ASTM A105: دليل شامل لممزحات الصلب الكربوني

1. مقدمة

ASTM A105 هي مواصفات رئيسية ل مخبأ الصلب الكربوني تستخدم في أنظمة أنابيب الضغط.

إنه يحدد متطلبات الممتلكات الميكانيكية - من الكيمياء الدقيقة - لمكونات مزورة مثل الشفاه, التركيبات, والصمامات.

نشرت لأول مرة في منتصف القرن العشرين, A105 تناولت مشكلات الموثوقية المتأصلة في الصلب الكربوني المصبوب من خلال توحيد مواد مزورة للبنية التحتية الصناعية وقطاع الطاقة الحرجة.

تقدم المطروق العديد من المزايا على المسبوكات: كثافة, البنية المجهرية متجانسة; تدفق الحبوب المتفوق; غياب مسامية وتجويف الانكماش; ومقاومة التعب العالية.

هذه الخصائص تجعل A105 LOAGHTS ضرورية للضغط العالي, أنظمة درجات الحرارة العالية حيث يكون فشل المكون غير مقبول.

2. النطاق والمتطلبات الرئيسية لـ ASTM A105

ASTM A105 هي مواصفات قياسية صادرة عن ASTM International تحكم المادة الكيميائية, ميكانيكي, ومتطلبات التصنيع ل مكونات أنابيب الصلب الكربونية المزورة.

إنها واحدة من أكثرها استخدامًا على نطاق واسع الصلب الكربوني توقيع المواصفات في صناعات الأوعية والضغط.

نطاق ASTM A105

ينطبق ASTM A105 المطروق, قضبان مزورة, و تركيبات مزورة مصنوعة من الصلب الكربوني, مخصص في المقام الأول للاستخدام في أنظمة الضغط في المحيط- لخدمة درجة الحرارة المعتدلة. وتشمل هذه المكونات:

• الشفاه (ASME B16.5, B16.47)
• صمامات وأجسام الصمام
• تجهيزات الأنابيب (المرفقين, المحملات, المخفضات, أدوات التوصيل)
• فوهات وعاء الضغط
• مهاوي, الخواتم, وغيرها من الأجزاء المخصصة

بينما مناسبة للخدمة تصل إلى 425 درجة مئوية (800° f), A105 هو لا ينصح بتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة (عادةً ما يقل إلى -29 درجة مئوية أو -20 درجة فهرنهايت) ما لم يكن اختبار التأثير التكميلي (لكل ASTM A350) يتم تطبيقه.

نماذج المنتج المسموح بها

تغطي المواصفات:

• المطروق: مكونات الشكل التي تنتجها المطرقة, الضغط, أو المتداول
• قضبان مزورة: عادةً ما تستخدم أشرطة مستديرة أو مربعة في مكونات الآلات
• تركيبات مزورة: بما في ذلك اللحام المقبس والأنواع المربوطة لكل ASME B16.11 أو MSS-SP-79/83/95
• الشفاه المزورة: لكل ASME B16.5 والأبعاد المماثلة تصنيف الضغط

يجب أن تتوافق الأجزاء المهيلية أو النهائية مع الرموز ذات الصلة (على سبيل المثال, ASME القسم الثامن أو B31.3).

متطلبات التكوين الكيميائي

يحدد ASTM A105 حدود كيميائية صارمة لضمان الاتساق والخصائص الميكانيكية المطلوبة.

3. الأساسيات المعدنية

البنية المجهرية ASTM A105, بعد التزوير السليم والمعالجة الحرارية, يتكون من الفريت والبيرليت- مصفوفة متوازنة توفر القوة والليونة.

الفريت (ناعم, الحديد الدكتايل) يوفر المتانة, بينما بيرليت (كربيد الحديد اللامي في الفريت) يساهم القوة.

• دور الكربون: ال 0.25% الحد الأقصى للكربون يضمن تكوين اللؤلؤ دون الإفراط في الأسمنت (fe₃c), التي من شأنها أن تسبب هشاشة.
  ارتفاع الكربون يزيد من صلابة ولكن يقلل من مقاومة التأثير.
• تأثير المنجنيز: المنغنيز (0.60-1.05 ٪) يستقر بيرليت, تحسين هيكلها وتحسين قوة الشد.
  كما أنه يخفف من آثار الكبريت الضارة عن طريق تشكيل شوائب MNS, التي هي أقل ضررا من FES.
• تحسين الحبوب: الفاناديوم (عندما يكون الحاضر) وترويج درجات حرارة تزوير التزوير بشكل جيد, الحبوب الموحدة (حجم الحبوب ASTM 5-8), تعزيز المتانة ومقاومة التعب.

4. الخصائص الميكانيكية وأداء الصلب الكربوني ASTM A105

تم تصميم ASTM A105 من الصلب الكربوني لتلبية متطلبات الممتلكات الميكانيكية الصارمة الضرورية للاستخدام في أنظمة الضغط مثل الأنابيب, الصمامات, والشفاه.

هذه الخصائص تضمن النزاهة الهيكلية, مقاومة الإجهاد الميكانيكي, والمتانة في البيئات الصعبة.

الخصائص الميكانيكية الرئيسية (درجة حرارة الغرفة)

يتم تحقيق هذه القيم في ظل الظروف القياسية الطبيعية أو الطبيع.

قد تكون المخفوفات مضغوطة أو تعرضها لإخماد الخبر والتهدئة تبعًا لمتطلبات الخدمة.

تؤثر على المتانة والليونة

على الرغم من أن ASTM A105 لا يتطلب اختبار التأثير في درجة حرارة الغرفة, عادة ما تظهر المادة جيدة قيم تأثير charpy v-notch, خاصة عند تطبيعها أو تطبيعها + خفف:

• طاقة التأثير النموذجي عند 20 درجة مئوية: ≥ 27-40 ي
• عند الحاجة لخدمة درجة الحرارة المنخفضة, المتغيرات التي تم اختبارها (على سبيل المثال, ASTM A350 LF2) يوصى بدلا من ذلك

إن اللياء الجيد والاستطالة يجعلون A105 مناسبة للبيئات ذات الاهتزاز, ركوب الدراجات الحرارية, أو نبض الضغط.

التعب والزحف

يستخدم ASTM A105 في المقام الأول في بيئات درجة الحرارة غير المرتبطة, لكنه يظهر مقاومة كافية للإرهاق والتعب التوسع الحراري بسبب هيكله الفريت - البحر:

• قوة التعب (تقريبا.): 270-300 ميجا باسكال لمدة 10 ⁷ دورات
• غير مناسب للخدمة الطويلة أعلاه 427 درجة مئوية (800 ° f), كما قد يحدث زحف وجرافيت

صلابة وارتداء

تتراوح صلابة ASTM A105 في الحالة الطبيعية عمومًا 140 ل 180 HBW, مناسبة للمكونات القياسية التي تحتوي على الضغط. لتحسين مقاومة التآكل:

• تصلب القضية (المكربن ​​أو النترنج) قد يتم تطبيقه
• تصلب الحث يستخدم لمناطق التآكل الموضعية مثل وجوه الختم الشفة أو سيقان الصمام

5. تزوير عمليات لـ ASTM A105 Carbon Steel

التزوير هو العملية التأسيسية لإنتاج مكونات ASTM A105 من الصلب الكربوني التي يمكنها تحمل الإجهاد الميكانيكي الشديد والضغط الدوري.

تقنيتان رئيسيتان للتزوير -المفتوح و تزوير مغلق- يتم اختيارهم بناءً على حجم الجزء, تعقيد, مقدار, والأداء المطلوب.

تزوير المفتوح

تعتبر التزوير المفتوح عملية تزوير متعددة الاستخدامات وتقليدية حيث يتم ضغط البليت المعدني الساخن بين وفاة مسطحة أو محددة قليلاً لا ترفس قطعة العمل بالكامل.

يحدث التشوه بشكل تدريجي من خلال الضربات المتكررة أو الضربات, السماح للمعادن بالتدفق دون قيود هندسية شديدة.

تتفوق هذه التقنية في التطبيقات التي تتطلب على نطاق واسع, مكونات مخصصة مع استمرارية بنية الحبوب الممتازة.

وهي تتيح مزايا معدنية مثل تدفق الحبوب المكررة وتقليل تركيز العيوب مع استيعاب قطع العمل عالية الطول غير عملية بالنسبة للموت المرفق.

تطبيقات ASTM A105 النموذجية:

• مهاوي وأشرطة مزورة
• رقاب وعاء الضغط
• كتل, الأقراص, والمراكز

تزوير مغلق (انطباع يموت تزوير)

يتضمن التزوير المغلقة المغلقة وضع البليت الساخن في تجويف يموت يعكس شكل المكون النهائي.

تحت ضغط مرتفع من مطرقة أو اضغط, يتدفق المعدن لملء الانطباع بأكمله. أشكال المواد الزائدة "فلاش", الذي تم قطعه لاحقًا.

هذه العملية عالية الكفاءة في الإنتاج الضخم للمكونات الدقيقة ذات الأشكال القابلة للتكرار والتحمل الضيق.

إنه يوفر دقة أبعاد ممتازة ومحاذاة الحبوب المصممة خصيصًا للهندسة الجزء-وخاصةً مفيدة في أجزاء خطوط الأنابيب المصنفة بالضغط والاتصالات ذات الحواف.

تطبيقات ASTM A105 النموذجية:

• الشفاه الأنابيب (على سبيل المثال, رقبة اللحام, مقبس اللحام, أعمى)
• صمامات مزورة وتجهيزات الإنطلاق
• زيت & نقاط اتصال الغاز والقران

جدول المقارنة: المفتوح Die مقابل. تزوير مغلق

6. المعالجة الحرارية & الإجهاد الإجهاد من ASTM A105 الصلب الكربون

تعد المعالجة الحرارية عملية حاسمة لما بعد الفائدة لممزحات الصلب الكربوني ASTM A105, لأنه يضمن الخصائص الميكانيكية المطلوبة, الاستقرار الأبعاد, والنزاهة الهيكلية.

التطبيع

غاية:

• صقل بنية الحبوب
• يعزز التوحيد في البنية المجهرية
• يحسن الصلابة والاتساق الأبعاد

عملية:

عادة ما يتم تطبيع ASTM A105 للتدفئة عن طريق التسخين إلى 890-950 درجة مئوية (1630-1740 درجة فهرنهايت) والتمسك لفترة طويلة بما يكفي للسماح بإعادة التبلور والتجانس الكامل, تليها تبريد الهواء.

تبريد وتهدئة (خياري)

غاية:

• يزيد من القوة والصلابة
• يتحكم في صلابة التطبيقات الشاقة

عملية:

تم oustenitings في 860-900 درجة مئوية (1580-1650 درجة فهرنهايت), سريع التبريد في الماء أو الزيت, ثم خفف في 540-700 درجة مئوية (1000-1290 درجة فهرنهايت) لاستعادة ليونة وتقليل هشاشة.

تخفيف الإجهاد

غاية:

• يقلل من الضغوط المتبقية الداخلية من التزوير أو الآلات
• يحسن الاستقرار الأبعاد أثناء الخدمة

عملية:

يتم تنفيذها عادة بالتدفئة إلى 595-675 درجة مئوية (1100-1250 درجة فهرنهايت) والتمسك لمدة 1-2 ساعات اعتمادًا على سمك الجزء, ثم تبريد ببطء في الهواء أو الفرن.

7. عمليات التصنيع وما بعدها في ASTM A105 Carbon Steel

بعد التزوير والمعالجة الحرارية, مكونات ASTM A105 تتطلب دقيقة الآلات والتشطيب لتلبية التحمل الأبعاد, جودة السطح, والمواصفات الوظيفية.

هذه المرحلة أمر بالغ الأهمية لضمان التوافق مع أنظمة الأنابيب, حدود الضغط, ومعايير الصناعة مثل ASME B16.5 أو API 6A.

خصائص الآلات

السلوك المادي:

• A105 المطروق, خاصة عند تطبيعها, عرض معتدل صلابة (120-187 HBW) وجيد تشكيل رقاقة.
• إضافات حرة (على سبيل المثال, الرصاص أو الكبريت) لا تضاف عادة, لذا يجب إدارة ارتداء الأداة مع الاستراتيجيات المناسبة.

عمليات الآلات النموذجية:

• تحول CNC: تستخدم لوجوه شفة, المحاور, وختم الأسطح.
• الحفر CNC/ممل: تقدم بطلب للحصول على ثقوب الترباس, منافذ الصمام, والفوهة أعناق.
• طحن CNC: بالنسبة للأسطح المسطحة أو الملامح المائية على التجهيزات.
• خيوط: مؤشرات ترابط NPT أو BSPT على التجهيزات أو الشفاه باستخدام أدوات رأس واحدة أو رأس يموت.

معلمات الآلات الموصى بها (دليل خشن)

بعد الانتهاء من الانتهاء

بعد الآلات, تخضع أجزاء A105 المزورة لعمليات التشطيب لتلبية الأداء والمواصفات المرئية:

التشطيب السطح:

• إطلاق النار على التفجير أو التخليل لإزالة المقياس وصياغة أكسيد
• تلميع أو طحن لختم الأسطح (ra ≤ 3.2 μM)

deburring:

• إزالة الحواف الحادة أو الحواف, لا سيما في صمامات البورز والثقوب الحافة, لتجنب اضطراب التدفق وتلف التجميع.

وضع العلامات:

• علامات دائمة (رقم الحرارة, مقاس, تصنيف) لكل ASTM A105, أسمي, أو مواصفات العميل باستخدام نقش أو ختم.

فحص الأبعاد ومراقبة الجودة

يتم فحص الأجزاء المزورة أبعادًا مقابل الرسومات الميكانيكية التفصيلية ومعايير الحافة أو المناسبة المعمول بها.

طرق التفتيش المشتركة:

• CMM (تنسيق آلة القياس) لمناطق التسامح الحرجة
• الفرجار, ميكرومتر, وقياس الموضوع للتحقق اليدوي
• اختبار الصلابة للتحقق من الامتثال لحدود ASTM (طبعة. ≤187 HBW)

8. سلوك التآكل & مقاييس وقائية من الصلب الكربوني ASTM A105

على الرغم من أن ASTM A105 Carbon Steel معروف بخصائصه الميكانيكية الممتازة وفعالية التكلفة, لا تمتلك بطبيعتها مقاومة تآكل قوية, خاصة في البيئات العدوانية أو الرطبة.

خصائص التآكل ASTM A105

ASTM A105 هو الصلب الكربوني العادي, ومثل كل الفولاذ غير المميّزة, إنها عرضة للتآكل العام والمترجمة, خاصة عند التعرض للرطوبة, الكلوريد, الأحماض, أو ارتفاع درجات الحرارة.

أوضاع التآكل النموذجية:

تدابير وقائية لـ ASTM A105

لتخفيف مخاطر التآكل, خاصة في البيئات القاسية, يتم استخدام استراتيجيات مختلفة للحماية السطحية وتصميم المواد.

الطلاء وأنظمة الطلاء

الساخنة ديب جلفنة

• يوفر حماية الذبيحة عن طريق تطبيق طبقة Zn (طبعة. 80-120 ميكرون سميكة)
• مناسبة لبراغي A105, الشفاه, أو التجهيزات المعرضة للبيئات الخارجية أو البحرية
• فعالة تصل إلى 200 درجة مئوية ~; تجنب في خدمة البخار عالية الحرارة

بطانات داخلية وكسوة

• داخلي بطانات المطاط أو PTFE تستخدم في معالجة الملاط الكيميائي أو الكاشطة
• الكسوة الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال, SS 304L أو 316L) عبر الانفجار أو الترابط لحام لخطوط العملية عالية الخطورة

الحماية الكاثودية (CP)

• الأنودات الحالية أو الذبيحة المستخدمة للأنظمة المدفونة أو المغمورة
• شائع في الزيت & خطوط أنابيب الغاز لمنع التآكل في المفاصل ومناطق اللحام

ترقيات المواد

• لبيئات تآكل للغاية, استبدال A105 مع ASTM A350 LF2, A182 F11/F22, أو الدرجات غير القابل للصدأ قد يكون ضروريًا

9. التطبيقات الشائعة لممزحات ASTM A105 Carbon Steel

ASTM A105 Carbon Steel هي واحدة من أكثر مواد التزوير استخدامًا في صناعات أنابيب الضغط والصمامات بسبب مزيجها الممتاز من القوة, صلابة, قابلية التشغيل, والقدرة على تحمل التكاليف.

زيت & صناعة الغاز

الزيت & يمثل قطاع الغاز أحد أكبر مستهلكي ASTM A105.

هذه المادة مناسبة بشكل خاص للمكونات المعرضة للضغط العالي والضغوط الدورية, ولكن ليس التآكل الشديد أو الحالات المبردة.

وفعالية التكلفة. فيما يلي المكونات الرئيسية ووظائفها النموذجية:

الشفاه

• شعوبية الرقبة لحام: للضغط العالي, اتصالات خط أنابيب عالية درجة الحرارة.
• الشفاه العمياء: لإغلاق نهايات خطوط الأنابيب أو الصمامات لاختبار الضغط أو الصيانة.
• انزلق & مقبس الشفاه اللحام: يستخدم في خطوط الخدمة الأقل أهمية حيث يتم تحديد أولويات سهولة التثبيت.

التركيبات

• المرفقين & المحملات: تدفق خط الأنابيب المباشر والانقسام في ظل ظروف الضغط العالي.
• المخفضات & أدوات التوصيل: قم بتوصيل أنابيب بأحجام مختلفة وتمتص الضغوط الحرارية أو الميكانيكية.
• النقابات: السماح بالانفصال السريع للصيانة في مجموعات خطوط الأنابيب.

الصمامات & مكونات الصمام

• بوابة صمام الهيئات: للتحكم في التدفق على/إيقاف تشغيله في أنظمة نقل الضغط العالي.
• الكرة الأرضية & تحقق من أجسام الصمام: لتنظيم التدفق والوقاية من التدفق الخلفي في خطوط العملية.
• غطاء محرك السيارة & غلاف المهرجانات: توفير القوة الهيكلية لتجميعات الصمامات تحت الضغط الداخلي.

رأس البئر & مكونات الحفر

• كبات الحفر & محولات: امتصاص الأحمال الشديدة وارتفاع الضغط أثناء استخراج الزيت.
• الموصلات ذات الحواف: الواجهة بين مُحترفي الانفجار ومعدات الحفر.
• رؤساء الغلاف & شماعات الأنابيب: دعم سلاسل الأنابيب في إكمال الآبار.

تجمعات الأنابيب

• كتل متعددة: مركزية خطوط عملية متعددة للتحكم والتوزيع.
• موصلات الضغط العالي: انضم إلى خطوط الأنابيب بأمان في عمليات المنبع والمتوسط.

النباتات البتروكيماوية والتكرير

• شفاهية خط البخار عالية الضغط
• أجسام صمام العملية (المواد الكيميائية غير التآمرية)
• مفاعل الفوهة المخيفات
• موصلات الأنابيب للمبادلات والأبراج الحرارية

توليد الطاقة (حراري & نووي)

• فوهات وعاء الضغط المزورة
• محولات شفة في خطوط مياه التغذية
• أجسام الصمامات وقبعات في أنظمة الأنابيب الإضافية

معالجة المياه وخطوط الأنابيب الصناعية

• مضخة العلب
• تجهيزات إصلاح خطوط الأنابيب
• الشفاه والمحملات المزورة في خطوط أنابيب خدمة عالية الحجم

النظم الهيكلية والميكانيكية

• مهاوي ومحاور في التجميعات الميكانيكية
• يتصاعد الدوار والقران المزورة
• اللوحات المرساة وأياقات الدعم في الأطر الهيكلية

مخصصات مخصصة و OEM

بسبب قابليته للآلات والقدرة على التكوين, يتم تحديد ASTM A105 بشكل متكرر في مخفوفات مهندسة مخصصة لمصنعي المعدات الأصلية (الشركات المصنعة للمعدات الأصلية), خاصة لمصنعي الصمامات, تكامل أنظمة خطوط الأنابيب, ومصممي الوحدات النمطية للزلزال.

وتشمل المكونات:

• مقننة مخفوقة
• فوهات ذات حواف وممزربات مخفضة
• كتل ومحولات متعددة الأدوات

11. مقارنة مع المواد البديلة

12. خاتمة

لا يزال ASTM A105 مزورة من الصلب الكربوني موثوقًا به, اختيار فعال من حيث التكلفة لمكونات الضغط مثل الشفاه وأجسام الصمام.

خصائصها الميكانيكية المتوازنة, سهولة التصنيع, والامتثال للمعايير العالمية يجعلها الدعامة الأساسية في الصناعات مثل البتروكيماويات, طاقة, والبنية التحتية.

عندما تكون مقاومة التآكل الأعلى, sub-Zero المتانة, أو مطلوب أداء درجة الحرارة المرتفعة, سبيكة الفولاذ أو فولاذ مقاوم للصدأ يجب النظر.

لتطبيقات الضغط للأغراض العامة, يستمر A105 في تقديم مزيج متفوق من الأداء, جودة, والقيمة.

لانجهي: خبير تزوير الفولاذ المقاوم للصدأ & حلول التصنيع

لانجهي هو مزود رائد لخدمات تصنيع الفولاذ والتصنيع الكربوني المتميز, تقديم الطعام للصناعات حيث القوة, مصداقية, ومقاومة التآكل ذات أهمية قصوى.
مزود بتكنولوجيا تزوير متقدمة وتفاني في دقة الهندسة, لانجهي يوفر مكونات الصلب الكربوني المصنوعة خصيصًا مصممة للتفوق في البيئات الأكثر تحديا.

تشمل خبرتنا:

مغلق & تزوير المفتوح

أجزاء مزورة عالية القوة مع تدفق الحبوب الأمثل للأداء الميكانيكي المتفوق والمتانة.

المعالجة الحرارية & التشطيب السطح

عمليات شاملة بعد الفوز بما في ذلك الصلب, التبريد, التخميل, وتلميع لضمان خصائص المواد المثلى وجودة السطح.

الآلات الدقيقة & فحص الجودة

خدمات الآلات الكاملة إلى جانب بروتوكولات التفتيش الصارمة لتحقيق أبعاد دقيقة ومعايير جودة صارمة.

ما إذا كنت بحاجة إلى مكونات مزورة قوية, هندسات معقدة, أو منتجات الصلب الكربوني ذات الهندسة الدقيقة, لانجهي هل شريكك الموثوق به يمكن الاعتماد عليه, حلول تزوير عالية الأداء.
تواصل على اتصال اليوم لاكتشاف كيف لانجهي يمكن أن تساعدك على تحقيق مكونات الصلب الكربوني بقوة لا مثيل لها, طول العمر, ودقة مصممة لتلبية احتياجات صناعتك.

 

الأسئلة الشائعة

ما هو ASTM A105?

ASTM A105 هي مواصفات قياسية لممزحات الصلب الكربوني المستخدمة في المقام الأول لتصنيع مكونات أنابيب مثل الشفاه, التركيبات, والصمامات, مصممة لتحمل خدمة معتدلة وعالية درجة الحرارة.

هل يمكن لحام ASTM A105?

نعم, تتمتع ASTM A105 بقدرة على اللحام. قد يكون من الضروري إجراء مسخات التسخين والتحكم في المعالجة الحرارية بعد الولادة للأقسام الأكثر سمكًا لتقليل الضغوط المتبقية وتجنب التكسير.

كيف تقارن ASTM A105 مع ASTM A182 سبيكة الفولاذ?

عادة ما توفر مخبأات الصلب ASTM A182 قوة أعلى, أفضل مقاومة للتآكل, وأداء درجات الحرارة العالية المتفوقة مقارنة مع ASTM A105 الكربون الفولاذ, ولكن بتكلفة المواد الأعلى.

ما هو ASTM A105 ما يعادل?

ASTM A105 مكافئ تقريبًا لـ EN 10222-2 1.0460 و JIS SCM435 الصلب, مشاركة التركيبات الكيميائية المماثلة والخصائص الميكانيكية لممزحات الصلب الكربوني.

ما هي مادة ASME A105?

يشير ASME A105 إلى نفس مادة تزوير الصلب الكربوني التي تغطيها ASTM A105, موحدة للاستخدام في أوعية الضغط وتطبيقات الأنابيب تحت رمز المرجل والضغط ASME.

ما هو الفرق بين ASTM A36 و A105?

ASTM A36 هو الصلب الكربوني الهيكلي يستخدم في المقام الأول للبناء والأغراض الهيكلية العامة.

في المقابل, ASTM A105 هو درجة تزوير مصممة خصيصًا لمكونات محتجزة الضغط مثل الشفاه والصمامات, تقديم متطلبات أعلى ومتطلبات خاصية ميكانيكية أكثر صرامة.