astm a105 flange heat treatment

Upload: puffd

Post on 01-Jun-2018

362 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    1/16

    Recommendations for pipe flanges

    made in forged steel complying

     with ASTM A105

     January 2003

    FPS Employment, Labour and Social Dialogue

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    2/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    3/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    4/16

    “Recommendations for pipe f langes made in forged steel complying with ASTM A105”

    Recommendations for existing

    (in service or standby)

    flanges made in ASTM A105 steel

    7

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    5/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    6/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    7/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    8/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    9/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    10/16

    “Recommendations for pipe f langes made in forged steel complying with ASTM A105” 19“Recommendations for pipe flanges made in forged steel complying with ASTM A105”18

    • A limited number of flanges = 2% to 5% of the set of components underconsideration depending on the severity of the failure consequence.

    • A moderate number of flanges = 10% to 20% of the set of components underconsideration depending on the severity of the failure consequence.

    • A reasonable number of flanges = 20% to 40% of the set of  components under consideration depending on the severity of the failure con-sequence.

    (*) Temperatures may differ from minimum metal temperature by applying a cor-rection factor when maximum internal pressures at these minimum metal tem-perature are lower than the maximum allowable pressure according to ANSIB16.5 indicated for the lowest temperature range or the equivalent maximumallowable pressure for flanges ordered to other dimensions.

    (**)It is understood that selection of part of a set of non-complying componentsfor further examination should be done on the basis of detected grain sizes(coarsest microstructure)In some cases, flanges which do not fulfil the grain size criterion after initialreplica examination can be further examined by increasing the number of repli-cas so that a more relaxed criterion for grain size can be applied. Unjustifiedremoval and rejection of flanges can so be avoided as these can still be classi-fied as acceptable.

       T

      a   b   l  e   I   (  c  o  n  t .   )  :

       R   E   C   O   M   M   E   N   D   A   T   I   O   N   S   (   F   I   V   E   C   A   S

       E   S   )   A   P   P   L   I   C   A   B   L   E   F   O   R   E   A   C   H   E

       X   I   S   T   I   N   G   G   R   O   U   P   O   F   S   I   M   I   L   A   R

       P   I   P   E   F   L   A   N   G   E   S   (   S   A   M   E   M   A   N   U

       F   A   C   T   U   R   E   R ,

       M

       A   N   U   F   A   C   T   U   R   I   N   G   R   O   U   T   E ,   S   I   Z   E   A   N   D   R   A   T   I   N   G   C   L   A   S   S   )   W   I   T   H

       S   E   V   E   R   E   F   A   I   L   U   R   E   C   O   N   S   E   Q   U   E

       N   C   E   S ,   M   A   D   E   F   R   O   M   F   O   R   G   E   D

       A   S   T   M   A   1   0   5

       S   T   E   E   L ,   C   O   N   T   A   I   N   I   N   G   H   A

       Z   A   R   D   O   U   S   S   U   B   S   T   A   N   C   E   S   A   N   D

       O   P   E   R   A   T   I   N   G   A   T   T   E   M   P   E   R   A   T   U

       R   E   S   (   *   )   B   E   T   W   E   E   N   0   °   C   A   N   D  -   2   9   °   C

       O  n   l  y  v  a   l   i   d   f  o  r  p   i  p  e   f   l  a  n  g  e  s  w   i   t   h  a  n  o

      m   i  n  a   l   t   h   i  c   k  n  e  s  s   b  e   t  w  e  e  n   3   2  m  m

      a  n   d   1   0   2  m  m

       A

       B

       C

       D

       E

       F

       G

       M  a  n  u   f  a  c -

      t  u

      r  e  r

       N  o  r  m  a   l   i  s  e   d  o  r  a  n  n  e  a   l  e   d

      a  c  c  o  r   d   i  n  g  t  o  c  e  r  t   i   f   i  c  a  t  e   ?

       I  n

       i  t   i  a   l  r  e  p   l   i  c  a

      e  x  a  m   i  n  a  t   i  o  n

      n

      e  c  e  s  s  a  r  y   ?

       R  e  s  u   l  t

       F  u  r  t   h  e  r  e  x  a  m   i  n  a  t   i  o  n

      n  e  c  e  s  s  a  r  y   ?

       R  e  s  u   l  t

       C  o  n

      c   l  u  s   i  o  n

       N  o  t

      c  a  p  a -

       b   l  e

      a  n

       d   /  o  r

      n  o  t

      r  e   l   i  a -

       b   l  e

       Y  e  s  a  n   d  a  s  s  t   i  p  u   l  a  t  e   d   i  n

       A   S   T   M    A

       1   0   5   (   i  r  r  e  s  p  e  c  t   i  v  e

      o   f   R  a  t   i  n  g  c   l  a  s  s   )

       C  a  s  e   I   I   I

       Y  e

      s ,  o  n  a  r  e  a -

      s  o

      n  a   b   l  e  n  u  m -

       b  e

      r  o   f   f   l  a  n  g  e  s

      t  o

      v  e  r   i   f  y  t   h  e

       d  e  g  r  e  e  o   f

      g  r  a   i  n  r  e   f   i  n  e -

      m  e  n  t

       A   l   l   f   l  a  n  g  e  s  c  o  m  p   l  y   i  n  g  w   i  t   h

      g  r  a   i  n  s   i  z  e  c  r   i  t  e  r   i  o  n  a  p  p   l   i  c  a -

       b   l  e   f  o  r  r  e  p   l   i  c  a  s

       N  o

     -

       A   l   l   f   l  a  n  g  e  s  m

      o  s  t  s  u  r  e   l  y   h  a  v  e

      p  r  o  p  e  r  g  r  a   i  n  s   i  z  e  a  n   d  t   h  e  r  e   f  o -

      r  e  a  r  e  a  c  c  e  p  t  a   b   l  e   (  c  a  p  a   b   i   l   i  t  y

      a  n   d   /  o  r  r  e   l   i  a   b   i   l   i  t  y  o   f  m  a  n  u   f  a  c -

      t  u  r  e  r   i  s   b  e  t  t  e

      r  t   h  a  n  a  s  s  e  s  s  e   d   )

       O  n  e  o  r  m  o  r  e   f   l  a  n  g  e  s  n  o  t

      c  o  m  p   l  y   i  n  g  w   i  t   h  g  r  a   i  n  s   i  z  e

      c  r   i  t  e  r   i  o  n  a  p  p   l   i  c  a   b   l  e   f  o  r

      r  e  p   l   i  c  a  s

       Y  e  s ,  a  p  p   l  y  a  s   f  o  r   C  a  s  e

       V ,

       C  o   l  u  m  n   C

     -

       S  e  e  a  p  p   l   i  c  a   b   l  e  r  o  w

      o   f   C  a  s  e   V

       (   l  a  c   k  o   f  c  a  p

      a   b   i   l   i  t  y  a  n   d   /  o  r

      r  e   l   i  a   b   i   l   i  t  y  o   f  m  a  n  u   f  a  c  t  u  r  e  r

       i  s  c  o  n   f   i  r  m  e   d   )

       N  o  o  r   Y  e  s ,

       b  u  t  o  t   h  e  r

      t   h  a  n  s  t   i  p  u   l  a  t  e   d   i  n   A   S   T   M

       1   0   5   (   i  n  p  r   i  n  c   i  p  a   l  o  n   l  y

      p  o  s  s   i   b   l  e   f  o  r   f   l  a  n  g  e  s  u  p  t  o

       A   N   S   I   C   l  a  s  s   3   0   0   )

       C  a  s  e   I   V

       Y  e  s ,  a  p  p   l  y  a  s

       f  o  r   C  a  s  e   V ,

       C

      o   l  u  m  n   C

     -

     -

     -

       S  e  e  a  p  p   l   i  c  a   b   l  e  r  o  w

      o   f   C  a  s  e   V

       N  o  o  r

       i  n  s  u   f   f   i  c   i  e  n  t

       i  n   f  o

      r  m  a -

      t   i  o  n

      a   b  o  u  t

      m  a  n  u   f  a  c  t  u -

      r  e  r  a  n   d

       f   l  a

      n  g  e  s

    _

       C  a  s  e   V

       Y  e  s ,  o  n  a   l   l

       f   l  a  n  g  e  s

       A   l   l   f   l  a  n  g  e  s  c  o  m  p   l  y   i  n  g  w   i  t   h

      g  r  a   i  n  s   i  z  e  c  r   i  t  e  r   i  o  n  a  p  p   l   i  c  a -

       b   l  e   f  o  r  r  e  p   l   i  c  a  s

       N  o

     -

       A   l   l   f   l  a  n  g  e  s   h  a

      v  e  p  r  o  p  e  r  g  r  a   i  n

      s   i  z  e  a  n   d  t   h  e  r  e   f  o  r  e  a  r  e  a  c  c  e  p -

      t  a   b   l  e

       O  n  e  o  r  m  o  r  e   f   l  a  n  g  e  s  n  o  t

      c  o  m  p   l  y   i  n  g  w   i  t   h  g  r  a   i  n  s   i  z  e

      c  r   i  t  e  r   i  o  n  a  p  p   l   i  c  a   b   l  e   f  o  r

      r  e  p   l   i  c  a  s

       Y  e  s ,  r  e  m  o  v  e  a  n   d   /  o  r

      e  x  a  m   i  n  e  m  e  t  a   l   l  o  g  r  a -

      p   h   i  c  a   l   l  y  a  r  e  a  s  o  n  a   b   l  e

      n  u  m   b  e  r  o   f  n  o  n -  c  o  m -

      p   l  y   i  n  g   f   l  a  n  g  e  s   (   *   *   ) ,

      a   l  t   h  o  u  g   h  r  e  p   l  a  c   i  n  g  a   l   l

      n  o  n -  c  o  m  p   l  y   i  n  g   f   l  a  n  g  e  s

      m  a  y   b  e  m  o  r  e  e  c  o  n -

      o  m   i  c  a   l   l  y  a  t  t  r  a  c  t   i  v  e

       A   l   l   f   l  a  n  g  e

      s  n  o  w

      c  o  m  p   l  y   i  n  g  w   i  t   h

      g  r  a   i  n  s   i  z  e  c  r   i  t  e  r   i  o  n  a  p  p   l   i  c  a   b   l  e

       f  o  r  m  e  t  a   l   l  o  g  r  a  p   h  y

       R  e  p   l  a  c  e  e  x  t  r  a

      c  t  e   d   f   l  a  n  g  e  s  a  n   d

      a  c  c  e  p  t  a   l   l

      o  t   h  e  r   f   l  a  n  g  e  s

       O  n  e  o  r  m

      o  r  e   f   l  a  n  g  e  s  n  o  t  c  o  m -

      p   l  y   i  n  g  w   i  t   h  g  r  a   i  n  s   i  z  e  c  r   i  t  e  r   i  o  n

      a  p  p   l   i  c  a   b

       l  e   f  o  r  m  e  t  a   l   l  o  g  r  a  p   h  y

       R  e  p   l  a  c  e   f   l  a  n  g  e

      s  n  o  t  c  o  m  p   l  y   i  n  g

       i  n   C  o

       l  u  m  n   D

       (  t   h  u  s   i  n  c   l  u   d   i  n  g  r  e  m  o  v  e   d

       f   l  a  n  g  e  s   )

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    11/16

    “Recommendations for pipe f langes made in forged steel complying with ASTM A105”

    Recommendations for future

    flanges made in ASTM A105 steel

    21

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    12/16

    “Recommendations for pipe f langes made in forged steel complying with ASTM A105” 23“Recommendations for pipe flanges made in forged steel complying with ASTM A105”22

    If critical ASTM A105 pipe flanges (which per definition are components for instal-lation at temperatures between -29 °C and 0 °C and containing hazardous sub-stances) with severe failure consequences (to be evaluated by the user company)are to be ordered in the future, then it is recommended to follow the procedure

    explained hereafter.Orders should be placed to reliable manufacturers which can prove (or have alre-ady proven through official and independent qualifications) their capability concer-ning precautions for the avoidance of flakes (or hydrogen cracks) and concerningthe performance of heat treatments fast enough to cope with the production rate.As long as PED regulations are not yet fully realised,it is recommended in the meantime that the user himself should identify potential (capable and reliable) manufac-turers.

    Irrespective of size and rating class but certainly for a flange thickness equal to or

    above 32 mm, the order should include a compulsory heat treatment according toASTM A105 of all flanges but also a full non destructive examination to exclude thepresence of detectable cracks. Indeed flanges containing cracks initially should notbe put into service. In order to avoid the occurrence of hydrogen cracks, it isrecommended to require vacuum degassed steel when ordering large diameterflanges.

    If again some uncertainty exists concerning the accuracy of a proper heat treat-ment or concerning the appropriateness of the treatment for the flange material,then a control of grain size should be done similar to that detailed in the earlier

    described Case I.The same remarks remain valid as those made in the paragraphabout the thickness range of pipe flanges.

    Short description of standard

    specifications often referred

    to in this guide

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    13/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    14/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    15/16

  • 8/9/2019 ASTM A105 Flange Heat Treatment

    16/16

    “Recommendations for pipe flanges made in forged steel complying with ASTM A105”30

    This brochure was edited on 8 Januari 2003

    Final editing: Isabelle Borgonjon

    Research team:

    Prof.A. Dhooge en ir. E. Deleu(Onderzoekscentrum van het Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw)

    Project steering committee:

     Jef Switten (Borealis Polymers nv), Jos Baeten (Monsanto Europe nv),

    Benoit Duvigneaud (Solvay sa),Geert Vermaete (Fina Raffinaderij Antwerpen nv),

    Bruno Morel de Westgaver (Fluxys sa),Dirk Michiels (Fina Antwerp Olefins nv),

    Ingeborg Beernaert en Isabelle Borgonjon(FPS Employment, Labour and Social Dialogue)

    Reference: CRC/ONG/008-E

    Version: 1.0

    Printing:

    Printing service of the FPS Employment, Labour and Social Dialogue

    Responsible editor:

    FPS Employment, Labour and Social Dialogue

    Copyright registration: D/2003/1205/01