ASTM A671/A671M-2020(大气及低温用电熔焊钢管)与 ASTM A672/A672M-2019(中温高压用电熔焊钢管)同属压力容器用电熔焊钢管标准,均由 ASTM A01.09 分委员会归口,工艺路线和 Class 体系高度相似,但适用工况、材质等级范围和合金体系存在根本性差异。本文从适用范围、等级体系、Class体系、热处理制度、化学成分、力学性能、标记体系、补充要求等维度,系统梳理两份标准的联系与差异。
核心定位差异:A671 面向低温工况(含 -196°C 级深冷用 9%镍钢),强调低温韧性;A672 面向中温高压工况(含 Mo 和 Mn-Mo 合金钢),强调高温强度。二者的温度覆盖范围互补,而非竞争——一个向低温延伸,一个向高温延伸。
| 对比维度 | A671 | A672 | 差异性质 |
|---|---|---|---|
| 适用温度 | 大气及低温 | 中等温度 | 根本差异 |
| 压力条件 | 高压 | 高压 | 相同 |
| 焊接方式 | 电熔焊+填充金属 | 电熔焊+填充金属 | 相同 |
| 壁厚上限 | 未规定(≥¼ in) | ≤ 3 in [75 mm] | A672有限制 |
| Grade数量 | 22 | 21 | 数量不同 |
| 合金体系 | 含9%Ni、Q&T高强度钢、时效硬化钢 | 含Mn-Mo、Mo合金钢 | 根本差异 |
| ASME对应 | SA-671 | SA-672 | 均有对应 |
| 归口委员会 | A01.09 | A01.09 | 相同 |
两份标准的 Grade 命名规则相同——字母组+数字,数字代表最低抗拉强度(ksi),字母组代表钢材类型和对应板材规范。但字母编码体系完全不同,反映了不同的合金设计方向。
两个标准共覆盖 22 + 21 = 43 个 Grade,其中仅少数等级存在跨标准的直接对应关系——因为两者引用的板材规范虽有交集,但 Grade 编码不同。以下逐一分析。
| 板材规范 | A671 等级 | A672 等级 | 对应关系 |
|---|---|---|---|
| A285/A285M Gr C | CA 55 | A55 | 同板材不同编码,强度同(55 ksi) |
| A285/A285M Gr A | — | A45 | A672独有 |
| A285/A285M Gr B | — | A50 | A672独有 |
| A515/A515M Gr 60/65/70 | CB 60/65/70 | B60/65/70 | 同板材不同编码,强度同 |
| A516/A516M Gr 60/65/70 | CC 60/65/70 | C60/65/70 | 同板材不同编码,强度同 |
| A516/A516M Gr 55 | — | C55 | A672独有 |
| A537/A537M Cl 1 | CD 70 | D70 | 同板材不同编码,强度同 |
| A537/A537M Cl 2 | CD 80 | D80 | 同板材不同编码,强度同 |
| A299/A299M Gr A | CK 75 | N75 | 同板材不同编码,强度同 |
| A203/A203M | CFA 65 / CFB 70 / CFD 65 / CFE 70 | — | A671独有(镍合金钢) |
| A353/A353M | CG 100 | — | A671独有(9%Ni钢) |
| A553/A553M Type 1 | CH 115 | — | A671独有(9%Ni钢) |
| A517/A517M | CJA/CJB/CJE/CJF/CJH/CJP 115 | — | A671独有(高强度Q&T合金钢) |
| A736/A736M Gr A CL3 | CP 85 | — | A671独有(时效硬化钢) |
| A302/A302M | — | H75 / H80 | A672独有(锰钼钢) |
| A533/A533M | — | J80 / J90 / J100 | A672独有(Mn-Mo Q&T钢) |
| A204/A204M | — | L65 / L70 / L75 | A672独有(钼钢) |
综上,两个标准共享 5 组板材规范(A285 Gr C、A515、A516 Gr60/65/70、A537、A299),对应 9 对 Grade。A671 独有 13 个 Grade(镍合金+9%Ni+高强度合金+时效硬化),A672 独有 12 个 Grade(锰钼+Mn-Mo Q&T+钼钢+A285低强度+516 Gr55)。
两个标准共享 5 组板材规范,产生 9 对对应 Grade。由于它们引用完全相同的板材规范和牌号,化学成分和力学性能在母材层面完全一致,差异仅体现在管道标准的工艺要求层面。
| 序号 | 板材规范 | A671 Grade | A672 Grade | 抗拉强度(ksi) | 钢材类型 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A285 Gr C | CA 55 | A55 | 55 | 普通碳钢 |
| 2 | A515 Gr 60 | CB 60 | B60 | 60 | 镇静碳钢 |
| 3 | A515 Gr 65 | CB 65 | B65 | 65 | 镇静碳钢 |
| 4 | A515 Gr 70 | CB 70 | B70 | 70 | 镇静碳钢 |
| 5 | A516 Gr 60 | CC 60 | C60 | 60 | 细晶粒镇静碳钢 |
| 6 | A516 Gr 65 | CC 65 | C65 | 65 | 细晶粒镇静碳钢 |
| 7 | A516 Gr 70 | CC 70 | C70 | 70 | 细晶粒镇静碳钢 |
| 8 | A537 Cl 1 / Cl 2 | CD 70 / CD 80 | D70 / D80 | 70 / 80 | 锰硅钢 |
| 9 | A299 Gr A | CK 75 | N75 | 75 | 碳锰硅钢 |
A671 独有的 13 个 Grade 全部面向低温韧性或高强度需求,在 A672 中无任何对应。这些等级是 A671 与 A672 之间最根本的差异所在。
| Grade | 抗拉强度(ksi) | 板材规范 | 钢材类型 | 工程定位 |
|---|---|---|---|---|
| CFA 65 | 65 | A203 Gr A | 2.25%Ni 钢 | 低温用镍合金钢 |
| CFB 70 | 70 | A203 Gr B | 2.25%Ni 钢 | 低温用镍合金钢 |
| CFD 65 | 65 | A203 Gr D | 3.5%Ni 钢 | 深冷用镍合金钢 |
| CFE 70 | 70 | A203 Gr E | 3.5%Ni 钢 | 深冷用镍合金钢 |
| CG 100 | 100 | A353 | 9%Ni 钢(双正火+回火) | 液化天然气(LNG)级深冷 |
| CH 115 | 115 | A553 Type 1 | 9%Ni 钢(Q&T) | LNG级深冷,强度更高 |
| CJA 115 | 115 | A517 Gr A | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CJB 115 | 115 | A517 Gr B | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CJE 115 | 115 | A517 Gr E | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CJF 115 | 115 | A517 Gr F | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CJH 115 | 115 | A517 Gr H | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CJP 115 | 115 | A517 Gr P | Q&T 高强度合金钢 | 高压容器 |
| CP 85 | 85 | A736 Gr A Cl 3 | 时效硬化合金钢 | 高压容器,析出强化 |
A672 独有的 12 个 Grade 面向中温蠕变强度和高压持久强度需求,通过添加 Mo 和 Mn-Mo 来保障高温性能。
| Grade | 抗拉强度(ksi) | 板材规范 | 钢材类型 | 工程定位 |
|---|---|---|---|---|
| A45 | 45 | A285 Gr A | 普通碳钢 | 最低强度级,低压低温 |
| A50 | 50 | A285 Gr B | 普通碳钢 | 低强度级 |
| C55 | 55 | A516 Gr 55 | 细晶粒镇静碳钢 | 低温韧性优于A55 |
| H75 | 75 | A302 Gr A | 0.5Mo 锰钼钢 | 中温蠕变强度 |
| H80 | 80 | A302 Gr B/C/D | 锰钼钢 | 中温蠕变强度,更高Mn |
| J80 | 80 | A533 Cl 1B | Mn-Mo Q&T钢 | 中温高压,Q&T态 |
| J90 | 90 | A533 Cl 2B | Mn-Mo Q&T钢 | 高压容器,高强度 |
| J100 | 100 | A533 Cl 3B | Mn-Mo Q&T钢 | 高压容器,最高强度 |
| L65 | 65 | A204 Gr A | 0.5Mo 钼钢 | 中温蠕变,基本钼钢 |
| L70 | 70 | A204 Gr B | 0.5Mo 钼钢 | 中温蠕变,中强钼钢 |
| L75 | 75 | A204 Gr C | 0.5Mo 钼钢 | 中温蠕变,高强钼钢 |
| N75 | 75 | A299 Gr A | 碳锰硅钢 | ← A671 CK75 的对应 |
两个标准的 Class 编码规则完全相同——十位数代表热处理类型,个位数代表射线检测和压力测试要求。这是两份标准最大的共性之一。
唯一差异:A671 多出 Class 7x(淬火+析出热处理),仅适用于 CP 85 等级(A736 时效硬化合金钢)。A672 不含此类型,因为其 Grade 体系中无时效硬化钢。
个位数的含义两标准完全一致:0=无检验,1=仅射线,2=射线+水压,3=仅水压。
| Class | 热处理 | 射线检测 | 水压试验 | A671 | A672 |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 无 | 无 | 无 | ✓ | ✓ |
| 11 | 无 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✓ |
| 12 | 无 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 13 | 无 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 20 | 消除应力 | 无 | 无 | ✓ | ✓ |
| 21 | 消除应力 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✓ |
| 22 | 消除应力 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 23 | 消除应力 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 30 | 正火 | 无 | 无 | ✓ | ✓ |
| 31 | 正火 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✓ |
| 32 | 正火 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 33 | 正火 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 40 | 正火+回火 | 无 | 无 | ✓ | ✓ |
| 41 | 正火+回火 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✓ |
| 42 | 正火+回火 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 43 | 正火+回火 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 50 | 淬火+回火 | 无 | 无 | ✓ | ✓ |
| 51 | 淬火+回火 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✓ |
| 52 | 淬火+回火 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 53 | 淬火+回火 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✓ |
| 70 | 淬火+析出热处理 | 无 | 无 | ✓ | ✗ |
| 71 | 淬火+析出热处理 | 按第9条 | 无 | ✓ | ✗ |
| 72 | 淬火+析出热处理 | 按第9条 | 按8.3条 | ✓ | ✗ |
| 73 | 淬火+析出热处理 | 无 | 按8.3条 | ✓ | ✗ |
两份标准的热处理制度框架高度相似——共享消除应力、正火、正火+回火、淬火+回火四种基本类型,炉温控制精度要求也完全一致(±25°F [±15°C])。差异点如下:
| 热处理类型 | A671 | A672 | 差异 |
|---|---|---|---|
| 消除应力 | ≥1 h/in 或 ≥1 h | ≥1 h/in 或 ≥1 h | 相同 |
| 正火 | 加热至奥氏体化,空冷 | 加热至奥氏体化,空冷 | 相同 |
| 正火+回火 | 回火≥½ h/in 或 ≥½ h | 回火≥½ h/in 或 ≥½ h | 相同 |
| 淬火+回火 | 水淬或油淬,回火≥½ h/in 或 ≥½ h | 水淬或油淬,回火≥½ h/in 或 ≥½ h | 相同 |
| 淬火+析出热处理 | 水淬或油淬,析出热处理温度按Table 2,保温时间由制造商确定 | — | A671独有(CP 85) |
| CG 100 特殊正火 | 双正火:1650±25°F + 1450±25°F | — | A671独有(9%Ni钢双正火工艺) |
对于共享的 9 对 Grade,热处理温度参数在两份标准中绝大部分一致,仅存在个别细微差异。
| Grade对应 | 参数 | A671 | A672 | 差异 |
|---|---|---|---|---|
| CA55 ↔ A55 | 焊后热处理 | 1100–1250°F [590–680°C] | 1100–1250°F [590–680°C] | 相同 |
| CA55 ↔ A55 | 最高正火温度 | 1700°F [925°C] | 1700°F [925°C] | 相同 |
| CB60~70 ↔ B60~70 | 焊后热处理 | 1100–1250°F [590–680°C] | 1100–1200°F [590–650°C] | A671 上限高 50°F |
| CB60~70 ↔ B60~70 | 最高正火温度 | 1750°F [950°C] | 1750°F [950°C] | 相同 |
| CC60~70 ↔ C60~70 | 焊后热处理 | 1100–1200°F [590–650°C]* | 1100–1200°F [590–650°C] | 相同 |
| CC60~70 ↔ C60~70 | 最高淬火温度 | 1700°F [925°C]** | 1650°F [900°C] | A671 高 50°F |
| CD70 ↔ D70 | 焊后热处理 | 1100–1250°F [590–680°C] | 1100–1250°F [590–680°C] | 相同 |
| CD80 ↔ D80 | 焊后热处理 | 1100–1250°F [590–680°C]* | 1100–1250°F [590–680°C] | 相同 |
| CD80 ↔ D80 | 最高淬火温度 | 1650°F [900°C] | 1650°F [900°C] | 相同 |
| CD80 ↔ D80 | 最低回火温度 | 1100°F [590°C] | 1100°F [590°C] | 相同 |
| CK75 ↔ N75 | 焊后热处理 | 1100–1250°F [590–680°C] | 1100–1200°F [590–650°C] | A671 上限高 50°F |
| CK75 ↔ N75 | 最高正火温度 | 1700°F [925°C] | 1700°F [925°C] | 相同 |
A671 独有等级热处理温度参数(A672 无对应):
| Grade | 焊后热处理 °F [°C] | 最高正火 °F [°C] | 最高淬火 °F [°C] | 最低回火 °F [°C] | 析出热处理 °F [°C] |
|---|---|---|---|---|---|
| CFA 65 | 1100–1175 [590–635] | 1750 [950] | — | — | — |
| CFB 70 | 1100–1175 [590–635] | 1750 [950] | — | — | — |
| CFD 65 | 1100–1175 [590–635] | 1750 [950] | — | — | — |
| CFE 70 | 1100–1175 [590–635] | 1750 [950] | — | — | — |
| CG 100 | 1025–1085 [550–580] | 1650±25+1450±25 [900±15+790±15] | — | 1050–1125 [560–605] | — |
| CH 115 | 1025–1085 [550–580] | — | 1475–1700 [800–925] | 1050–1175 [560–635] | — |
| CJA~CJP 115 | 1000–1100 [540–590] | — | 1650–1725 [900–940] | 1150 [620] | — |
| CP 85 | 1000–1175 [540–635] | — | 1725 [940] | — | 1000–1225 [540–665] |
A672 独有等级热处理温度参数(A671 无对应):
| Grade | 焊后热处理 °F [°C] | 最高正火 °F [°C] | 最高淬火 °F [°C] | 最低回火 °F [°C] |
|---|---|---|---|---|
| A45 | 1100–1250 [590–680] | 1700 [925] | — | — |
| A50 | 1100–1250 [590–680] | 1700 [925] | — | — |
| C55 | 1100–1200 [590–650] | 1700 [925] | 1650 [900] | 1100 [590] |
| H75 | 1100–1250 [590–680] | 1800 [980] | — | 1100 [590] |
| H80 | 1100–1250 [590–680] | 1800 [980] | — | 1100 [590] |
| J80 | 1100–1250 [590–680] | — | 1800 [980] | 1100 [590] |
| J90 | 1100–1250 [590–680] | — | 1800 [980] | 1100 [590] |
| J100 | 1100–1250 [590–680] | — | 1800 [980] | 1100 [590] |
| L65 | 1100–1200 [590–650] | — | — | — |
| L70 | 1100–1200 [590–650] | — | — | — |
| L75 | 1100–1200 [590–650] | — | — | — |
两份标准的力学性能要求框架高度一致——均要求横向焊缝拉伸试验和横向导向弯曲试验,试验方法和合格标准基本相同。差异在于附加母材拉伸要求的等级范围和焊缝化学分析频次。
两份标准对焊缝沉积金属化学成分分析的要求存在频次差异——这是工程实施中直接影响检验成本的关键点。
| 项目 | A671 | A672 | 差异 |
|---|---|---|---|
| 分析频次 | 每 200 ft [60 m] | 每 500 ft [150 m] | A671 频次高 2.5 倍 |
| 分析内容 | 焊缝金属化学成分 | 焊缝沉积金属化学成分 | 实质相同 |
| 合格判定 | 符合焊接工艺规程 | 符合焊接工艺规程 | 相同 |
| 不合格处理 | 未明确规定复验程序 | 双倍复验,均须合格 | A672 有明确复验规则 |
| 取样来源 | 未明确可取自力试样 | 可取自力学试验试样 | A672 允许节省取样 |
两份标准的标记规则完全一致——Class 标记紧跟等级标记之后,格式为"等级-Class"。条形码均为可选补充方式。
CC 70-10C 70-10唯一差异在 Grade 编码本身:A671 用两位字母+数字(如 CA 55、CB 60、CC 70),A672 用一位字母+数字(如 A55、B60、C70)。这导致同一材质的管道在两份标准下标记不同,但实质内容完全一致。
| 板材 | A671 标记 | A672 标记 | 差异 |
|---|---|---|---|
| A285 Gr C | CA 55-XX | A55-XX | CA55 vs A55 |
| A515 Gr 60 | CB 60-XX | B60-XX | CB60 vs B60 |
| A515 Gr 65 | CB 65-XX | B65-XX | CB65 vs B65 |
| A515 Gr 70 | CB 70-XX | B70-XX | CB70 vs B70 |
| A516 Gr 60 | CC 60-XX | C60-XX | CC60 vs C60 |
| A516 Gr 65 | CC 65-XX | C65-XX | CC65 vs C65 |
| A516 Gr 70 | CC 70-XX | C70-XX | CC70 vs C70 |
| A537 Cl 1 | CD 70-XX | D70-XX | CD70 vs D70 |
| A537 Cl 2 | CD 80-XX | D80-XX | CD80 vs D80 |
| A299 Gr A | CK 75-XX | N75-XX | CK75 vs N75(字母完全不同) |
两份标准的补充要求编号和名称完全一致(S1~S15),但部分条款的细节要求存在差异。
| 编号 | 名称 | A671 | A672 | 差异 |
|---|---|---|---|---|
| S1 | 拉伸和弯曲试验 | 每根管 | 每根管 | 相同 |
| S2 | 夏比V型缺口冲击 | 默认温度 10°F [-12°C];按A20 Table A1.15 | 壁厚≥½ in [13 mm];按A20 Table A1.15 能量值 | A671指定默认温度;A672指定最小壁厚 |
| S3 | 硬度试验 | 每根管两端焊接接头 | 每根管两端焊接接头横向硬度;最大硬度协商 | A672明确横向+协商限值 |
| S4 | 产品分析 | 每500 ft [150 m]或每根 | 每500 ft [150 m]或每根 | 相同 |
| S5 | 金相检验 | 100×显微照片 | 100×显微照片 | 相同 |
| S6 | 母材磁粉检测 | 按E709;规定线性和圆形显示验收标准 | 按E109/E138;线性/圆形/密集缺陷均有拒收标准 | 引用标准不同(E709 vs E109/E138);A672更详细 |
| S7 | 焊缝磁粉检测 | 按E709;任何裂纹和线性显示不合格 | 按E709;任何裂纹和线性缺陷不可接受 | 实质相同 |
| S8 | 母材液体渗透 | 按E165/E165M | 按E165 | A671引用E165M版本 |
| S9 | 焊缝液体渗透 | 按E165/E165M | 按E165 | 同S8 |
| S10 | UT1直束超声 | 按A435/A435M | 按A435/A435M | 相同 |
| S11 | UT2直束超声 | 按A578/A578M | 按A578/A578M | 相同 |
| S12 | UT3角束超声 | 按A577/A577M | 按A577/A577M | 相同 |
| S13 | 焊接修复 | 须经客户批准 | 须经客户批准 | 相同 |
| S14 | 批次定义 | 详细定义热处理批次 | 同炉号+同壁厚(±¼ in)+同炉热处理 | A672定义更具体 |
| S15 | ASME第III卷 | 须持有ASME授权证书 | 须持有ASME授权证书+提供数据报告 | A672额外要求材料试验报告 |
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