ASTM A105: Komplexný sprievodca k výklenkom uhlíkovej ocele

1. Zavedenie

ASTM A105 je kľúčová špecifikácia pre výkyvy uhlíkovej ocele Používa sa v systémoch tlakových potrubí.

Definuje požiadavky na mechanické vlastníctvo - nie ako presná chémia - pre kované komponenty, ako sú príruby, príslušenstvo, a ventily.

Prvýkrát publikované v polovici 20. storočia, A105 sa zaoberala problémami spoľahlivosti spojené s odliatou uhlíkovou oceľou štandardizáciou kovaných materiálov pre kritickú priemyselnú a energetickú infraštruktúru sektora.

Výkvety ponúkajú oproti odliatkom niekoľko výhod: hustejší, homogénna mikroštruktúra; Vynikajúci tok zŕn; Absencia pórovitosti a zmrašťovania dutiny; a vyšší odpor únavy.

Tieto charakteristiky sú výkyvy A105 nevyhnutné pre vysoký tlak, vysokoteplotné systémy, kde je zlyhanie komponentov neprijateľné.

2. Rozsah a kľúčové požiadavky ASTM A105

ASTM A105 je štandardná špecifikácia vydaná spoločnosťou ASTM International, ktorá riadi chemikáliu, mechanický, a výrobné požiadavky na Kované komponenty potrubia z uhlíkovej ocele.

Je to jeden z najčastejšie používaných uhlíková oceľ Kovanie špecifikácií v priemysle potrubia a tlakových plavidiel.

Rozsah ASTM A105

ASTM A105 sa vzťahuje na výhrada, kované bary, a kované armatúry vyrobený z uhlíková oceľ, primárne určený na použitie v tlakové systémy na okolitý- do miernej teploty. Tieto komponenty zahŕňajú:

• Príruba (ASME B16.5, B16.47)
• Ventily a ventilové telá
• Potrubie (lakte, odpalisko, redukcia, spojky)
• Dýzy tlakových nádob
• Hriadeľ, prstene, a ďalšie časti na mieru

Aj keď je vhodný na servis až do 425 ° C (800° F), A105 je Neodporúča sa pre aplikácie s nízkou teplotou (Typicky pod –29 ° C alebo –20 ° F) Pokiaľ nie je testovanie doplnkového vplyvu (Per ASTM A350) sa uplatňuje.

Prípustné formuláre produktu

Špecifikácia pokrýva:

• Výhrada: tvarované komponenty produkované kladivom, naliehavý, alebo valcovanie
• Kované bary: Zvyčajne okrúhle alebo štvorcové tyče používané pri obrábaní komponentov
• Kované armatúry: vrátane typov soketu a závitových typov na ASME B16.11 alebo MSS-SP-SP-79/83/95
• Kované príruby: na ASME B16.5 a podobné rozmery s hodnotením tlaku

Opracované alebo hotové časti musia prispôsobiť rozmerne a mechanicky príslušné kódy (Napr., Oddiel VIII alebo B31.3 ASME).

Požiadavky na chemické zloženie

ASTM A105 definuje prísne chemické limity, aby sa zabezpečila konzistentnosť a požadované mechanické vlastnosti.

3. Metalurgické základy

Mikroštruktúra ASTM A105, Po správnom kovaniach a tepelnom spracovaní, pozostáva z ferit a perlit- Vyvážená matica, ktorá dodáva silu a ťažnosť.

Ferit (mäkký, ťažko) Poskytuje tvrdosť, zatiaľ čo perlit (lamelárny železný karbid vo ferite) prispieva silou.

• Úloha: Ten 0.25% Maximálny uhlíkový limit zaisťuje tvorbu perlitu bez nadmerného cementitu (Február), čo by spôsobilo krehkosť.
  Vyšší uhlík zvyšuje tvrdosť, ale znižuje odolnosť voči nárazu.
• Vplyv mangánu: Mangán (0.60–1.05%) stabilizuje perlit, vylepšenie jeho štruktúry a zlepšenie pevnosti v ťahu.
  Zmierňuje tiež škodlivé účinky síry formovaním inklúzií MNS, ktoré sú menej škodlivé ako FES.
• Vylepšenie obilia: Vanadium (keď je prítomný) a kontrolované teploty kovania podporujú pokutu, rovnomerné zrná (Veľkosť zrna ASTM 5–8), Zvyšovanie odolnosti v oblasti húževnatosti a únavy.

4. Mechanické vlastnosti a výkon uhlíkovej ocele ASTM A105

ASTM A105 Výkres uhlíka je navrhnutý tak, aby spĺňal prísne požiadavky na mechanické vlastníctvo nevyhnutné na použitie v tlakových systémoch, ako je napríklad potrubie, ventily, a príruby.

Tieto vlastnosti zabezpečujú štrukturálnu integritu, Odolnosť voči mechanickému napätiu, a trvanlivosť v náročných prostrediach.

Kľúčové mechanické vlastnosti (Izbová teplota)

Tieto hodnoty sa dosahujú za štandardných normalizovaných alebo normalizovaných a temperovaných podmienok.

Výkvety môžu byť podporované alebo vystavené kontrolovanému ochladeniu a temperovaniu v závislosti od požiadaviek na služby.

Dopad na húževnatosť a ťažnosť

Aj keď ASTM A105 nevyžaduje testovanie nárazu pri teplote miestnosti, Materiál zvyčajne ukazuje dobre Charpy V-Notch Hodnoty vplyvu, najmä keď je normalizovaný alebo normalizovaný + temperamentný:

• Typická nárazová energia pri 20 ° C: ≥ 27–40 j
• Ak je to potrebné pre službu s nízkou teplotou, Varianty testované nárazom (Napr., ASTM A350 LF2) sú namiesto toho odporúčané

Dobrá ťažnosť a predĺženie spôsobujú, že výroky A105 je vhodné pre prostredie s vibráciami, tepelná cyklistika, alebo tlaková pulzácia.

Únava a výkonnosť

ASTM A105 sa používa primárne v nerelevanovaných teplotných prostrediach, ale vykazuje primeranú odolnosť voči únavovej a tepelnej expanznej únave v dôsledku jej štruktúry feritu a peritov:

• Únava (približne): 270–300 MPa pre 10 ⁷ cykly
• Nie je vhodné pre predĺžené služby vyššie 427 ° C (800 ° F), ako sa môže vyskytnúť tečúca a grafitizácia

Tvrdosť a opotrebenie

Tvrdosť ASTM A105 v normalizovanom stave sa vo všeobecnosti pohybuje od 140 do 180 Hbw, vhodný pre štandardné komponenty obsahujúce tlačenie. Pre zvýšenú odolnosť proti opotrebeniu:

• Tvrdenie prípadov (karburizujúci alebo nitriding) môže sa uplatňovať
• Indukčné kalenie sa používa pre lokalizované zóny opotrebenia, ako sú tesniace tváre príruby alebo stonky ventilov

5. Procesy kovania pre uhlíkovú oceľ ASTM A105

Kovanie je základný proces na výrobu komponentov uhlíkovej ocele ASTM A105, ktoré môžu odolávať extrémnemu mechanickému napätiu a cyklickému tlaku.

Dve hlavné techniky kovania -open a kovanie- sú vybrané na základe veľkosti dielu, zložitosť, zväzok, A požadovaný výkon.

Kovanie

Kovanie otvorených diel je všestranný a tradičný proces kovania, kde je ohrievané kovové sochory stlačené medzi plochými alebo mierne tvarovanými matkami, ktoré úplne neobsahujú obrobok.

Deformácia sa vyskytuje postupne prostredníctvom opakovaných úderov alebo stlačení, umožnenie toku kovu bez ťažkých geometrických obmedzení.

Táto technika vyniká v aplikáciách vyžadujúcich rozsiahly, Komponenty v tvare vlastného tvaru s vynikajúcou kontinuitou štruktúry zŕn.

Umožňuje metalurgické výhody, ako je rafinovaný prietok zŕn a znížená koncentrácia defektov, pričom sa prispôsobuje obrobkom s vysokým obsahom, ktoré sú nepraktické pre uzavreté matrice.

Typické aplikácie ASTM A105:

• Kované hriadeľy a tyče
• Krky tlakových nádob
• Bloky, disky, a náboje

Kovanie (Dojím)

Kovanie v uzavretom diele zahŕňa umiestnenie vyhrievaného sochoru do dutiny, ktorá odráža tvar konečného komponentu.

Pod vysokým tlakom z kladiva alebo stlačeného, kovové toky vyplnia celý dojem. Prebytočný materiál tvorí „blesk“, ktorý je neskôr orezaný.

Tento proces je vysoko účinný na hromadnú výrobu presných komponentov s opakovateľnými tvarmi a prísnymi toleranciami.

Ponúka vynikajúcu rozmerovú presnosť a zarovnanie zŕn prispôsobeného geometriu časti-najmä v častiach potrubí a prírubových spojeniach hodnotených tlakom a prírubové spojenia.

Typické aplikácie ASTM A105:

• Rúrka (Napr., zvarový krk, zvar, slepý)
• Kované ventily a kovania tričiek
• Olej & Body a spojky plynu

Porovnávacia tabuľka: Open-die vs. Kovanie

6. Tepelné spracovanie & Zastrelenie uhlíkovej ocele ASTM A105

Tepelné spracovanie je kritický proces po výklenkoch ASTM A105, pretože zaisťuje požadované mechanické vlastnosti, dimenzionnosť, a štrukturálna integrita.

Normalizácia

Účel:

• Vylepšuje štruktúru zŕn
• Zvyšuje rovnomernosť v mikroštruktúre
• Zlepšuje húževnatosť a rozmerovú konzistentnosť

Spracovanie:

ASTM A105 Výkvety sú zvyčajne normalizované zahrievaním na 890–950 ° C (1630–1740 ° F) a držanie dostatočne dlho na to, aby sa umožnila úplná rekryštalizácia a homogenizácia, nasledované ochladením vzduchu.

Ochladenie a temperovanie (Voliteľný)

Účel:

• Zvyšuje silu a tvrdosť
• Ovláda húževnatosť pre náročné aplikácie

Spracovanie:

Výkvety sú austenitizované na 860–900 ° C (1580–1650 ° F), rýchlo uhasené vo vode alebo oleji, potom 540–700 ° C (1000–1290 ° F) na obnovenie ťažnosti a zníženie krehkosti.

Uľahčenie stresu

Účel:

• Znižuje vnútorné zvyškové napätia pri kovaní alebo obrábaní
• Zlepšuje rozmerovú stabilitu počas služby

Spracovanie:

Zvyčajne vykonávané zahrievaním na 595–675 ° C (1100–1250 ° F) a držanie 1–2 hodiny v závislosti od hrúbky časti, Potom pomaly ochladzuje v stále vzduchu alebo peci.

7. Operácie na obrábanie a post -forging pre uhlíkovú oceľ ASTM A105

Po kovaní a tepelné ošetrenie, Komponenty ASTM A105 vyžadujú presné obrábanie a dokončenie na splnenie rozmerových tolerancií, kvalita povrchu, a funkčné špecifikácie.

Táto fáza je rozhodujúca na zabezpečenie kompatibility so systémami potrubia, tlakové hranice, a priemyselné normy ako ASME B16.5 alebo API 6A.

Obrábanie charakteristík

Materiálne správanie:

• A105 VÝHODY, Najmä pri normalizovaní, ponúkať tvrdosť (120–187 HBW) a dobrý tvorba čipov.
• Dodatočné prísady (Napr., olovo alebo síra) nie sú zvyčajne pridané, tak Musí sa riadiť opotrebenie nástroja s príslušnými stratégiami.

Typické obrábanie operácií:

• CNC sústruženie: Používa sa na tváre príruby, náboje, a tesniace povrchy.
• CNC vŕtanie/nuda: Aplikované na otvory na skrutku, ventilové porty, a krky trysky.
• CNC frézovanie: Pre ploché povrchy alebo obrábané profily na armatúra.
• Závitok: NIPT alebo BSPT vlákna na armatúrach alebo prírubách pomocou nástroja s jedným bodom alebo hlavou.

Odporúčané parametre obrábania (Drsný vodca)

Postm-machiningové dokončenie

Po obrábaní, Kované diely A105 prechádzajú dokončovacím operáciám, aby sa splnili výkonnostné a vizuálne špecifikácie:

Povrchová úprava:

• Shot Striem alebo morením na odstránenie mierky a oxidu kjemu
• Leštenie alebo brúsenie pre tesniace povrchy (RA ≤ 3.2 μm)

Deburing:

• Odstránenie ostrých hrán alebo húb, Najmä vo ventilových otvoroch a prírubových otvoroch, Aby sa predišlo narušeniu prietoku a poškodeniu montáže.

Označenie:

• Stály znak (tepelné číslo, veľkosť, hodnotenie) Per ASTM A105, ASME, alebo špecifikácie zákazníka pomocou bodového peeningu alebo pečiatku.

Dimenzionálna kontrola a kontrola kvality

Kované diely sú rozmerne kontrolované podľa podrobných mechanických výkresov a použiteľných prírubových alebo montážnych štandardov.

Metódy spoločných inšpekcií:

• Cmm (Koordinovaný merací stroj) pre oblasti kritickej tolerancie
• Strmeňový, mikrometrov, a meradlá vlákna pre manuálne overenie
• Testovanie tvrdosti overiť súlad s limitmi ASTM (typ. ≤187 HBW)

8. Korózia & Ochranné opatrenia uhlíkovej ocele ASTM A105

Aj keď uhlíková oceľ ASTM A105 je známa svojimi vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a nákladovou efektívnosťou, nemá vo svojej podstate silnú odolnosť proti korózii, najmä v agresívnom alebo vlhkom prostredí.

Korózne charakteristiky ASTM A105

ASTM A105 je a čistá oceľ, A rovnako ako všetky neradené ocele, je to zraniteľný voči všeobecnej a lokalizovanej korózii, Najmä pri vystavení vlhkosti, chloridy, kyseliny, alebo zvýšené teploty.

Typické režimy korózie:

Ochranné opatrenia pre ASTM A105

Na zmiernenie rizika korózie, najmä v drsnom prostredí, Používajú sa rôzne stratégie na ochranu povrchu a navrhovanie materiálu.

Povlaky a náter

Galvanizácia za tepla

• Poskytovať obetská ochrana Aplikáciou vrstvy Zn (typ. 80–120 μm hrubá)
• Vhodné pre skrutky A105, príruba, alebo armatúry vystavené vonkajšiemu alebo morskému prostrediu
• Účinné až ~ 200 ° C; Vyvarujte sa pri vysokej teplote parných služieb

Vnútorné obloženia a opláštenie

• Vnútorný podšívka z gumy alebo PTFE Používa sa v chemickej alebo drsnej manipulácii s kalmi
• Opláštenie z nehrdzavejúcej ocele (Napr., SS 304L alebo 316L) prostredníctvom výbuchu alebo zvarovej väzby pre vysoko rizikové procesné vedenia

Katódová ochrana (Cp)

• Zapôsobený na súčasné alebo obetné anódy používané pre zakopané alebo ponorené systémy
• Bežný v oleji & plynové potrubia, aby sa zabránilo korózii v kĺboch ​​a zvarových zónach

Vylepšenia materiálu

• Pre extrémne korozívne prostredie, výmena A105 za ASTM A350 LF2, A182 F11/F22, alebo nerezové známky môže byť potrebný

9. Bežné aplikácie výkrikov uhlíkovej ocele ASTM A105

Uhlíková oceľ ASTM A105 je jedným z najpoužívanejších materiálov v tlakovom potrubí a ventilových odvetviach kvôli svojej vynikajúcej kombinácii pevnosti, tvrdosť, spracovateľnosť, a dostupnosť.

Olej & Priemysel

Olej & Plynové sektor predstavuje jedného z najväčších spotrebiteľov výkrikov ASTM A105.

Tento materiál je obzvlášť vhodný pre komponenty vystavené vysokotlakovému a cyklickému napätiu, ale nie extrémna korózia alebo kryogénne podmienky.

a nákladová efektívnosť. Nižšie sú uvedené kľúčové komponenty a ich typické funkcie:

Príruba

• Príruba zváracieho krku: Na vysoký tlak, Vysokoteplotné spojenia potrubia.
• Slepé príruby: Na zatvorenie koncov potrubí alebo ventilov na testovanie alebo údržbu tlaku.
• Skĺzavý & Zvarové príruby: Používa sa v menej kritických servisných linkách, kde je prioritná ľahká inštalácia.

Príslušenstvo

• Lakte & Odpalisko: Priamy a rozdelený tok potrubia za vysokých tlakových podmienok.
• Redukcia & Spojky: Pripojte potrubia rôznych veľkostí a absorbujte tepelné alebo mechanické napätia.
• Odbory: Umožnite rýchle odpojenie na údržbu v zostavách potrubia.

Ventily & Komponenty ventilu

• Telá brány: Pre reguláciu toku zapínania/vypnutia vo vysokotlakových prenosových systémoch.
• Glóbus & Skontrolujte telá ventilov: Pre reguláciu toku a prevenciu spätného toku v procesných vedeniach.
• Kapota & Pokryť výkovky: Poskytnite štrukturálnu pevnosť na zostavách ventilov pod vnútorným tlakom.

Vrúbka & Vŕtacie komponenty

• Vŕtacie cievky & Adaptéra: Absorbovať extrémne zaťaženie a tlakové prepätia počas extrakcie oleja.
• Konektory: Rozhranie medzi prevenciami vyfúknutia a vŕtacím zariadením.
• Plášť hlavy & Hadičky: Podporte reťazce potrubí v dokončení studne.

Potrubie

• Potrubie: Centralizovať viac procesných vedení na kontrolu a distribúciu.
• Konektory: Pripojte sa k potrubím bezpečne v operáciách proti prúdu a stredne.

Petrochemické a rafinácie rastlín

• Vysokotlakové príruby parného vedenia
• Procesné ventilové telá (nekorozívne chemikálie)
• Reaktorové výkyvy trysky
• Potrubné konektory pre tepelné výmenníky a veže

Generovanie energie (Tepelný & Jadrový)

• Kované dýzy
• Prírubové adaptéry v líniách napájacej vody
• Telá ventilu a čiapky v pomocných potrubných systémoch

Úpravy vody a priemyselné potrubia

• Čerpacie puzdrá
• Opravy potrubia
• Príruby a kované odpaliská vo veľkoobjemových servisných plynovodoch

Štrukturálne a mechanické systémy

• Hriadele a náboje v mechanických zostavách
• Držiaky rotora a kované spojky
• Kotvové dosky a podpory golierov v štrukturálnych rámcoch

Vlastné a OEM Výkvety

Vzhľadom na svoju dobrú machinabilitu a formovateľnosť, ASTM A105 je často špecifikovaný v Vyžiadanie na mieru pre OEM (Pôvodné výrobcovia zariadení), najmä pre výrobcov ventilov, Integrátory potrubných systémov, a návrhári šmyku modulov.

Komponenty zahŕňajú:

• Kapota
• Prírubové trysky a výkyvy redukcie
• Bloky a adaptéry na prístrojovom potrubí

11. Porovnanie s alternatívnymi materiálmi

12. Záver

Kované uhlíkové oceľ ASTM A105 zostáva spoľahlivé, nákladovo efektívna voľba pre komponenty tlaku, ako sú príruby a telá ventilov.

Jeho vyvážené mechanické vlastnosti, ľahká výroba, a dodržiavanie globálnych štandardov z neho robí oporu v odvetviach, ako je petrochemický, energia, a infraštruktúra.

Keď je vyššia odolnosť proti korózii, tvrdosť, alebo je potrebný zvýšený výkon teploty, zliatinové ocele alebo nehrdzavejúce ocele by sa malo brať do úvahy.

Pre aplikácie tlaku na všeobecné účely, A105 naďalej ponúka vynikajúcu zmes výkonu, kvalita, hodnota.

LangHe: Výbor z nehrdzavejúcej ocele & Výrobné riešenia

LangHe je popredným poskytovateľom prémiového kovania a výrobného služieb z uhlíkovej ocele, uspokojovať priemyselné odvetvia, kde sily, spoľahlivosť, a odolnosť proti korózii je prvoradý.
Vybavené pokročilou technológiou kovania a odhodlaním pre presnosť inžinierstva, LangHe Dodáva komponenty uhlíkovej ocele vyrobenej na mieru navrhnuté na vynikanie v najnáročnejších prostrediach.

Naše odborné znalosti zahŕňajú:

Uzatvorený & Kovanie

Vysoko pevné kované diely s optimalizovaným prietokom zŕn pre vynikajúci mechanický výkon a trvanlivosť.

Tepelné spracovanie & Povrchová úprava

Komplexné procesy po nadviazaní vrátane žíhania, zhasnutie, pasivácia, a leštenie, aby sa zabezpečilo optimálne vlastnosti materiálu a kvalita povrchu.

Presné obrábanie & Kontrola kvality

Kompletné obrábanie služieb spolu s prísnymi protokolmi inšpekcií na dosiahnutie presných rozmerov a prísnych štandardov kvality.

Či už potrebujete robustné kované komponenty, zložité geometrie, alebo výrobky z uhlíkovej ocele s presnosťou, LangHe je váš dôveryhodný partner pre spoľahlivé, Riešenia s vysokou výkonnosťou.
Skontaktovať sa dnes objavte ako LangHe môže vám pomôcť dosiahnuť komponenty uhlíkovej ocele s neprekonateľnou pevnosťou, dlhovekosť, a presnosť prispôsobená potrebám vášho odvetvia.

 

Časté otázky

Čo je ASTM A105?

ASTM A105 je štandardná špecifikácia pre výkvety uhlíkovej ocele používané predovšetkým na výrobu komponentov potrubia, ako sú príruby, príslušenstvo, a ventily, navrhnuté tak, aby odolali miernej a vysokoteplotnej službe.

Môžu byť zvárané výkovky ASTM A105?

Áno, Výkvety ASTM A105 majú dobrú zvárateľnosť. Prehrievanie a kontrolované tepelné ošetrenie po zváraní môže byť potrebné pre hrubšie rezy na zníženie zvyškového namáhania a zabránenie praskaniu.

Ako sa ASTM A105 porovnáva s ASTM A182 zliatinovými oceľovými výbermi?

ASTM A182 Zliatinové oceľové výbery zvyčajne ponúkajú vyššiu pevnosť, lepšia odolnosť proti korózii, a vynikajúci výkon vysokej teploty v porovnaní s výkrikmi uhlíkovej ocele ASTM A105, Ale pri vyšších nákladoch na materiál.

Čo je ASTM A105 ekvivalent k?

ASTM A105 je zhruba rovnocenný pre en 10222-2 1.0460 a Jis SCM435 oceľové stupne, Zdieľanie podobných chemických kompozícií a mechanických vlastností pre výkvety uhlíkovej ocele.

Čo je materiál ASME A105?

ASME A105 sa vzťahuje na ten istý materiál na kovanie uhlíkom pokrytý ASTM A105, štandardizované na použitie v tlakových nádobách a aplikáciách potrubia v kotle ASME a kódu tlakových nádob.

Aký je rozdiel medzi ASTM A36 a A105?

ASTM A36 je konštrukčná uhlíková oceľ používaná predovšetkým na výstavbu a všeobecné konštrukčné účely.

Na rozdiel od, ASTM A105 je kovanie špeciálne navrhnuté pre komponenty zadržania tlaku, ako sú príruby a ventily, Ponúka vyššiu húževnatosť a prísnejšie požiadavky na mechanické vlastníctvo.