ASTM A105: Átfogó útmutató a szénacél kovácsolásához

1. Bevezetés

ASTM A105 a kulcsfontosságú specifikáció Szén acélkutyák A nyomáscsöves rendszerekben használják.

Meghatározza a mechanikai tulajdonság igényeit - nem pedig a pontos kémiát - olyan kovácsolt alkatrészekhez, mint a karimák, szerelvények, és szelepek.

Először a 20. század közepén tették közzé, Az A105 foglalkozott megbízhatósági kérdésekkel az öntött szénacélban rejlik a kovácsolt anyagok szabványosításával a kritikus ipari és energiaszektor-infrastruktúra számára.

A kovácsolás számos előnyt kínál az öntvényekkel szemben: sűrűbb, homogén mikroszerkezet; kiváló gabonaáramlás; A porozitás és a zsugorodási üregek hiánya; és magasabb fáradtság ellenállás.

Ezek a jellemzők az A105 kovácsolásokat elengedhetetlenné teszik a nagynyomáshoz, magas hőmérsékleti rendszerek, ahol az alkatrészek meghibásodása elfogadhatatlan.

2. Az ASTM A105 hatóköre és legfontosabb követelményei

Az ASTM A105 az ASTM International által kiadott szokásos specifikáció, amely szabályozza a vegyi anyagot, mechanikai, és a gyártási követelmények kovácsolt szénacél csövek alkatrészei.

Ez az egyik legszélesebb körben használt szénacél Kovácsolási előírások a csővezeték- és nyomáshajók iparágakban.

ASTM A105 hatókörje

Az ASTM A105 vonatkozik kovácsolás, kovácsolt rudak, és kovácsolt szerelvények Feladott szénacél, elsősorban a használatra szánták nyomásrendszer -kor környező- közepes hőmérsékleti szolgáltatáshoz. Ezek az alkatrészek között szerepel:

• Karimák (ASME B16.5, B16.47)
• Szelepek és szeleptestek
• Csőszerelvények (könyökök, póló, reduktorok, tengelykapcsoló)
• Nyomó edény fúvókák
• Tengelyek, gyűrű, és más egyedi kovácsolt alkatrészek

Míg a 425 ° C -ig történő kiszolgálásra alkalmas (800° F), A105 az Nem ajánlott alacsony hőmérsékleti alkalmazásokhoz (Általában –29 ° C vagy –20 ° F alatt) kivéve, ha kiegészítő hatásvizsgálat (Per ASTM A350) alkalmazzák.

Megengedett terméklapok

A specifikáció lefedi:

• Kovácsolás: kalapáccsal előállított alakú alkatrészek, sajtó, vagy gördülő
• Kovácsolt rudak: Általában a megmunkáló alkatrészekhez használt kerek vagy négyzet alakú rudak
• Kovácsolt szerelvények: beleértve a socket hegesztést és a menetes típusokat ASME B16.11 vagy MSS-SP-79/83/95
• Kovácsolt karimák: Per ASME B16.5 és hasonló nyomásértékelésű méretek

A megmunkált vagy kész alkatrészeknek dimenziósan és mechanikusan meg kell felelniük a vonatkozó kódoknak (PÉLDÁUL., ASME VIII. Szakasz vagy B31.3).

Kémiai összetételi követelmények

Az ASTM A105 szigorú kémiai korlátokat határoz meg a következetesség és a kívánt mechanikai tulajdonságok biztosítása érdekében.

3. Kohászati ​​alapok

ASTM A105 mikroszerkezete, Megfelelő kovácsolás és hőkezelés után, magában foglal ferrit és gyöngyház–A kiegyensúlyozott mátrix, amely erőt és rugalmasságot biztosít.

Ferrit (puha, csillapító vas) Keménységet biztosít, Míg Pearlite (lamelláris vaskarbid ferritben) hozzájárul az erősséghez.

• Carbon szerepe: A 0.25% A maximális szén -dioxid -határ biztosítja a gyöngyképződést túlzott cementit nélkül (Fe₃c), ami a törékenységet okozná.
  A magasabb szén növeli a keménységet, de csökkenti az ütésállóságot.
• Mangán befolyása: Mangán (0.60–1,05%) stabilizálja a gyöngyöt, A szerkezet finomítása és a szakítószilárdság javítása.
  Ezenkívül enyhíti a kén káros hatásait az MNS zárványok kialakításával, amelyek kevésbé károsak, mint a FES.
• Gabonafinomítás: Vanádium (amikor jelen van) és az ellenőrzött kovácsolási hőmérsékletek elősegítik a finomságot, egységes szemcsék (ASTM gabonaméret 5–8), A keménység és a fáradtság ellenállás fokozása.

4. Mechanikai tulajdonságok és az ASTM A105 szénacél teljesítménye

Az ASTM A105 Szén acélkutyákat úgy tervezték, hogy megfeleljenek a szigorú mechanikus tulajdonság követelményeknek, amelyek nélkülözhetetlenek a nyomásrendszerekben, például a csövekben való felhasználáshoz, szelepek, és karimák.

Ezek a tulajdonságok biztosítják a szerkezeti integritást, ellenállás a mechanikai stressz ellen, és tartósság az igényes környezetben.

Kulcsfontosságú mechanikai tulajdonságok (Szobahőmérséklet)

Ezeket az értékeket standard normalizált vagy normalizált és érzékeny körülmények között érik el.

A kovácsolás lehet stresszelve, vagy ellenőrzött oltásnak és edzésnek kitéve a szolgáltatási követelményektől függően.

Ütés a keménység és a rugalmasság

Bár az ASTM A105 nem igényel ütésvizsgálatot szobahőmérsékleten, Az anyag általában jó Charpy v-notch ütési értékek, különösen normalizálva vagy normalizálva + temperált:

• Tipikus ütési energia 20 ° C -on: ≥ 27–40 J
• Ha szükséges az alacsony hőmérsékleti szolgáltatáshoz, hatáskör-tesztelt változatok (PÉLDÁUL., ASTM A350 LF2) ehelyett ajánlottak

A jó rugalmasság és meghosszabbítás az A105 -es kovácsolásokat alkalmassá teszi a vibrációval rendelkező környezetekhez, termikus kerékpározás, vagy nyomás pulzáció.

Fáradtság és kúszó teljesítmény

Az ASTM A105-et elsősorban a nem ilyen hőmérsékleti környezetben használják, De a ferrit -pearlit szerkezete miatt megfelelő ellenállást mutat a fáradtság és a termikus tágulási fáradtság ellen.:

• Kifáradási szilárdság (kb.): 270–300 MPa 10⁷ ciklusra
• Nem alkalmas a fenti hosszabb szolgáltatásokra 427 ° C (800 ° F), Ahogy kúszás és grafitizálás előfordulhat

Keménység és kopás

Az ASTM A105 keménysége normalizált állapotban általában a 140 hogy 180 HBW, Alkalmas standard nyomástartalmú alkatrészekhez. A fokozott kopásállóság érdekében:

• Eset megkeményedése (karburizálás vagy nitriding) alkalmazható
• Indukciós megkeményedés lokalizált kopási zónákhoz, például karimás tömítőfelületekhez vagy szelepszárakhoz használják

5. Kovácsolási folyamatok az ASTM A105 szénacélhoz

A kovácsolás az ASTM A105 szénacél alkatrészek előállításának alapvető folyamata, amelyek ellenállnak a szélsőséges mechanikai feszültségnek és a ciklikus nyomásnak.

Két fő kovácsolási technika -nyitott és zárt háborító kovácsolás- A részméret alapján választják ki, bonyolultság, kötet, és a szükséges teljesítmény.

Nyitott kovácsolás

A nyílt-die kovácsolás egy sokoldalú és hagyományos kovácsolási folyamat, ahol a fűtött fém tuskót sík vagy kissé kontúros halálok között tömörítik, amelyek nem zárják be teljesen a munkadarabot.

A deformáció fokozatosan megtörténik az ismételt ütésekkel vagy szorításokkal, lehetővé téve, hogy a fém súlyos geometriai korlátozás nélkül áramoljon.

Ez a technika kiemelkedik a nagyszabású alkalmazásokban, egyedi alakú alkatrészek kiváló szemcsés szerkezetű folytonossággal.

Ez lehetővé teszi a fémkohászati ​​előnyöket, például a finomított gabonaáramot és a csökkentett hibakoncentrációt, miközben a zárt szerszámokhoz nem praktikus, magas szintű munkadarabokat alkalmaznak.

Tipikus ASTM A105 alkalmazások:

• Kovácsolt tengelyek és rudak
• Nyomó edény nyaka
• Blokkok, lemezek, és a hubok

Zárt háborító kovácsolás (A benyomás halálos kovácsolás)

A zárt-die kovácsolás magában foglalja a fűtött tuskát egy szerszám üregbe helyezését, amely tükrözi a végső alkatrész alakját.

Nagy nyomással egy kalapács vagy sajtó miatt, A fém áramlik, hogy kitöltse a teljes benyomást. A felesleges anyagi formák „Flash”, amelyet később megvágtak.

Ez a folyamat rendkívül hatékony a precíziós komponensek tömegtermeléséhez, megismételhető formájú és szoros toleranciákkal.

Kiváló dimenziós pontosságot és az alkatrész geometriájához szabott gabona-igazítást kínál-különösen a nyomásértékelt csővezeték alkatrészeiben és a karimás csatlakozásokban..

Tipikus ASTM A105 alkalmazások:

• Cső karimák (PÉLDÁUL., hegesztési nyak, aljzathegesztés, vak)
• Kovácsolt szelepek és póló szerelvények
• Olaj & Gázcsatlakozási pontok és kapcsolók

Összehasonlító táblázat: Nyílt-die vs. Zárt háborító kovácsolás

6. Hőkezelés & Az ASTM A105 szénacél stresszcsökkentése

A hőkezelés az ASTM A105 szénacél kovácsolásának kritikus következménye, Mivel biztosítja a szükséges mechanikai tulajdonságokat, dimenziós stabilitás, és a szerkezeti integritás.

Normalizálás

Cél:

• Finomítja a gabonaszerkezetet
• Fokozza a mikroszerkezet egységességét
• Javítja a keménységet és a dimenziós konzisztenciát

Folyamat:

Az ASTM A105 kovácsolás általában normalizálódik a fűtéssel 890–950 ° C (1630–1740 ° F) és elég hosszú ideig tartva a teljes átkristályosítás és a homogenizáció lehetővé tétele érdekében, majd a léghűtés követte.

Eloltás és edzés (Választható)

Cél:

• Növeli az erőt és a keménységet
• Vezérli a nehézséget a nagy teherbírású alkalmazásokhoz

Folyamat:

A kovaborok austenitizáltak 860–900 ° C (1580–1650 ° F), gyorsan eloltott vízben vagy olajban, aztán edzett 540–700 ° C (1000–1290 ° F) A rugalmasság helyreállítása és a törékenység csökkentése érdekében.

Stressz enyhítő

Cél:

• Csökkenti a belső maradék feszültségeket a kovácsolásból vagy a megmunkálásból
• Javítja a dimenziós stabilitást a szolgálat során

Folyamat:

Általában fűtéssel hajtják végre 595–675 ° C (1100–1250 ° F) és a rész vastagságától függően 1-2 órán át tartja, Ezután lassan lehűti csendes levegőben vagy kemencében.

7. Megmunkálási és utáni műveletek az ASTM A105 szénacélhoz

Kovácsolás és hőkezelés után, Az ASTM A105 alkatrészek pontosságot igényelnek megmunkálás és befejezés hogy megfeleljen a dimenziós toleranciáknak, felületi minőség, és funkcionális specifikációk.

Ez a szakasz kritikus fontosságú a csöves rendszerekkel való kompatibilitás biztosítása érdekében, nyomáshatárok, és az ipari szabványok, mint például az ASME B16.5 vagy az API 6A.

Megmunkálási jellemzők

Anyagi viselkedés:

• A105 SOKTOK, Különösen akkor normalizálva, mérsékelten kínál keménység (120–187 HBW) És jó forgácsképződés.
• Szabad megmunkálási adalékanyagok (PÉLDÁUL., ólom vagy kén) általában nem adnak hozzá, így A szerszám kopását kezelni kell Megfelelő stratégiákkal.

Tipikus megmunkálási műveletek:

• CNC esztergálás: Karima arcokhoz használják, csomópont, és a lezáró felületek.
• CNC fúrás/unalmas: A csavarlyukakhoz jelentkezett, szelepportok, és fúvóka nyaka.
• CNC marás: Lapos felületekhez vagy megmunkált profilokhoz a szerelvényeken.
• Befűzés: NPT vagy BSPT szálak a szerelvényeken vagy karimákon, egypontos vagy szerszámfejű szerszámokkal.

Ajánlott megmunkálási paraméterek (Durva útmutató)

A gépelés utáni befejezés

Megmunkálás után, A kovácsolt A105 alkatrészek befejező műveleteket végeznek, hogy megfeleljenek a teljesítménynek és a vizuális előírásoknak:

Felületi kikészítés:

• Robbantás vagy pácolás A skála eltávolítása és az oxid kovácsolása
• Polírozás vagy őrlés A felületek tömítéséhez (RA ≤ 3.2 μm)

Tartós:

• Éles szélek vagy burrák eltávolítása, Különösen a szelepfurákban és a karima lyukakban, Az áramlási zavarok és az összeszerelési károk elkerülése érdekében.

Jelzés:

• Állandó jelölések (hőszám, méret, értékelés) Per ASTM A105, ASME, vagy az ügyfelek specifikációi DOT peening vagy bélyegzés segítségével.

Dimenziós ellenőrzés és minőség -ellenőrzés

A kovácsolt alkatrészeket dimenziósan megvizsgálják a részletes mechanikai rajzok és az alkalmazandó karima vagy illesztési szabványok ellen.

Általános ellenőrzési módszerek:

• CMM (Koordináta mérőgép) A kritikus tolerancia területekre
• Körző, mikrométer, és a szálmérők A kézi ellenőrzéshez
• Keménységi tesztelés Az ASTM korlátok betartásának igazolására (tip. ≤187 HBW)

8. Korróziós viselkedés & ASTM A105 szénacél védő mérései

Bár az ASTM A105 szénacél kiváló mechanikai tulajdonságairól és költséghatékonyságáról ismert, nem természetesen nem rendelkezik erős korrózióállósággal, Különösen agresszív vagy párás környezetben.

Az ASTM A105 korróziójellemzői

ASTM A105 a egyszerű szénacél, És mint minden nem ötvözött acél, az sebezhető az általános és lokalizált korrózióval szemben, különösen, ha nedvességnek vannak kitéve, kloridok, savak, vagy megemelt hőmérsékletek.

Tipikus korróziós módok:

Az ASTM A105 védő intézkedései

A korrózió kockázatainak csökkentése érdekében, Különösen durva környezetben, Különböző felületvédelmi és anyagi tervezési stratégiákat alkalmaznak.

Bevonatok és festékrendszerek

Forró horganyzás

• Biztosít áldozati védelem Zn réteg alkalmazásával (tip. 80–120 μm vastag)
• Alkalmas A105 csavarokra, karimák, vagy kültéri vagy tengeri környezetnek kitett szerelvények
• Hatékony ~ 200 ° C -ig; Kerülje a magas hőmérsékletű gőzszolgáltatást

Belső bélés és burkolat

• Belső gumi vagy PTFE bélés kémiai vagy csiszoló iszapkezelésben használják
• Rozsdamentes acél burkolat (PÉLDÁUL., SS 304L vagy 316L) robbanás vagy hegesztési kötés útján a magas kockázatú folyamatvonalakhoz

Katódos védelem (CP)

• Lenyűgözött jelenlegi vagy áldozati anódok, amelyeket eltemetett vagy elmerült rendszerekhez használtak
• Általános az olajban & Gázvezetékek, hogy megakadályozzák a korrózió és a hegesztési zónákban a korróziót

Anyagfrissítés

• Rendkívül korrozív környezethez, Az A105 cseréje a ASTM A350 LF2, A182 F11/F22, vagy rozsdamentes osztályok Szükség lehet

9. Az ASTM A105 szénacél kovácsolás általános alkalmazásai

Az ASTM A105 szénacél az egyik legszélesebb körben használt kovácsoló anyag a nyomáscsövekben és a szelepiparban, az erősség kiváló kombinációja miatt, szívósság, megmunkálhatóság, and affordability.

Olaj & Gázipar

Az olaj & A gázágazat az ASTM A105 Surkings egyik legnagyobb fogyasztóját képviseli.

Ez az anyag különösen jól alkalmas a nagy nyomás és a ciklikus feszültségek kitett alkatrészeire, de nem a szélsőséges korrózió vagy kriogén állapotok.

és költséghatékonyság. Az alábbiakban bemutatjuk a kulcsfontosságú elemeket és azok tipikus funkcióit:

Karimák

• Hegesztett nyaki karimák: Nagynyomású, magas hőmérsékletű csővezeték csatlakozások.
• Vakok karimák: A csővezetékek vagy szelepek végének bezárása a nyomásvizsgálathoz vagy karbantartáshoz.
• Bepillantás & Aljzat hegesztési karima: Kevésbé kritikus szolgáltatási vonalakban használják, ahol a telepítés könnyűségét prioritássá teszik.

Szerelvények

• Könyökök & Póló: Közvetlen és megosztott csővezeték-áramlás nagynyomású körülmények között.
• Reduktorok & Tengelykapcsoló: Csatlakoztassa a különböző méretű csöveket, és felszívja a termikus vagy mechanikai feszültségeket.
• Szakszervezetek: Engedje meg a gyors leválasztást a csővezeték -szerelvények karbantartásához.

Szelepek & Szelep alkatrészek

• Kapuk szeleptestek: Be/OFF áramlásszabályozáshoz nagynyomású átviteli rendszerekben.
• Földgolyó & Ellenőrizze a szeleptesteket: Az áramlásszabályozáshoz és a visszaáramlás megelőzéséhez a folyamatvonalakban.
• Motorháztető & Cover Sorples: Belső nyomás alatt biztosítsa a szelepcsoportok szerkezeti szilárdságát.

Kútfej & Fúrási alkatrészek

• Fúró orsók & Adapterek: Elnyeli a szélsőséges terheléseket és a nyomás túlfeszültségét az olajkivonás során.
• Karimás csatlakozók: Interfész a robbantók és a fúrókészülékek között.
• Házfejek & Csöves fogas: Támogató csőhúrok a kút befejezésében.

Csővezetékek

• Elosztóblokkok: Több folyamatvonal központosítása a vezérléshez és az eloszláshoz.
• Nagynyomású csatlakozók: Csatlakozzon a csővezetékekhez biztonságosan az upstream és a középső tevékenységek során.

Petrolkémiai és finomító növények

• Nagynyomású gőzvezetékes karimák
• Feldolgozószeleptestek (nem korrózív vegyszerek)
• Reaktor fúvókák
• Csöves csatlakozók hőcserélőkhöz és tornyokhoz

Energiatermelés (Termikus & Nukleáris)

• Kovácsolt nyomás edény fúvókák
• Karima adapterek táplálékvízvezetékekben
• Szeleptestek és sapkák kiegészítő csővezeték -rendszerekben

Vízkezelés és ipari csővezetékek

• Szivattyúház
• Csővezeték -javító szerelvények
• Karimák és kovácsolt pólók nagy volumenű szolgáltató csővezetékekben

Szerkezeti és mechanikai rendszerek

• Tengelyek és csomópontok mechanikus szerelvényekben
• Rotor rögzítése és kovácsolt csatlakozásai
• Horgonylemezek és tartógallérok szerkezeti keretekben

Egyedi és OEM kovácsolás

Jó megmunkálhatósága és megfogalmazhatósága miatt, Az ASTM A105 gyakran megadva van Egyéni tervezésű kovácsolások OEM -kért (Eredeti berendezésgyártók), Különösen a szelepgyártók számára, csővezeték -rendszerek integrátorok, és csúszásmodul tervezők.

Az alkatrészek között szerepel:

• Motorháztető kovácsolás
• Karimás fúvókák és redukáló kovácsolások
• Műszercsonk blokkok és adapterek

11. Összehasonlítás az alternatív anyagokkal

12. Következtetés

ASTM A105 kovácsolt szénacél továbbra is megbízható, Költséghatékony választás olyan nyomáskomponensekhez, mint a karimák és a szeleptestek.

Kiegyensúlyozott mechanikai tulajdonságai, A gyártás könnyűsége, és a globális szabványok betartása miatt az olyan iparágak, mint a petrolkémiai alapok,, energia, és az infrastruktúra.

Amikor nagyobb korrózióállóság, nulla keménység, vagy megemelkedett hőmérsékleti teljesítményre van szükség, ötvözött acélok vagy rozsdamentes acélok figyelembe kell venni.

Általános célú nyomás alkalmazásokhoz, Az A105 továbbra is kiváló teljesítménykeveréket kínál, minőség, és érték.

LangHe: Szakértő rozsdamentes acél kovácsolás & Gyártási megoldások

LangHe a prémium szén -dioxid -kovácsolási és gyártási szolgáltatások vezető szolgáltatója, vendéglátás az iparágak számára, ahol az erő, megbízhatóság, és a korrózióállóság kiemelkedő fontosságú.
Felkészült fejlett kovácsolási technológiával és a mérnöki pontosság iránti elkötelezettséggel, LangHe Testreszabott szénacél alkatrészeket szállít, amelyek a legnehezebb környezetben kiemelkednek.

Szakértelmünk magában foglalja:

Zárt & Nyitott kovácsolás

Nagy szilárdságú kovácsolt alkatrészek optimalizált gabonaáramlással a kiváló mechanikai teljesítmény és a tartósság érdekében.

Hőkezelés & Felületi kikészítés

Átfogó utóforgálási folyamatok, beleértve a lágyítást is, eloltás, passziválás, és polírozás az optimális anyag tulajdonságok és a felületminőség biztosítása érdekében.

Precíziós megmunkálás & Minőségi ellenőrzés

Teljes megmunkálási szolgáltatások a szigorú ellenőrzési protokollok mellett a pontos dimenziók és a szigorú minőségi előírások elérése érdekében.

Függetlenül attól, hogy robusztus kovácsolt alkatrészekre van szüksége, összetett geometriák, vagy precízióval tervezett szénacél termékek, LangHe a megbízható partnere a megbízható partnere, nagyteljesítményű kovácsolási megoldások.
Vegye fel a kapcsolatot ma felfedezni, hogyan LangHe segíthet a páratlan szilárdságú szénacél alkatrészek elérésében, hosszú élet, és az iparág igényeihez igazított precíziós.

 

GYIK

Mi az ASTM A105?

Az ASTM A105 a szénacél kovácsolásának standard specifikációja, amelyet elsősorban a csövek alkatrészeinek, például karimák gyártására használnak, szerelvények, és szelepek, Úgy tervezték, hogy ellenálljon a mérsékelt és magas hőmérsékleten.

Hegeszthető -e az ASTM A105 kovácsolás?

Igen, Az ASTM A105 kovácsok jó hegeszthetőséggel rendelkeznek. A vastagabb szakaszokhoz előmelegítésre és ellenőrzött hegeszt utáni hőkezelésre lehet szükség a maradék feszültségek csökkentése és a repedések elkerülése érdekében.

Hogyan hasonlítja össze az ASTM A105 az ASTM A182 Ötvözött acél kovácsolásokat?

Az ASTM A182 Ötvözött acél kovácsok általában nagyobb szilárdságot kínálnak, jobb korrózióállóság, és kiváló magas hőmérsékleti teljesítmény az ASTM A105 szénacél kovácsoláshoz képest, De magasabb anyagköltséggel.

Mi az ASTM A105?

Az ASTM A105 nagyjából megegyezik az EN -vel 10222-2 1.0460 és JIS SCM435 acél osztályok, Hasonló kémiai összetételek és mechanikai tulajdonságok megosztása a szénacél kovácsoláshoz.

Mi az ASME A105 anyag?

Az ASME A105 ugyanazon szén -acél kovácsolási anyagra utal, amelyet az ASTM A105 borított, Szabványosított a nyomás edényekhez és a csövekhez való felhasználáshoz az ASME kazán és a nyomás edénykódja alatt.

Mi a különbség az ASTM A36 és A105 között?

Az ASTM A36 egy szerkezeti szénacél, amelyet elsősorban építésre és általános szerkezeti célokra használnak.

Ezzel szemben, Az ASTM A105 egy olyan kovácsolási fokozat, amelyet kifejezetten nyomástartó alkatrészekhez, például karimákhoz és szelepekhez terveztek, Magasabb keménység és szigorúbb mechanikai ingatlanigény nyújtása.