کلینیک فوق تخصصی دانش آموخته  لوله کشی صنعتی  ۸۳-۸۴ ( نفت و گاز ) -  مایترکاری

کلینیک فوق تخصصی دانش آموخته لوله کشی صنعتی ۸۳-۸۴ ( نفت و گاز ) - مایترکاری

سایتی نو و نخست برای ارائه راهنمای ساخت انواع شابلون پایپینگ به Fabricator ها و بالا بردن دانش ریاضی ایشان
کلینیک فوق تخصصی دانش آموخته  لوله کشی صنعتی  ۸۳-۸۴ ( نفت و گاز ) -  مایترکاری

کلینیک فوق تخصصی دانش آموخته لوله کشی صنعتی ۸۳-۸۴ ( نفت و گاز ) - مایترکاری

سایتی نو و نخست برای ارائه راهنمای ساخت انواع شابلون پایپینگ به Fabricator ها و بالا بردن دانش ریاضی ایشان

متریال A516 GR70 N در استاندارد ASME VIII



Lateral Expansion : 


اندازه گیری شکل پذیری نمونه است . هنگامی که فلز انعطاف پذیر شکسته می شود ، نمونه آزمایش قبل از شکستن تغییر شکل می دهد و متریال در دو طرف صفحه فشاری به بیرون فشرده می شود . مقداری که نمونه در این روش تغییر شکل می دهد اندازه گیری می شود و بصورت میلیمتر بیان می شود.







در شکل UCS-66 یعنی تصویر زیر متریال A516 GR.70 N در منحنی D قرار گرفته 


Toughness tests are not required where the maximum obtainable Charpy specimen has a width along the notch less than 0.099 in. (2.5 mm).


(-3) The root side of the first deposited layer of weld metal shall be considered the root surface.

(-c) If the weld thickness for a welding process or

set of variables is small enough that the maximum obtainable Charpy specimen has a width along the notch less than 0.099 in. (2.5 mm), toughness testing of the weld metal and heat-affected zone is not required for that welding process or set of variables.






در تصویر زیر یعنی شکل منحنی UCS-66 ( متریال - ضخامت ) معافیت از آزمون ضربه عنوان شده


در این پاراگراف ذکر شده ترکیب ضخامت ( governing thk در UCS-66.3 با شکل توضیح داده ) و حداقل دمای فلز زیر منحنی باشد به آزمون ضربه نیاز دارد ولی اگر رو و بالای منحنی باشد این آزمون لازم نیست.

اگر governing thk در هر اتصال جوشی از 100 میل فراتر رود و دمای حداقل فلز سردتر از 50 درجه سانتیگراد باشد آزمون ضربه متریال بایستی به کار گرفته شود . در قسمت های که جوشی نیست مثل فلنج های مسطح پیچی اگر ضخامت بیشتر از 150 میل و دمای فلز سردتر از 50 درجه سانتیگراد باشد نیز آزمون ضربه متریال لازم است.








در تصویر بالا ( جدول معافیت از آزمون ضربه : منحنی تلاقی ضخامت - دمای حداقل فلز ) اگر ملاحظه کنید برای ضخامت 10 میل - دمای حداقل فلز 55- در منحنی D ( برای متریال یاد شده ) معاف از آزمون ضربه است و اگر دما فرضا ۴۰- گفته شده چون بالای منحنی D قرار میگیرد لذا با این ضخامت آزمون ضربه مورد نیاز نیست.



Material :

A516 GR.70N

MDMT=-40C

governing thk=0.875"

Impact Required ?


طبق جدول بالا برای ضخامت 0.875 اینچ و متریال مورد نظر که در منحنی D قرار می گیرد معافیت از آزمون ضربه در دمای حداقل 36- است ( اگر تلاقی ضخامت-حداقل دما روی یا بالای منحنی باشد آزمون لازم نیست ) لذا با توجه به دمای 40- چون زیر منحنی D ( نقاط برخورد یا تلاقی ضخامت 0.875 و دمای 40- ) قرار می گیرد لذا آزمون ضربه مورد نیاز است.






طبق شکل UG-84.1 تصویر بالا برای Full Size برای ضخامت بالای ۳ اینج و استحکام کششی 36ksi مقدار میانگین انرژی مورد نیاز از 15 به 18 تبدیل میشه و طبق یادداشت تصویر قسمت b حداقل انرژی ضربه برای یک نمونه نبایستی کمتر از 2/3 میانگین انرژی مورد نیار برای 3 نمونه باشد. ( یعنی 18 میانگین و مینیمم 12)








یادداشت تصویر بالا : مقادیر حداکثر تنش مجاز برای متریال های لیست شده در سکشن 2 قسمت D ( متریال )  داده شده.


UHA-51 : آزمون ضربه برای Hight Alloy


آزمون ضربه جائیکه حداکثر نمونه گرفته شده ، عرضِ در امتداد شکافِ کمتر از 2.5 میلیمتر را داراست لازم نیست ... پس در اینجا مشخص میشه زیر 2.5 میل تست ضربه مورد نیاز نیست.


a-الزامات آزمون ضربه فلز پایه ، مناطق متاثر از گرما و فلز جوش :

1-آزمون ضربه بایستی از مجموعه نمونه های 3  تایی تهیه شود( 9=3×3) .یک مجموعه 3 تایی از فلز پایه ، یک مجموعه 3 تایی از منطقه متاثر از حرارت یا HAZ و یک مجموعه 3 تایی از فلز جوش.نمونه ها باید تحت همان عملیات حرارتی قرار گیرند که قطعه یا ظرفی که نمونه ها نشان می دهند . روش  آزمون ، اندازه ، محل و جهت نمونه هاباید مطابق با UG-84 باشند.


2-اگر MDMT منهای 196 درجه سانتیگراد و گرمتر باشد آزمون ضربه بایستی در دمای MDMT یا سردتر انجام شود و الزامات زیر بایستی در نظر گرفته شود :

a-هر سه نمونه مورد آزمون در هر مجموعه بایستی lateral expansion در مقابل شکاف بیشتر از 0.38 میلیمتر باشد برای MDMT منهای 196 و گرمتر .

b-اگر MDMT منهای 196 و گرمتر باشد و مقدار lateral expansion برای یک نمونه از هر مجموعه بین 0.25 تا 0.38 میل باشد یک آزمون مجدد 3 نمونه اضافی می تواند تهیه شود.هر کدام از آنها باید بزرگتر مساوی 0.38 میل باشند.اینچنین آزمون مجدد فقط زمانی مجاز است که میانگین مقدار 3 نمونه بزرگتر مساوی 0.38 میل باشد.اگر مقادیر مورد نیاز در آزمایش مجدد بدست نیامد یا مقادیر در آزمایش اولیه کمتر از حداقل مورد نیاز برای آزمایش مجدد باشد ، می تواند متریال دوباره گرم شود . پس از عملیات حرارتی مجدد ، مجموعه های جدیدی از نمونه ها باید ساخته و دوباره مورد آزمون قرار گیرند.همه نمونه ها باید مقدار انبساط جانبی 0.38 میل را داشته باشند.


d-Exemptions from Impact Testing for Base Metals and HAZs. Impact testing is not required for Table UHA-23


MDMT منهای 29 و گرمتر : 


a-معافیت از تست ضربه برای متریال Duplex Steels با ضخامت کوچکتر مساوی  10 میل 

b- فولادهای ضد زنگ کروم فریتی با ضخامت کوچکتر مساوی 3 میل

c-فولادهای ضد زنگ کروم مارتنزیتی  با ضخامت کوچکتر مساوی 6 میل 









استاندارد سختی یا Toughness در پایپینگ .... B31T


جهت اطلاعات عمومی 


مهم :  جدول ۳۲۳.۳.۱ الزامات آزمون ضربه برای تست کوپن را نشان می دهد که نشاندهنده  نصف ضخامت  تا ضخامت بعلاوه ۶ میلیمتر است.

Table 323.3.1 shows Impact test requirements for production test coupons which shows 1/2T to T+6 mm 



شروع مطلب 


۴.۳ نمونه های تست : 

هر دست یا مجموعه از  نمونه های مورد آزمون باید شامل ۳ قطعه باشد.تمام آزمون های impact یا ضربه بایستی طبق استاندارد بایستی بصورت مقطع مربع  ۱۰ میلیمتر باشد بغیر اززمانیکه شکل یا ضخامت اجازه نمی دهد . آزمون های Charpy v-notch یا شارپی با شکاف V می تواند روی تمام ضخامت متریال انجام گیرد . جاهایی که ممکن است برای حذف یا برداشتن سطح نامنظم  از متریال ماشین کاری شود ،  بعنوان جایگزین اینچنین متریالی می توانند ضخامت آنها  برای تولید بزرگترین قطعه زیرسایزی ( SubSize ) شارپی با شکاف V کاسته شوند. اگر نمونه های زیر اندازه ( منظور  کمتر از ۱۰ میل ) استفاده شوند دمای تست باید طبق پاراگراف ۴.۴.۲ تنظیم شود.آزمون های سختی زمانیکه حداکثر نمونه شارپی  بدست آمده دارای عرض کمتری در امتداد بریدگی باشد مورد نیاز نیست.


۴.۴ دماهای آزمون 

برای نمونه های ضربه شارپی ، شرط دمای تست در پاراگراف ۴.۴.۱ یا ۴.۴.۲ می بایست رعایت گردد.نمونه های آزمون و انبرهای دستی  بایستی برای مدت زمان کافی که به دمای تست برسند سرد نگهداشته شوند


۴.۴.۱ برای متریال هایی با ضخامت بزرگترمساوی ۱۰ میلیمتر

جائیکه بزرگترین نمونه CVN قابل دستیابی دارای عرض در امتداد شکاف حداقل ۸ میلیمتر باشد ، آزمون شارپی که از چنین نمونه ای استفاده می کند بایستی در دمایی که گرم تر از حداقل دمای طراحی نیست انجام گیرد.جائیکه بزرگترین نمونه آزمون ممکن دارای عرض در امتداد شکاف کمتر از ۸ میلیمتر است بایستی در دمایی سردتر از حداق دمای طراحی مطابق پاراگرف ۴.۴.۲ صورت بگیرد.


 ۴.۴.۲ برای متریال هایی با ضخامت کمتر از ۱۰ میلیمتر

جائیکه بزرگترین نمونه قابل دستیابی دارای عرض در امتداد شکاف حداقل ۸۰ درصد ضخامت متریال باشد ، آزمون شارپی چنین نمونه ای باید در دمایی که گرمتر از دمای حداقل طراحی نباشد انجام گیرد.در جائیکه بزرگترین نمونه آزمون ممکن دارای عرض در امتداد شکاف کمتر از ۸۰ درصد ضخامت متریال باشد آزمون باید در دمایی سردتر ازدمای حداقل طراحی به میزانی برابر با  اختلاف ( مراجعه به جدول ۱-۴.۴.۲ ) بین کاهش دمای مربوط به ضخامت واقعی متریال و کاهش دمای مربوط به عرض واقعی نمونه شارپی آزمایش شده صورت گیرد.


Example : 

دمای حداقل طراحی

Design Min Temp : -20 Celcius

ضخامت واقعی متریال

Actual material thk : 6 mm

Specimen : 4 mm

Test temp ? 

طبق پاراگراف ۴.۴.۱ ضخامت قطعه کمتر از ۸ میلیمتر است و ذکر کرده طبق پاراگراف ۴.۴.۲ عمل شود .  ضخامت قابل دستیابی کمتر از ۸۰ درصد ضخامت متریال است بنابراین طبق پاراگرف به جدول ۱-۴.۴.۲ مراجعه می شود.( باید در دمایی سردتر از دمای منهای بیست آزمون شارپی انجام شود ... اختلاف دماها طبق جدول در ضخامت واقعی و ضخامت آزمون ممکن ) ... با مراجعه به جدول داریم : 

6 mm -> Temp : 8.4

4 mm-> Temp : 16.7

-۲۰-(۱۶.۷-۸.۳)=-۲۰-۸.۴=-۲۸.۴

لذا با توجه با پاراگراف ۴.۴.۲ آزمون شارپی قطعات در دمای سردتر از منهای ۲۰ درجه یعنی در منهای ۲۸ درجه صورت خواهد گرفت.


Another Ex :

 2inches pipe with thickness of 5.5mm. the design temparature is -46deg C

test coupon thickness=5.5mm

Charpy Impact Design Test Temperature=-46 degree centigrade

the maximum attainable specimen =4mm


for 6mm In table 8.3

for 4mm obtainable in table 16.7

16.7-8.3=8.4

Test shall be conducted in Colder than -46 so ... it is -46-8.4=-54.4 Degree ( Centigrade )



Interpretation: 22-02 

Subject: ASME B31.3-2006, Table 323.3.4, Charpy Impact Test Temperature Reduction 

Date Issued: April 29, 2008 

File: 08-476 

Question: To qualify a material to -46"C, should a 5 mm Charpy impact specimen produced  from a 6.32 mm material thickness be tested at -50.1°C? 

Reply: Yes; see para. 323.3.4(b).


توضیح تفسیر بالا از تفسیر ۲۲ کد ۳۱.۳ : کاهش دما برای ضخامت ۶.۳۲ میلیمتر طبق note 1 جدول ۳۲۳.۳.۴ می شود ۷ درجه سانتیگراد و در ضخامت ۵ که ۸۰ درصد ضحامت تست کوپن است طبق نوت یک  جدول ۱۱.۱ درجه بدست می آید ، اختلاف این دو درجه که ۴.۱ شده با ۴۶ درجه دمای حداقل جمع شده و عدد ۵۰.۱ بدست می آید . لذا در دمای منهای ۵۰.۱ درجه سانتیگراد نمونه باید مورد آزمون  قرار گیرد.


-Pipe size:6 inch, schedule 40 pipe
(168.3mm outside diameter x 7.11mm wall thickness)
-Standard test temperature
(for Grade 6)-45°C

-Charpy V-notch width:5mm (max. size that can be taken)

The impact test specimen width is only 5mm (71% of the material thickness)
Temperature Difference=11°C -4°C=7°C
Actual Test Temperature=-45 -7°C=-52°C





If use straight linear intrapolation

thk 7.11.... Temp 3.78

thk 5 ..... Temp 11

-45-(11-3.78)=-52.22 Centigrade


New Ex : 

I have SA 333 Gr.6 2" x 5.54mm PQR coupon supposed to be impact tested at -50Deg.C asper piping service class.


The specimen size is 10mm X 3.33 mm


As Per Code B31.3


Actual wall thickness = 5.54 mm

Impact Specimen Width Across the Notch = 3.33mm


(3.33/5.54)×100=60.11%

طبق پاراگراف ۴.۴.۲ اگر نمونه کمتر ار ۸۰ درصد ضخامت قطعه باشد که هست ( ۶۰ درصد کمتر از ۸۰ درصد است ) لذا در دمایی کمتر از دمای قطعه باید تست شود لذا به جدول کاهش دما مراجعه می شود ( Temperature Reduction )

5.54mm >Temp : 9.6 C

3.33 > Temp : 19.4 C

Test Temp : -50-(19.4-9.6)

=-50-9.8

=-59.8 C


مثال دیگر : 

My problem:

I have tested an A333 Gr.6 (4" pipe-6.3 mm thickness). Labratoary used a sub size specimen (55*5*10). and they tested it in -48c. test temperature of A 333 Gr.6 is -45C and they tested it in 3c cooler temperature Unfortunately absorbed energy was low and my test failed.

(5/6.3) * 100 = 79% then i should not apply the above mentioned clause and i shall calculate reduction temperature and test my sample in cooler temperature(-45-3=-48).This is correct, With small correction.Kindly check the note below Table 6 of SA/A 333 "Straight line interpolation for intermediate values is permitted.So by calculations -45-4=-49.

در مورد بالا ، طبق جدول ۶ از استاندارد A333 ، اختلاف دما بین ضخامت ۶.۳ و زیر اندازه ۵ میل ۴.۳ درجه سانتیگراد بدست آمده و چون زیر اندازه زیر ۸۰ درصد ضخامت واقعی است پس نمونه بدست آمده ( ۵ میلیمتر ) باید در دمائی سردتر از دمای منهای ۴۵ درجه تست شود.
See Table 6 Of Astm A333
Thk 6.3 mm > Temp ~ 6.65 ~ 7 C
Thk 5 mm > 11 C
Impact Temp =-45-(11-7)=-48 C


۴.۵.۴ آزمون مجدد

۴.۵.۴.۱ برای معیار انرژی جذب شده زمانیکه میانگین مقدار ۳ نمونه مساوی و بیشتر از حداقل مقدار مجاز تک نمونه باشد و مقدار برای بیشتر از یک نمونه زیر مقدار میانگین مورد نیاز است یا زمانیکه مقدار برای یک نمونه زیر مقدار حداقل مجاز تک نمونه است آزمون مجدد از ۳ نمونه اضافه دیگر باید تهیه گردد.مقدار هر کدام از این نمونه های جدید بایستی مساوی یا بیشتر از مقدار میانگین باشد.



استاندارد  B31.3 پارگراف ۳۲۳.۲.۲ : 

(b) برای فولادهای کربنی با نشانه حرف ( مثل A یا B ) در ستون حدقل دمای جدول A-1 ، حداقل دما در منحنی قابل اجرا و یا دداشت هایی در شکل ۳۲۳.۲.۲A مشخص گردیده.اگر ترکیب  ضخامت - دمای حداقل طراحی  ( منظور محل برخورد خط ضخامت و دما روی منحنی) روی یا بالاتر از منحنی باشد آزمون ضربه مورد نیاز نمی باشد.






ASME B31.3 2014