A106 a été développée spécifiquement pour le service de pression à haute température nécessitant une construction sans soudure. Ensemble, elles couvrent la majorité de la tuyauterie en acier au carbone dans les raffineries, les centrales électriques, les systèmes HVAC et les sections creuses structurales.
Domaine d'Application et Applicabilité
Domaine d'application ASTM A53
- Couvre les tubes en acier sans soudure et soudés (ERW et soudés au four) noir et galvanisé à chaud
- Dimensions: NPS ⅛ ~ NPS 26 (OD 10,3 mm ~ 660 mm)
- Destiné à: applications mécaniques et de pression, vapeur, eau, gaz et services d'air
- Types: Type F (soudé au four), Type E (soudage par résistance électrique ERW), Type S (sans soudure)
Domaine d'application ASTM A106
- Couvre uniquement les tubes sans soudure en acier au carbone — pas de formes soudées
- Dimensions: NPS ⅛ ~ NPS 48 (OD 10,3 mm ~ 1219 mm)
- Destiné à: service à haute température dans les systèmes de tuyauterie des raffineries de pétrole et des centrales électriques
- Grades: A, B et C (le grade B est la spécification dominante)
Couverture des Grades
| Norme | Grade | Type/Forme | Application Principale |
|---|---|---|---|
| A53 | A | Type E (ERW), Type S (SMLS), Type F | Vapeur basse pression, HVAC, structurel |
| A53 | B | Type E (ERW), Type S (SMLS) | Tuyauterie pression générale |
| A106 | A | Sans soudure uniquement | Tuyauterie température modérée |
| A106 | B | Sans soudure uniquement | Tuyauterie procédé haute température (la plus courante) |
| A106 | C | Sans soudure uniquement | Application de tube en acier au carbone haute résistance |
Exigences de Composition Chimique
ASTM A53 — Composition Chimique (% en poids, analyse d'échantillon)
| Élément | Grade A | Grade B |
|---|---|---|
| C max | 0.25 | 0.30 |
| Mn | 0.95 max | 0.30–1.06 |
| P max | 0.05 | 0.05 |
| S max | 0.045 | 0.045 |
| Si min | — | — |
| Cu max | 0.40 | 0.40 |
| Ni max | 0.40 | 0.40 |
| Cr max | 0.40 | 0.40 |
| Mo max | 0.15 | 0.15 |
| V max | 0.08 | 0.08 |
Pour les tubes Type E (ERW) et Type S (SMLS), les limites ci-dessus s'appliquent. Type F (soudé au four) est limité au grade A uniquement et ne convient pas aux applications de pression supérieure à 175 °C.
ASTM A106 — Composition Chimique (% en poids, analyse d'échantillon)
| Élément | Grade A | Grade B | Grade C |
|---|---|---|---|
| C max | 0.25 | 0.30 | 0.35 |
| Mn | 0.27–0.93 | 0.29–1.06 | 0.29–1.06 |
| P max | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| S max | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Si min | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
| Cu max | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| Ni max | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| Cr max | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| Mo max | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| V max | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
Différence chimique clé entre A53 et A106:
- A106 spécifie un silicium minimum de 0,10% pour assurer une désoxydation adéquate pour la production sans soudure et le service à température élevée
- A106 a des limites P et S plus basses (maximum 0,035 chacun) par rapport à A53 (P 0,05, S 0,045 max)
- A106 spécifie un Mn minimum basé sur la teneur en carbone (plus bas C, plus bas le plancher Mn)
Propriétés Mécaniques
ASTM A53 — Propriétés Mécaniques
| Propriété | Grade A | Grade B |
|---|---|---|
| Résistance à la Traction Minimale MPa (ksi) | 330 (48) | 415 (60) |
| Limite d'Élasticité Minimale MPa (ksi) | 205 (30) | 240 (35) |
| Allongement sur 50 mm Minimum % (longitudinal) | 35 | 30 |
| Essai de Flexion | Requis (Type E et S) | Requis |
| Essai d'Aplatissement | Requis (Type E et S) | Requis |
Le tube Type F (soudé au four) n'a pas d'exigence d'essai de traction; au lieu de cela, l'essai d'aplatissement est obligatoire. Type F est seulement le grade A.
ASTM A106 — Propriétés Mécaniques
| Propriété | Grade A | Grade B | Grade C |
|---|---|---|---|
| Résistance à la Traction Minimale MPa (ksi) | 330 (48) | 415 (60) | 485 (70) |
| Limite d'Élasticité Minimale MPa (ksi) | 205 (30) | 240 (35) | 275 (40) |
| Allongement sur 50 mm Minimum % (longitudinal) | 35 | 30 | 30 |
| Allongement sur 50 mm Minimum % (transversal) | 25 | 16.5 | 16.5 |
A106 utilise un allongement minimum basé sur une formule: elongation% = 625,000 / UTS (psi) pour les éprouvettes longitudinales, avec les valeurs plancher comme indiqué ci-dessus.
Exigences d'Essai Hydrostatique
Les deux normes exigent un essai hydrostatique de chaque longueur de tube à l'usine.
Pression d'Essai Hydrostatique ASTM A53
La pression d'essai est calculée en utilisant la formule:
P = 2St / D
Où:
- P = pression d'essai hydrostatique (psi)
- S = contrainte de fibre admissible = 60% de la limite d'élasticité minimale spécifiée
- t = épaisseur de paroi spécifiée (en.)
- D = diamètre extérieur spécifié (en.)
Pression d'essai maximale: 2500 psi (17,2 MPa) pour NPS ≤ 3; dépendant du calendrier pour les tailles plus grandes.
Pression d'Essai Hydrostatique ASTM A106
La même formule s'applique: P = 2St / D, avec S = 60% de la limite d'élasticité minimale pour le grade B = 144 MPa (21 000 psi). L'acheteur peut renoncer à l'essai hydrostatique et remplacer l'essai électrique non destructif (NDET) — généralement l'inspection électromagnétique — en spécifiant l'exigence supplémentaire appropriée.
Équivalents ASME
| Norme ASTM | Grade | Équivalent ASME | Section du Code ASME |
|---|---|---|---|
| A53 Type E, Gr A | — | SA-53 Type E, Gr A | Sec II Part A |
| A53 Type E, Gr B | — | SA-53 Type E, Gr B | Sec II Part A |
| A53 Type S, Gr A | — | SA-53 Type S, Gr A | Sec II Part A |
| A53 Type S, Gr B | — | SA-53 Type S, Gr B | Sec II Part A |
| A106 Gr A | — | SA-106 Gr A | Sec II Part A |
| A106 Gr B | — | SA-106 Gr B | Sec II Part A |
| A106 Gr C | — | SA-106 Gr C | Sec II Part A |
SA-53 et SA-106 sont adoptées dans ASME BPVC Section II Partie A sans modifications techniques. Pour la tuyauterie de pression conçue conformément à ASME B31.3 (Tuyauterie de Procédé) ou B31.1 (Tuyauterie d'Énergie), la désignation SA- est requise pour la conformité aux codes.
Limites de Service de Température
ASTM A53 (SA-53) — Tableau des Contraintes Admissibles (ASME B31.3)
| Température °C | Grade A SMLS MPa | Grade B SMLS MPa | Grade B ERW MPa |
|---|---|---|---|
| −29 ~ 38 | 103 | 103 | 103 |
| 100 | 103 | 103 | 96.5 |
| 150 | 103 | 103 | 96.5 |
| 200 | 103 | 103 | 96.5 |
| 260 | 96.5 | 96.5 | 89.6 |
| 315 | 93.1 | 93.1 | — |
| 370 | 82.7 | 82.7 | — |
Le tube Type E (ERW) a un facteur d'efficacité de joint soudé de 0,85 selon ASME B31.3, réduisant la contrainte admissible. À des températures élevées, ERW n'est pas listé au-dessus de 315 °C.
ASTM A106 (SA-106) — Tableau des Contraintes Admissibles (ASME B31.3)
| Température °C | Grade A MPa | Grade B MPa | Grade C MPa |
|---|---|---|---|
| −29 ~ 38 | 103 | 103 | 117 |
| 100 | 103 | 103 | 117 |
| 200 | 103 | 103 | 117 |
| 260 | 96.5 | 103 | 110 |
| 315 | 93.1 | 96.5 | 107 |
| 370 | 82.7 | 82.7 | 96.5 |
| 425 | 68.9 | 68.9 | 75.8 |
| 455 | 55.2 | 55.2 | 62.1 |
| 480 | — | — | — |
A106 grade B est typiquement utilisé jusqu'à un maximum d'environ 425–455 °C dans le service de vapeur et d'hydrocarbures. Au-dessus de 480 °C, l'acier allié (par exemple, A335 P11, P22) est requis.
Équivalents Entre Normes
| ASTM | Grade | EN 10216-1 / EN 10217-1 | JIS G3454/G3455 | IS 1239 / IS 3589 |
|---|---|---|---|---|
| A53 Gr A | Type S/E | P195TR2 (approx) | STPG370 | Classe moyenne (approx) |
| A53 Gr B | Type S/E | P235TR2 | STPG410 | IS 3589 Gr410 |
| A106 Gr A | Sans soudure | P235GH (EN 10216-2) | STPT370 | — |
| A106 Gr B | Sans soudure | P265GH / P235TR2 (EN 10216-1) | STPT410 | IS 3589 Gr410 (approx) |
| A106 Gr C | Sans soudure | P310GH (approx) | STPT480 | — |
EN 10216-1 couvre les tubes en acier sans soudure pour fins de pression à température ambiante et élevée. P235TR2 (équivalent A53 Gr B) et P265GH (équivalent A106 Gr B) sont les grades EN les plus cités pour la substitution de tuyauterie en acier au carbone.
Liste de Contrôle de Vérification MTC
Lors de la vérification d'un certificat d'essai d'usine pour tuyau A53 ou A106, confirmez:
- La désignation norme, le grade et le type (pour A53: Type E, S ou F) correspondent à la commande d'achat
- Le numéro de lot est traçable jusqu'aux marquages de tube
- Le carbone est conforme au maximum du grade (notez que A106 a des limites P et S plus basses que A53)
- Silicium ≥ 0,10% signalé pour A106 (minimum obligatoire — l'absence de Si sur un MTC A106 est une déficience)
- La limite d'élasticité et la résistance à la traction répondent aux minimums du grade
- L'allongement répond au minimum de longueur d'étalon spécifié
- Essai hydrostatique: pression d'essai et résultat de réussite/échec enregistrés (ou NDET s'il est remplacé par accord)
- Pour service haute température: confirmer que A106 (sans soudure) a été spécifié, non A53 Type E (ERW)
- Applications ASME: la désignation SA-53 ou SA-106 est déclarée, non seulement la désignation ASTM A-
Questions Fréquemment Posées
Quelle est la différence principale entre ASTM A53 et ASTM A106?
Les différences clés sont: (1) A106 est sans soudure uniquement; A53 inclut le tube ERW et soudé au four. (2) A106 est spécifié pour le service haute température et a un silicium minimum de 0,10%; A53 n'impose pas de Si minimum. (3) A106 a des limites de phosphore et de soufre plus basses (maximum 0,035 chacun) par rapport à A53 (P 0,05, S 0,045). Pour tout service de pression haute température au-dessus d'environ 200 °C, le tube sans soudure A106 grade B est préféré et est exigé par la plupart des codes de tuyauterie.
ASTM A53 grade B ERW peut-il être utilisé pour le service haute température?
A53 grade B ERW peut être utilisé jusqu'à environ 315 °C selon ASME B31.3, mais avec une contrainte admissible réduite en raison du facteur d'efficacité de joint soudé de 0,85 appliqué au tube ERW. Pour les températures supérieures à 315 °C ou lorsque l'efficacité de joint complète est requise, A106 grade B sans soudure doit être spécifié. A53 Type F (soudé au four) est généralement limité aux applications non-pression à température ambiante.
SA-106 grade B est-il identique à ASTM A106 grade B?
Oui. ASME SA-106 grade B adopte ASTM A106 grade B dans le Code ASME des Chaudières et Appareils Sous Pression Section II Partie A sans modifications techniques. Pour les systèmes de tuyauterie construits conformément à ASME B31.1 ou B31.3, la commande d'achat doit spécifier SA-106, non A106, pour satisfaire aux exigences de traçabilité des matériaux du code.
Quel est l'équivalent EN pour ASTM A106 grade B?
L'équivalent EN le plus proche est P265GH selon EN 10216-2 (tubes en acier sans soudure à fins de pression à températures élevées) ou P235TR2 selon EN 10216-1 (pour applications à température ambiante). P265GH a une limite d'élasticité minimale de 265 MPa et est utilisé dans les tubes de chaudière et les échangeurs de chaleur, ce qui en fait le meilleur équivalent à A106 Gr B pour la tuyauterie haute température.
ASTM A53 couvre-t-il les tubes galvanisés?
Oui. ASTM A53 couvre les tubes noir (non revêtu) et galvanisé à chaud. Les exigences de galvanisation sont spécifiées dans la norme et incluent les essais de poids et d'adhérence du revêtement de zinc. Le tube A53 galvanisé est couramment utilisé dans les systèmes d'extinction d'incendie par aspersion, l'approvisionnement en eau et la tuyauterie de distribution de gaz.
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