ASTM A105: Комплексное руководство по цене углеродистой стали

1. Введение

ASTM A105 является ключевой спецификацией для углеродистая сталь используется в системах трубопровода.

Он определяет требования к механическим свойствам, а не точная химия - за поддельные компоненты, такие как фланцы, фитинги, и клапаны.

Впервые опубликовано в середине 20-го века, A105 рассматривали проблемы с надежностью, присущие литой углеродной стали, стандартизируя кованые материалы для критической промышленной и энергетической инфраструктуры.

Покрытия предлагают несколько преимуществ по сравнению с отличием: более плотный, гомогенная микроструктура; превосходный поток зерна; отсутствие пористости и полостей усадки; и более высокая устойчивость к усталости.

Эти характеристики делают A105-Покидки необходимыми для высокого давления, высокотемпературные системы, где сбой компонента недопустим.

2. Применение и ключевые требования ASTM A105

ASTM A105 - это стандартная спецификация, выпущенная ASTM International, которая регулирует химическое вещество, механический, и производственные требования для Кованая углеродная стальная трубопровода.

Это один из самых широко используемых углеродистая сталь Технические характеристики подделки в промышленности сосудов трубопровода и давления.

Сфера применения ASTM A105

ASTM A105 относится к Покрашения, Кованые бары, и Кованая фитинга Сделано из углеродистая сталь, в первую очередь предназначено для использования в Системы давления в окружающий- Умеренно температурный сервис. Эти компоненты включают:

• Фланцы (ASME B16.5, B16.47)
• Клапаны и тела клапанов
• Трубные фитинги (локти, футболки, редукторы, муфты)
• Сопла сосуда давления
• Валы, кольца, и другие индивидуальные детали

Подходит для обслуживания до 425 ° C (800° F.), A105 не рекомендуется для низкотемпературных приложений (обычно ниже –29 ° C или –20 ° F) Если только дополнительное тестирование воздействия (за ASTM A350) применяется.

Допустимые формы продукта

Спецификация покрывает:

• Покрашения: компоненты форм, произведенные путем забивания, прессование, или кататься
• Кованые бары: Обычно круглые или квадратные столбцы, используемые в компонентах обработки
• Кованая фитинга: Включая сварку сокета и резьбовые типы на ASME B16.11 или MSS-SP-79/83/95
• Кованые фланцы: за ASME B16.5 и аналогичные размеры с рейтингом давления

Обработанные или готовые детали должны соответствовать размерным и механическим (НАПРИМЕР., ASME Раздел VIII или B31.3).

Требования к химическому составу

ASTM A105 определяет строгие химические ограничения, чтобы обеспечить согласованность и желаемые механические свойства.

3. Металлургические основы

Микроструктура ASTM A105, После надлежащей ковки и термообработки, состоит из Феррит и жемчуг- сбалансированная матрица, которая обеспечивает силу и пластичность.

Феррит (мягкий, пластичный железо) обеспечивает прочность, Пока жемчужный (пластинный железный карбид в феррите) способствует силе.

• Роль углерода: А 0.25% Максимальный предел углерода обеспечивает образование жемчуга без чрезмерного цементита (Fe₃c), что вызвало бы хрупкость.
  Более высокий углерод увеличивает твердость, но снижает воздействие сопротивления.
• Влияние марганца: Марганец (0.60–1,05%) Стабилизирует перлит, уточнение своей структуры и улучшение прочности на растяжение.
  Это также смягчает вредное воздействие Sulfur, образуя включения MNS, которые менее разрушительны, чем FES.
• Уточнение зерна: Ванадий (Когда настоящее) и контролируемая температура ковцов способствует тонкости, единообразные зерна (Размер зерна ASTM 5–8), Усиление стойкости и устойчивости к усталости.

4. Механические свойства и производительность углеродистой стали ASTM A105

ASTM A105 Законы из углеродистой стали разработаны для удовлетворения строгих требований к механическим свойствам, необходимым для использования в таких системах давления, как трубопроводы, клапаны, и фланцы.

Эти свойства обеспечивают структурную целостность, устойчивость к механическому напряжению, и долговечность в требовательных средах.

Ключевые механические свойства (Комнатная температура)

Эти значения достигаются в стандартных нормализованных или нормализованных условиях.

Покрашения могут быть вызваны стрессом или подвергнуты контролируемому гашению и отпусканию в зависимости от требований к обслуживанию.

Влияние на выносливость и пластичность

Хотя ASTM A105 не требует воздействия при комнатной температуре, Материал обычно показывает хорошее Warpy v-notch значения воздействия, особенно при нормализованном или нормализованном + закален:

• Типичная энергия воздействия при 20 ° C: ≥ 27–40 j
• При необходимости для низкотемпературного обслуживания, Протестируемые воздействием варианты (НАПРИМЕР., ASTM A350 LF2) вместо этого рекомендуются

Хорошая пластичность и удлинение делают A105, подходящими для среды с вибрацией, термический велосипед, или пульсация давления.

Усталость и ползучесть

ASTM A105 в основном используется в не выявленных температурных средах, но он обладает адекватной устойчивостью к усталости и усталости для термического расширения из -за его ферритовой структуры:

• Усталость сила (примерно): 270–300 МПа для 10⁷ циклов
• Не подходит для длительного обслуживания выше 427 ° C. (800 ° F.), По мере того, как может произойти ползучесть и графитизация

Твердость и износ

Твердость ASTM A105 в нормализованном состоянии обычно варьируется от 140 к 180 HBW, Подходит для стандартных компонентов, содержащих давление. Для повышенной износостойкости:

• Служба (карбинизация или ниотлировка) может быть применен
• Индукционное упрочнение используется для локализованных зон износа, таких как герметичные грани или стебли клапанов

5. Процессы подкипки для углеродистой стали ASTM A105

Форгинг является основополагающим процессом для производства компонентов ASTM A105 углеродистой стали, которые могут противостоять экстремальному механическому напряжению и циклическому давлению.

Два основных метода ковки -открытый и Закрытая ковка- Выбирается на основе размера части, сложность, объем, и требуется производительность.

Открытая ковка

Коделка с открытым дюймом-это универсальный и традиционный процесс ковки, в котором нагретая металлическая заготовка сжимается между плоскими или слегка контурными штампами, которые не полностью охватывают заготовку.

Деформация происходит постепенно через повторные удары или сжимания, позволяя металлу течь без сильных геометрических ограничений.

Этот метод превосходен в приложениях, требующих крупномасштабных, Пользовательские компоненты с превосходной непрерывностью зерновой структуры.

Это обеспечивает металлургические преимущества, такие как изысканный поток зерна и снижение концентрации дефектов, в то же время при этом нецелесообразные на высокие нагрузки, которые нецелесообразны для закрытых штампов..

Типичные приложения ASTM A105:

• Кованые валы и бары
• Под давлением шейки
• Блоки, диски, и центры

Закрытая ковка (Впечатление умирает)

Закрытая ковка включает в себя нагретую заготовку в полость матрицы, которая отражает форму конечного компонента.

Под высоким давлением от молотка или нажатия, Металл течет, чтобы заполнить все впечатление. Избыточный материал формирует «вспышка», который позже обрезан.

Этот процесс высокоэффективен для массового производства точных компонентов с повторяющимися формами и жесткими допусками.

Он предлагает превосходную точность размеров и выравнивание зерна, адаптированная к геометрии детали, особенно полезной в деталях трубопровода с рейтингом давления и фланцевыми соединениями.

Типичные приложения ASTM A105:

• Трубные фланцы (НАПРИМЕР., сварная шея, сварка, слепой)
• Кованые клапаны и фитинги
• Масло & точки подключения газа и муфты

Сравнение таблицы: Open-Die vs. Закрытая ковка

6. Термическая обработка & Стресс-рельем ASTM A105 углеродистой стали

Тепловая обработка является критическим процессом после сжигания для расколов из углеродистой стали ASTM A105, как это обеспечивает необходимые механические свойства, размерная стабильность, и структурная целостность.

Нормализация

Цель:

• Уточняет структуру зерна
• Увеличивает однородность в микроструктуре
• Улучшает прочность и последовательность измерения

Процесс:

ASTM A105 ОТКАЗЫ Обычно нормализуются путем нагрева до 890–950 ° C. (1630–1740 ° F.) и держаться достаточно долго, чтобы обеспечить полную перекристаллизацию и гомогенизацию, За последующим воздушным охлаждением.

Утомить и отпуск (Необязательный)

Цель:

• Увеличивает силу и твердость
• Контролирует выносливость для сильных приложений

Процесс:

Покаунсы аустинитизированы в 860–900 ° C. (1580–1650 ° F.), быстро угасается в воде или масле, затем закален в 540–700 ° C. (1000–1290 ° F.) Чтобы восстановить пластичность и уменьшить хрупкость.

Стресс снятие

Цель:

• Снижает внутренние остаточные напряжения от кожу или обработки
• Улучшает стабильность размеров во время обслуживания

Процесс:

Обычно осуществляется нагреванием 595–675 ° C. (1100–1250 ° F.) и держаться в течение 1-2 часов в зависимости от толщины части, Затем медленно охлаждение в воздухе или печи.

7. Операции по обработке и посторонней обработке для углеродистой стали ASTM A105

После кожу и термообработки, Компоненты ASTM A105 требуют точного обработка и отделка Чтобы соответствовать размерным допускам, Качество поверхности, и функциональные спецификации.

Этот этап имеет решающее значение для обеспечения совместимости с системами трубопроводов, границы давления, и отраслевые стандарты, такие как ASME B16.5 или API 6A.

Характеристики обработки

Материальное поведение:

• A105 Покращения, Особенно при нормализации, предложить умеренный твердость (120–187 HBW) И хорошо Формирование чипа.
• Свободные добавки (НАПРИМЕР., свинец или сера) обычно не добавляются, так Износ инструмента необходимо управлять с соответствующими стратегиями.

Типичные операции обработки:

• Токарная обработка с ЧПУ: Используется для фланцевых лиц, концентраторы, и герметизирующие поверхности.
• Бурение/скучное: Применяется для отверстий для болтов, Порты клапанов, и шейки сопла.
• Фрезерование с ЧПУ: Для плоских поверхностей или обработанных профилей на фитингах.
• Резьба: Ниды NPT или BSPT на фитингах или фланцах с использованием одноточечной или матричной головки.

Рекомендуемые параметры обработки (Грубая гид)

Пост-махинация

После обработки, Кованые детали A105 подвергаются завершению операций, чтобы соответствовать производительности и визуальным спецификациям:

Отделка поверхности:

• Выстрел в взрыв или маринован удалить масштаб и оксид кузницы
• Полировка или шлифование Для герметичных поверхностей (Ra ≤ 3.2 мкм)

Выслушивание:

• Удаление острых краев или заусенцев, Особенно в отверстиях клапанов и фланцевых отверстиях, Чтобы избежать нарушения потока и повреждения сборки.

Маркировка:

• Постоянная маркировка (тепло, размер, рейтинг) за ASTM A105, ASME, или спецификации клиентов с использованием точечного пинения или штамповки.

Проверка по размеру и контроль качества

Кованые детали проверяются по объему с подробными механическими чертежами и применимыми фланцами или стандартами подгонки.

Общие методы проверки:

• CMM (Координировать измерительную машину) Для критических областей терпимости
• Суппорты, микрометры, и нить датчики Для ручной проверки
• Тест на твердость Чтобы проверить соответствие ограничениям ASTM (тип. ≤187 HBW)

8. Коррозионное поведение & Защитные меры ASTM A105 углеродистой стали

Хотя углеродистая сталь ASTM A105 известна своими превосходными механическими свойствами и экономической эффективностью, Он не обладает сильной коррозионной стойкостью, особенно в агрессивной или влажной среде.

Коррозионные характеристики ASTM A105

ASTM A105 - это Простая углеродная сталь, и как все не сплавные стали, это уязвима для общей и локализованной коррозии, особенно при воздействии влаги, хлориды, кислоты, или повышенные температуры.

Типичные режимы коррозии:

Защитные меры для ASTM A105

Смягчить риски коррозии, Особенно в суровых условиях, Используются различные стратегии проектирования поверхности и дизайна материала.

Покрытия и системы краски

Горячая оцелька

• Обеспечивает жертвенная защита применив слой Zn (тип. 80–120 мкм толщиной)
• Подходит для болтов A105, фланцы, или фитинги, подверженные воздействию наружных или морских средств
• Эффективность до ~ 200 ° C; Избегайте в высокотемпературном паровом обслуживании

Внутренние накладки и облицовка

• Внутренний резиновая или PTFE Linings используется в обработке химической или абразивной суспензии
• Оболочка из нержавеющей стали (НАПРИМЕР., SS 304L или 316L) с помощью взрыва или сварки для линий процессов высокого риска

Катодная защита (Сн)

• Впечатленные текущие или жертвенные аноды, используемые для захороненных или погруженных систем
• Распространено в масле & Газовые трубопроводы для предотвращения коррозии в суставах и зонах сварки

Модернизация материала

• Для чрезвычайно коррозийных средств, Замена A105 на ASTM A350 LF2, A182 F11/F22, или нержавеющие оценки может быть необходимо

9. Общие применения ASTM A105 углеродистой стали

ASTM A105 углеродистая сталь является одним из наиболее широко используемых кодексов в промышленности для трубопроводов и клапанов из -за ее превосходной комбинации прочности, стойкость, работоспособность, и доступность.

Масло & Газовая промышленность

Масло & Газовый сектор представляет собой одного из крупнейших потребителей ASTM A105 Locings.

Этот материал особенно хорошо подходит для компонентов, подвергшихся воздействию высокого давления и циклических напряжений, но не экстремальная коррозия или криогенные условия.

и экономическая эффективность. Ниже приведены ключевые компоненты и их типичные функции:

Фланцы

• Сварные фланцы: Для высокого давления, Высокотемпературные трубопроводные соединения.
• Слепые фланцы: Чтобы закрыть концы трубопроводов или клапанов для тестирования давления или обслуживания.
• Скольжение & Пешеходные фланцы: Используется в менее критических сервисных линиях, где простота установки приоритет.

Фитинги

• Локти & Футболки: Прямой и разделенный трубопровод в условиях высокого давления.
• Редукторы & Муфты: Подключите трубы разных размеров и поглощают тепловые или механические напряжения.
• Профсоюзы: Разрешить быстрое отключение для технического обслуживания в сборах трубопровода.

Клапаны & Компоненты клапана

• Клапанские тела: Для контроля потока включения/выключения в системах передачи высокого давления.
• Глобус & Проверьте тела клапана: Для регулирования потока и профилактики обратного потока в линиях процессов.
• Капот & Покрытие Покрасений: Обеспечить прочность на конструкцию для сборок клапанов под внутренним давлением.

Уэллхед & Буровые компоненты

• Буровые катушки & Адаптеры: Поглощать экстремальные нагрузки и скачки давления во время экстракции масла.
• Фланцевые разъемы: Интерфейс между профилаком выдувания и буровым оборудованием.
• Главы корпуса & Вешалки трубки: Поддержка труб в целях завершения скважины.

Трубопроводные сборки

• Многообразие блоки: Централизовать несколько линий процесса для управления и распределения.
• Разъемы высокого давления: Безопасно присоединиться к трубопроводам в операциях вверх по течению и средним уровням.

Нефтехимические и растительные растения

• Фланцы паровой линии высокого давления
• Обработки клапанов тел (Некоррозивные химические вещества)
• Покраски сопла в реакторе
• Коннектировки трубопроводов для теплообменников и башни

Производство электроэнергии (Тепло & Ядерный)

• Сопла сосуда под давлением
• Адаптеры фланца на линии питательной воды
• Клапанные тела и колпачки в вспомогательных системах трубопровода

Очистка воды и промышленные трубопроводы

• Насосные корпусы
• Формирование ремонта трубопровода
• Фланцы и кованые футболки в высокодолувых услугах

Структурные и механические системы

• Валы и хабы в механических сборках
• Роторные крепления и кованые муфты
• Якорные тарелки и поддержка воротников в структурных рамках

Постановления на заказ и OEM

Из -за хорошей механизма и формируемости, ASTM A105 часто указывается в Показания на заказ для производителей (Производители оригинального оборудования), особенно для производителей клапанов, Интеграторы трубопроводов, и дизайнеры модулей Skid.

Компоненты включают:

• Капота с покидками
• Фланцевые форсунки и редукторы
• Инструментальные коллекторные блоки и адаптеры

11. Сравнение с альтернативными материалами

12. Заключение

ASTM A105 Кованая углеродистая сталь остается надежной, Эффективный выбор для компонентов давления, таких как фланцы и тела клапанов.

Его сбалансированные механические свойства, простота изготовления, и соблюдение глобальных стандартов делает его основой в таких отраслях, как нефтехимический, энергия, и инфраструктура.

Когда более высокая коррозионная стойкость, Sub-Zero прочность, или требуется повышенная температурная производительность, сплавные стали или нержавеющие стали следует рассмотреть.

Для применения в общем назначении давления, A105 продолжает предлагать превосходную смесь производительности, качество, и значение.

Лангх: Экспертная ковация из нержавеющей стали & Производственные решения

Лангх является ведущим поставщиком услуг по ковке и производству углеродной стали премиум -класса, обслуживание отраслей, где сила, надежность, и коррозионное сопротивление имеет первостепенное значение.
Оснащен расширенной технологией кофорта и преданностью инженерной точности, Лангх Предоставляет специально разработанные компоненты углеродистой стали, разработанные для превышения в самых сложных условиях..

Наш опыт включает в себя:

Закрытый & Открытая ковка

Кованые детали с высокой силой с оптимизированным потоком зерна для превосходных механических характеристик и долговечности.

Термическая обработка & Отделка поверхности

Комплексные процессы после сжигания, включая отжиг, гашение, пассивация, и полировка, чтобы обеспечить оптимальные свойства материала и качество поверхности.

Прецизионная обработка & Качественная проверка

Полные услуги обработки наряду с строгими протоколами проверки для достижения точных размеров и строгих стандартов качества.

Требуют ли вам надежных кованых компонентов, сложная геометрия, или продукты из углеродистой стали с точностью, Лангх Ваш надежный партнер для надежного, Высокопроизводительные растворы для кощу.
Свяжитесь с нами Сегодня, чтобы узнать, как Лангх может помочь вам достичь компонентов углеродистой стали с непревзойденной прочностью, долговечность, и точность, адаптированная к потребностям вашей отрасли.

 

Часто задаваемые вопросы

Что такое ASTM A105?

ASTM A105 - это стандартная спецификация для распаков из углеродистой стали, используемых в основном для производства компонентов трубопроводов, таких как фланцы, фитинги, и клапаны, разработан для выдержания умеренного и высокотемпературного обслуживания.

Может быть сварено сварки ASTM A105?

Да, ASTM A105 Покраски имеют хорошую сварку. Предварительное нагревание и контролируемая термообработка после почетного..

Как ASTM A105 по сравнению с ASTM A182 Lalloy Steel Locings?

ASTM A182 Сплано, Лучшая коррозионная стойкость, и превосходные высокотемпературные характеристики по сравнению с ASTM A105 углеродистой сталь, Но при более высокой стоимости материала.

Что такое ASTM A105?

ASTM A105 примерно эквивалентен EN 10222-2 1.0460 и JIS SCM435 стальные оценки, Распределение сходных химических композиций и механических свойств для углеродистого стали.

Что такое материал ASME A105?

ASME A105 относится к тому же ковоку с углеродной стали, покрытым ASTM A105, Стандартизирован для использования в приложениях для сосудов и трубопроводов под кодом котла ASME и сосуда давления.

В чем разница между ASTM A36 и A105?

ASTM A36 - это конструкционная углеродистая сталь, используемая главным образом для строительства и общих конструктивных целей.

В отличие, ASTM A105-это кодек, предлагая более высокую прочность и более строгие требования к механическим свойствам.