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Cosa sono i Numeri P?

I numeri P sono il sistema di classificazione del Metallo Base utilizzato nella Sezione IX dell'ASME per raggruppare i materiali in base alla composizione e alle caratteristiche di Saldabilità. Il sistema è stato sviluppato per ridurre il numero di qualificazioni di procedura richieste, garantendo al contempo che i materiali all'interno dello stesso gruppo si comportino in modo simile durante la Saldatura. I numeri P appaiono in QW/QB-422 della Sezione IX, che elenca ogni Specifica di Metallo Base approvata dall'ASME con il suo numero P e numero di gruppo assegnati.

Il sistema di numeri P copre una gamma di materiali molto più ampia rispetto alla Tabella 5.6 di D1.1, che raggruppa solo gli acciai strutturali nei Gruppi da I a V. I numeri P dell'ASME IX vanno dal Numero P 1 (Carbon Steel) al Numero P 62 (leghe di zirconio), coprendo metalli ferrosi, leghe di nichel, leghe di alluminio, leghe di rame, titanio e metalli reattivi. Ogni numero P rappresenta una famiglia di materiali con un comportamento di Saldatura simile, il che significa che una procedura qualificata su un materiale del gruppo produce generalmente risultati accettabili su altri materiali dello stesso gruppo.

Principali Assegnazioni di Numeri P

P-Number 1 — Carbon Steels

The most commonly encountered group in pressure vessel and piping fabrication. Includes SA-36 (structural plate), SA-516 Gr.60 and Gr.70 (pressure vessel plate), SA-106 Gr.B (seamless pipe), SA-105 (forgings), SA-53 (welded and seamless pipe), and SA-179 (heat exchanger tubing). P-Number 1 is subdivided into Groups 1 through 4 based on carbon content and Resistenza level. Group 1 covers lower-carbon, lower-strength materials. Group 2 covers medium-carbon steels with higher tensile strength.

P-Number 3 — Alloy Steels (up to 0.75% Cr)

Covers low-alloy steels with chromium content up to 0.75% and total alloy content that exceeds P-Number 1 Limiti. Includes SA-335 P1 and P2 (alloy pipe), SA-387 Gr.2 (alloy plate). These materials typically require Preriscaldo and often require Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT). A procedure qualified on P-Number 3 does not qualify for P-Number 1, and vice versa.

P-Number 4 — Alloy Steels (0.75% to 2% Cr)

Covers chromium-molybdenum steels in the 1Cr-0.5Mo and 1.25Cr-0.5Mo range. Includes SA-335 P11 and P12 (alloy pipe) and SA-387 Gr.11 (alloy plate). These materials require mandatory PWHT per the construction Codice. The higher chromium content makes them more sensitive to hydrogen cracking, requiring strict preheat and hydrogen control.

P-Number 5A — Alloy Steels (2.25% to 3% Cr)

Covers 2.25Cr-1Mo steels, the workhorse alloy for high-Temperatura refinery and petrochemical service. SA-335 P22 (pipe) and SA-387 Gr.22 (plate) are the most common specifications. PWHT is mandatory. These materials are also subject to temper embrittlement concerns in long-term elevated-temperature service.

P-Number 5B — Alloy Steels (5% to 9% Cr)

Covers 5Cr-0.5Mo through 9Cr-1Mo steels, including SA-335 P5 and P9. These materials typically require mandatory PWHT per the construction code due to their air-hardening tendency.

P-Number 8 — Austenitic Stainless Steels

Covers the 300-series austenitic stainless steels including SA-240 Type 304 and 316 (plate), SA-312 TP304 and TP316 (pipe), SA-182 F304 and F316 (forgings). Austenitic stainless steels generally require no preheat and no PWHT. The welding concerns are sensitization (carbide precipitation at grain boundaries), hot cracking, and distortion due to the higher coefficient of thermal expansion compared to carbon steels.

P-Number 9A/9B — Nickel Alloy Steels

Covers nickel steels used in cryogenic service. P-9A includes 2.5% Ni steels (SA-203 Grade A), P-9B includes 3.5% Ni steels (SA-203 Grades D and E). These materials are designed for low-temperature applications such as LNG storage and ethylene plants where carbon steels lose ductility.

P-Number 10 — Various Chromium Stainless Steels

P-Number 10 covers a broad range of chromium-containing stainless steels across multiple subgroups. P-10A and P-10B cover ferritic stainless steels (409, 410S Tipi). P-10H covers duplex and super duplex stainless steels (2205, 2507) that combine austenitic and ferritic microstructures. Duplex grades require careful Apporto Termico control to maintain the austenite-ferrite phase balance. P-10I and P-10J cover additional specialty grades. The subgroup distinction matters when the construction code requires impact Prova.

P-Number 11 — High-Nickel Low-Temperature Steels

Covers high-nickel steels for low-temperature and cryogenic service. P-11A covers high-strength quenched-and-tempered (Q&T) alloy steels. P-11A-1 specifically includes 9% Ni plate (SA-353, SA-553, SA-522), SA-333 Gr.8, and SA-420 WPL8 for LNG storage and cryogenic piping. Other P-11A subgroups (P-11A-2 through P-11A-5) cover Q&T plates and forgings such as SA-508, SA-533, SA-543, and SA-645. Note: 3.5% Ni castings (SA-352 LC3) are P-Number 9B, not P-11A. PWHT must be carefully controlled — excessive temperatures or holding times can degrade the toughness properties these steels are selected for. Toughness Requisiti are mandatory for all P-11 materials.

Elenco dei Gruppi di Numeri P

La Tabella QW/QB-422 contiene oltre 2.000 Specifiche di materiale in circa 70 distinti gruppi di numeri P. La tabella seguente elenca ogni famiglia di numeri P con la sua Categoria di materiale, le Specifiche tipiche e il numero di materiali elencati.

I numeri P non ferrosi (P21+) non utilizzano i Numeri di Gruppo secondo QW/QB-421.2. “—” indica nessuna suddivisione di gruppo.

Spiegazione dei Numeri di Gruppo

All'interno di ogni numero P, i materiali sono ulteriormente suddivisi in numeri di gruppo in base agli intervalli di composizione e ai livelli di resistenza. Il numero di gruppo diventa una Essential Variable solo quando il Codice di costruzione di riferimento (Sezione I, Sezione VIII, B31.3, ecc.) richiede l'Impact Test. Quando l'Impact Test è richiesto, il cambiamento del numero di gruppo all'interno dello stesso numero P richiede un nuovo PQR. Quando l'Impact Test non è richiesto, tutti i gruppi all'interno di un numero P sono trattati come equivalenti ai fini della qualificazione.

Questo doppio trattamento è specifico dell'ASME IX e non ha equivalenti in D1.1 o API 1104. Riflette la filosofia ASME secondo cui i materiali all'interno dello stesso numero P hanno una Saldabilità simile, ma il loro comportamento di tenacità dopo la Saldatura può variare abbastanza da giustificare una qualificazione separata quando è specificato l'Impact Test.

“Il sistema di numeri P è la spina dorsale della qualificazione ASME IX. Se il numero P è sbagliato, l'intera WPS non è valida — non importa quanto siano belle le saldature.”

— Norma CWI instruction, reflecting ASME IX QW-403 essential variable requirements

Come si Confrontano i Numeri P con i Gruppi di Metallo Base D1.1

D1.1 Tabella 5.6 organizes structural steels into five groups (I through V) based on strength and Saldabilità. This system is much simpler than ASME IX P-numbers because D1.1 covers only structural carbon and low-alloy steels, while ASME IX covers the full range of metallic materials used in pressure equipment. The rough equivalencies are P-Number 1 corresponding to D1.1 Groups I and II, and P-Number 3 corresponding to D1.1 Groups III and IV. D1.1 Group V (A913 Gr.80 HSLA steel) has no direct P-number equivalent because it is not commonly used in pressure equipment.

I due sistemi non sono intercambiabili. Una qualificazione secondo il Gruppo I di D1.1 non soddisfa un requisito di qualificazione ASME IX Numero P 1, e viceversa. I fabbricanti che operano secondo entrambi i Codici devono mantenere registri di qualificazione separati. Per domande sui gruppi di Metallo Base D1.1 e sui requisiti di Preriscaldo, utilizzare il Calcolatore di Preriscaldo e verificare il gruppo del proprio acciaio utilizzando il Mill Test Report.

Intervalli di Qualificazione

Una procedura qualificata su un Metallo Base all'interno di un numero P stabilisce un intervallo di qualificazione. La regola chiave è che il cambiamento del numero P è una Essential Variable — richiede sempre un nuovo PQR. All'interno dello stesso numero P, l'intervallo di qualificazione dipende dal fatto che sia richiesto l'Impact Test. Senza Impact Test, tutti i gruppi sono coperti. Con Impact Test, sono coperti solo il gruppo specifico (e i gruppi con minore severità di Impact Test).

Per giunti di Dissimilar Metal (Saldatura di due numeri P diversi insieme), ASME IX QW-424 fornisce regole specifiche. È richiesta una qualificazione separata per ogni combinazione di numeri P. Una qualificazione P-1 a P-1 non copre un giunto P-1 a P-8. La selezione del Metallo d'Apporto per giunti dissimili dipende da entrambi i Metalli Base e deve essere compatibile con entrambi i numeri P. Il numero F del Metallo d'Apporto è una Essential Variable separata.

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Dati di riferimento da ASME BPVC IX:2025 — QW/QB-422, QW-424. Non affiliato con ASME.