ASTM A105: Вичерпний посібник з викидів вуглецевої сталі

1. Вступ

ASTM A105 є ключовою специфікацією для вуглецеві сталь використовується в системах трубопроводів тиску.

Він визначає вимоги до механічної власності - а не точна хімія - для підроблених компонентів, таких як фланці, фурнітура, і клапани.

Вперше опубліковано в середині 20 століття, A105 вирішив питання надійності, притаманні литій вуглецевій сталі, стандартизуючи підроблені матеріали для критичної інфраструктури промислового та енергетичного сектору.

Постірки пропонують кілька переваг перед кастингом: щільніший, однорідна мікроструктура; Верхній зерновий потік; Відсутність порожнини та порожнини усадки; і більш висока стійкість до втоми.

Ці характеристики роблять пошкодження A105 важливими для високого тиску, Високотемпературні системи, де компонентний збій неприйнятний.

2. Обсяг та ключові вимоги ASTM A105

ASTM A105 - це стандартна специфікація, видана ASTM International, яка регулює хімічну речовину, механічний, та виробничі вимоги для Ковні компоненти трубопроводів з вуглецевої сталі.

Це одне з найбільш широко використовуваних вуглецева сталь Корування технічних характеристик у промисловості трубопроводів та під тиском.

Обсяг ASTM A105

ASTM A105 стосується поробка, підроблені бруски, і підроблені фітинги зроблений з вуглецева сталь, насамперед призначений для використання в Системи тиску в навколишній- до помірної температури. Ці компоненти включають:

• Фланці (ASME B16.5, B16.47)
• Клапани та тіла клапана
• Фурнітура (лікті, трійник, редуктори, муфти)
• Форсунки для посудини під тиском
• Вали, кільця, та інші спеціальні задні частини

При цьому підходить для обслуговування до 425 ° C (800° F), A105 є не рекомендується для низькотемпературних програм (Зазвичай нижче -29 ° C або –20 ° F) За винятком випадків додаткового тестування впливу (на ASTM A350) застосовується.

Допустимі форми продукту

Специфікація охоплює:

• Поробка: Сформовані компоненти, що виробляються за допомогою забивання, натискання, або кочення
• Підроблені бруски: Зазвичай круглі або квадратні бруски, що використовуються в компонентах обробки
• Підроблені фітинги: включаючи типи зварних та різьбових типів на ASME B16.11 або MSS-SP-79/83/95
• Ковані фланці: на ASME B16.5 та подібні розміри тиску

Оброблені або готові частини повинні відповідати розміром та механічно відповідним кодам (Напр., Розділ ASME VIII або B31.3).

Вимоги до хімічного складу

ASTM A105 визначає суворі хімічні межі для забезпечення узгодженості та бажаних механічних властивостей.

3. Металургійні основи

Мікроструктура ASTM A105, Після належної кування та термічної обробки, складається з ферит і перліт- Збалансована матриця, яка забезпечує міцність та пластичність.

Ферит (м'який, пластичне залізо) забезпечує міцність, Поки перліт (пластинчасте карбід заліза у фериті) сприяє силі.

• Роль вуглецю: З 0.25% Максимальна межа вуглецю забезпечує утворення перліту без надмірного цементу (Fe₃c), що спричинило б крихкість.
  Більш високий вуглець збільшує твердість, але знижує стійкість до удару.
• Вплив марганцю: Марганець (0.60–1,05%) стабілізує перліт, вдосконалення його структури та вдосконалення міцності на розрив.
  Це також пом'якшує шкідливий ефект сірки, утворюючи включення MNS, які менш згубні, ніж FES.
• Вдосконалення зерна: Ванадій (присутній) і контрольована кування температури сприяє, рівномірні зерна (Розмір зерна ASTM 5–8), Посилення міцності та стійкості до втоми.

4. Механічні властивості та продуктивність вуглецевої сталі ASTM A105

Постринки з вуглецевої сталі ASTM A105 розроблені для задоволення суворих механічних потреб у власності, необхідних для використання в системах тиску, таких як трубопроводи, клапани, і фланці.

Ці властивості забезпечують структурну цілісність, стійкість до механічного стресу, і довговічність у вимогливих умовах.

Ключові механічні властивості (Кімнатна температура)

Ці значення досягаються в стандартних нормалізованих або нормалізованих умовах.

Постірки можуть бути залучені до стресу або піддаються контрольованому гасіннях та загартовуванні залежно від вимог до обслуговування.

Вплив міцності та пластичність

Хоча ASTM A105 не потребує тестування впливу при кімнатній температурі, Матеріал зазвичай показує добре Значення впливу v-notch v-notch, особливо при нормалізації або нормалізації + загартований:

• Типова енергія удару при 20 ° C: ≥ 27–40 Дж
• Коли це потрібно для низькотемпературної послуги, Варіанти, перевірені ударом (Напр., ASTM A350 LF2) рекомендуються замість цього

Хороша пластичність та подовження роблять підробки A105 придатними для середовища з вібрацією, термічний цикл, або пульсація тиску.

Втома та продуктивність повзучості

ASTM A105 в основному використовується в температурних середовищах, що не є евольованими, але він виявляє адекватну стійкість до втоми та термічної втоми через її феритову структуру:

• Сила втоми (прибл.): 270–300 МПа протягом 10 ⁷ циклів
• Не підходить для тривалого обслуговування вище 427 ° C (800 ° F), Як може відбутися повзання та графіка

Твердість і знос

Твердість ASTM A105 у нормалізованому стані, як правило, варіюється від 140 до 180 HBW, підходить для стандартних компонентів, що містять тиск. Для підвищеної стійкості до зносу:

• Загартування справи (карбюризація або нітрилення) може застосовуватися
• Індукційне твердіння використовується для локалізованих зон зносу, таких як герметичні обличчя фланця або стебла клапана

5. Процеси кування для вуглецевої сталі ASTM A105

Кування - це основоположний процес для отримання компонентів вуглецевої сталі ASTM A105, які можуть протистояти надзвичайному механічному напрузі та циклічному тиску.

Дві основні методи кування -відкрита мазка і кування з закритої мірки—Кобіраються на основі розміру частини, складність, обсяг, і необхідні продуктивність.

Кування з відкритим шматочком

Кування з відкритим шматочком-це універсальний і традиційний процес кування, де металева заготовка нагріта між плоскими або злегка контурними штампами, які не повністю закривають заготовку.

Деформація відбувається поступово через повторні удари або стискання, дозволяючи металу протікати без сильних геометричних обмежень.

Ця методика переважає в додатках, що вимагає масштабного, компоненти на замовлення з відмінною безперервністю структури зерна.

Це дозволяє металургійним перевагам, таким як вдосконалений потік зерна та зменшити концентрацію дефектів, при цьому розміщуючи високотонні заготовки, які недоцільні для укладених штампів.

Типові програми ASTM A105:

• Підроблені вали та бари
• Шиї посудини з тиском
• Блоки, диски, і вузлики

Кування з закритої мірки (Враження вмирає кування)

Корування із закритою вражаючим передбачає розміщення нагрітої заготовки в порожнину штампу, яка відображає форму остаточної компонента.

Під високим тиском від молотка або преси, метал тече, щоб заповнити все враження. Надлишок матеріалів "спалах", який пізніше обрізаний.

Цей процес є високоефективним для масового виробництва точних компонентів з повторюваними формами та щільними допусками.

Він пропонує чудову розмірну точність та вирівнювання зерна, пристосоване до геометрії частини-особливо корисні для деталей трубопроводу, що оцінюється тиском, та фланцеві з'єднання.

Типові програми ASTM A105:

• Фланці труби (Напр., зварювальна шия, зварювання розетки, сліпий)
• Кулені клапани та трійники
• Нафта & Точки підключення газу та муфти

Таблиця порівняння: Відкрита помилка проти. Кування з закритої мірки

6. Термічна обробка & Стрес-рельєф ASTM A105 вуглецева сталь

Теплова обробка-це критичний процес післяпоробництва для ASTM A105 вуглецевих сталевих пологів, оскільки це забезпечує необхідні механічні властивості, розмірна стабільність, та структурна цілісність.

Нормалізація

Мета:

• Уточнює структура зерна
• Підвищує рівномірність мікроструктури
• Покращує міцність і розмірність

Обробка:

Поробки ASTM A105 зазвичай нормалізуються нагріванням до 890–950 ° C (1630–1740 ° F) і тримати досить довго, щоб забезпечити повну перекристалізацію та гомогенізацію, з подальшим повітряним охолодженням.

Гасіння та загартування (Необов’язковий)

Мета:

• Збільшує силу та твердість
• Контролює міцність для важких програм

Обробка:

Полики аустенітизуються на 860–900 ° C (1580–1650 ° F), швидко гасити у воді або олії, потім загартовано в 540–700 ° C (1000–1290 ° F) відновити пластичність та зменшити крихкість.

Зняття стресу

Мета:

• Зменшує внутрішні залишкові напруги від кування або обробки
• Покращує розмірність стабільності під час служби

Обробка:

Зазвичай здійснюється нагріванням до 595–675 ° C (1100–1250 ° F) і тримати протягом 1–2 годин залежно від товщини частини, Потім повільно охолоджується на нерухому повітрі або печі.

7. Операції обробки та після заробіток для вуглецевої сталі ASTM A105

Після кування та термічної обробки, Компоненти ASTM A105 потребують точного обробка та обробка Для задоволення розмірних допусків, якість поверхні, та функціональні специфікації.

Цей етап є вирішальним для забезпечення сумісності з трубопроводами, межі тиску, та галузеві стандарти, такі як ASME B16.5 або API 6A.

Характеристики обробки

Матеріальна поведінка:

• A105, особливо при нормалізації, пропонувати помірне твердість (120–187 HBW) і добре Формування чіпів.
• Вільно-мішикування добавок (Напр., свинцю або сірка) зазвичай не додаються, так Необхідно керувати носінням інструментів з відповідними стратегіями.

Типові операції з обробкою:

• Turng CNC: Використовується для фланців, вузлики, і герметичні поверхні.
• CNC буріння/нудне: Застосовується для отворів для болтів, Порти клапана, і шиї насадки.
• ЧПУ фрезерування: Для плоских поверхонь або оброблених профілів на фурнітурі.
• Нарізка різьби: Нитки NPT або BSPT на фітингів або фланці за допомогою одноточкової або штампної головки.

Рекомендовані параметри обробки (Грубий путівник)

Післямобільна обробка

Після обробки, Зароблені частини A105 проходять обробку для виконання продуктивності та візуальних характеристик:

Поверхнева обробка:

• Вибух або марика Для видалення масштабу та оксиду підробки
• Полірування або шліфування Для герметичних поверхонь (Ra ≤ 3.2 мкм)

Дешевий:

• Видалення гострих країв або задирок, особливо в отворах клапана та фланцях, Щоб уникнути порушення потоку та пошкодження складання.

Маркування:

• Постійні позначки (Номер тепла, розмір, рейтинг) на ASTM A105, Asme, або технічні характеристики клієнтів за допомогою крапки або штампування.

Розмірний огляд та контроль якості

Кулені деталі розміщуються за детальними механічними кресленнями та застосовними стандартами фланця або підхоплення.

Загальні методи огляду:

• CMM (Координація вимірювальної машини) для областей критичної толерантності
• Супорта, мікрометри, і датчики нитки для перевірки вручну
• Тестування твердості Для перевірки дотримання обмежень ASTM (тип. ≤187 HBW)

8. Корозійна поведінка & Захисні заходи ASTM A105 вуглецевої сталі

Хоча вуглецева сталь ASTM A105 відома своїми чудовими механічними властивостями та економічною ефективністю, він не має суттєво сильної резистентності до корозії, особливо в агресивних або вологому середовищі.

Корозійні характеристики ASTM A105

ASTM A105 - це звичайна вуглецева сталь, і як і всі нелеговані сталі, це вразливий до загальної та локалізованої корозії, особливо при вплиді вологи, хлориди, кислоти, або підвищені температури.

Типові режими корозії:

Захисні заходи для ASTM A105

Для пом'якшення ризиків корозії, особливо в суворих умовах, Використовуються різні стратегії захисту поверхні та матеріали.

Покриття та системи фарб

Гаряче гальванування

• Забезпечувати Жертовний захист застосовуючи шар Zn (тип. 80–120 мкм товщиною)
• Підходить для A105 болтів, фланці, або арматура, що піддаються впливу зовнішніх або морських середовищ
• Ефективно до ~ 200 ° C; Уникайте у високотемпературній сервісі пари

Внутрішні накладки та облицювання

• Внутрішній гумові або PTFE -накладки використовується в хімічній або абразивній обробці суспензії
• Обшивка нержавіючої сталі (Напр., SS 304L або 316L) Через вибух або зварення зварювання для ліній процесів високого ризику

Катодний захист (Cp)

• Вражені поточні або жертовні аноди, що використовуються для закопаних або занурених систем
• Поширений у нафті & Газові трубопроводи для запобігання корозії в з'єднаннях та зонах зварювання

Оновлення матеріалу

• Для надзвичайно корозійних середовищ, Заміна A105 на ASTM A350 LF2, A182 F11/F22, або нержавіючі оцінки може бути необхідним

9. Поширені застосування ASTM A105 вуглецевих сталевих пологів

Вуглецева сталь ASTM A105 - це одна з найбільш широко використовуваних кальмоцій, міцність, працездатність, і доступність.

Нафта & Газова промисловість

Олія & Газовий сектор є одним з найбільших споживачів ASTM A105.

Цей матеріал особливо добре підходить для компонентів, що піддаються впливу високого тиску та циклічних напружень, але не екстремальні корозійні або кріогенні стани.

і економічна ефективність. Нижче наведені ключові компоненти та їх типові функції:

Фланці

• Фланці шва шийки: Для високого тиску, Високотемпературні трубопровідні з'єднання.
• Сліпі фланці: Для закриття кінців трубопроводів або клапанів для тестування тиску або обслуговування.
• Ковзання & Фланці зварного розетки: Використовується в менш критичних лініях обслуговування, де простота встановлення.

Фурнітура

• Лікті & Трійник: Прямий і розділений потік трубопроводу в умовах високого тиску.
• Редуктори & Муфти: Підключіть труби різних розмірів і поглинайте теплові або механічні напруги.
• Профспілки: Дозволити швидке відключення для обслуговування в зборах трубопроводів.

Клапани & Компоненти клапана

• Тіла клапана воріт: Для управління потоком увімкнення/вимкнення в системах передачі високого тиску.
• Глобус & Зверніть увагу на тіла клапана: Для регулювання потоку та запобігання зворотному потоку в лініях процесів.
• Капот & Покриття пологів: Забезпечте структурну міцність для зборів клапана під внутрішнім тиском.

Свердловина & Бурові компоненти

• Бурові котушки & Адаптери: Поглинати екстремальні навантаження та сплески тиску під час вилучення масла.
• Фланцеві роз'єми: Інтерфейс між запобіганням вибуху та обладнанням для буріння.
• Голова корпусу & Трубки: Підтримуйте рядки труб у свердловині завершення.

Трубопровідні збори

• Колекторні блоки: Централізуйте декілька ліній процесу для управління та розподілу.
• З'єднувачі високого тиску: Безпечно приєднуйтесь до трубопроводів у операціях вгору та середнього потоку.

Нафтохімічні та переробні рослини

• Фланці парової лінії високого тиску
• Тіла клапана (Некорозійні хімічні речовини)
• Реакторні насадки
• Трубопровідні роз'єми для теплообмінників та веж

Генерація живлення (Термічний & Ядерний)

• Ковні форсунки для посудини тиску
• Фланцеві адаптери в лініях живильної води
• Тіла клапана та ковпачки в допоміжних трубопроводних системах

Очищення води та промислові трубопроводи

• Насосні корпуси
• Фурнітура для ремонту трубопроводів
• Фланці та ковані трійники у високопоставлених сервісних трубопроводах

Структурні та механічні системи

• Вали та вузли в механічних зборах
• Кріплення ротора та підроблені муфти
• Якорі -пластини та коміри підтримки в структурних рамках

Спеціальні та OEM

Завдяки своїй хорошій обробці та формуванню, ASTM A105 часто визначається в на замовлення порядок для виробників -виробників (Оригінальні виробники обладнання), особливо для виробників клапана, Інтеграції систем трубопроводів, та дизайнери модулів ковзання.

Компоненти включають:

• Постірки для капелюшків
• Фланцеві форсунки та редуктор
• Блоки та адаптери приладів

11. Порівняння з альтернативними матеріалами

12. Висновок

ASTM A105 Забезпечена вуглецева сталь залишається надійною, економічно ефективний вибір для компонентів тиску, таких як фланці та тіла клапана.

Його збалансовані механічні властивості, простота виготовлення, та дотримання глобальних стандартів роблять його опорою в таких галузях, як нафтохімічна, енергія, та інфраструктура.

Коли більш висока резистентність до корозії, суб-нульова міцність, або потрібні підвищені температурні показники, сплави сталі або Нержавіючі сталі слід враховувати.

Для застосування тиску загального призначення, A105 продовжує пропонувати чудову суміш продуктивності, якість, і цінність.

Ланге: Експертна кування з нержавіючої сталі & Виробничі рішення

Ланге є провідним постачальником послуг з кування та виготовлення вуглецю преміум -класу, обслуговування галузей, де сила, надійність, і корозійна стійкість є першорядними.
Оснащений вдосконаленою технологією кування та відданості інженерній точності, Ланге забезпечує спеціальні компоненти з вуглецевої сталі, розроблені для успіху в найскладніших умовах.

Наша експертиза включає:

Закрита & Кування з відкритим шматочком

Високосильні ковані деталі з оптимізованим потоком зерна для вищої механічної продуктивності та довговічності.

Термічна обробка & Поверхнева обробка

Комплексні процеси післяуміна, включаючи відпал, гасіння, пасивація, і полірування для забезпечення оптимальних властивостей матеріалу та якості поверхні.

Точна обробка & Огляд якості

Повні послуги обробки разом із суворими протоколами огляду для досягнення точних розмірів та суворих стандартів якості.

Незалежно від того, чи потрібні вам надійні підроблені компоненти, складні геометрії, або точні продукти з вуглецевої сталі, Ланге Чи є ваш надійний партнер для надійного, Високопродуктивні рішення для кування.
Зв’яжіться сьогодні, щоб дізнатися, як Ланге може допомогти вам досягти компонентів вуглецевої сталі з неперевершеною міцністю, довговічність, і точність, пристосована до потреб вашої галузі.

 

Поширені запитання

Що таке ASTM A105?

ASTM A105 - це стандартна специфікація для вуглецевих сталь, що використовуються в основному для виробничих компонентів, таких як фланці, фурнітура, і клапани, Розроблений для витримки помірної та високотемпературної послуги.

Чи можна зварювати порядок ASTM A105?

Так, ASTM A105 Доробки мають гарну зварюваність. Попередньо нагрівання та контрольована термічна обробка може знадобитися для більш товстих секцій, щоб зменшити залишкові напруги та уникнути розтріскування.

Як ASTM A105 порівнюється з ASTM A182 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СТАЛІВ?

ASTM A182 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОГО СТЕЛЬ, Краща стійкість до корозії, та чудова високотемпературна продуктивність порівняно з ASTM A105 вуглецеві сталі, Але за більш високою матеріальною вартістю.

Що таке ASTM A105 еквівалент?

ASTM A105 приблизно еквівалентний EN 10222-2 1.0460 та сталеві оцінки JIS SCM435, обмін подібними хімічними композиціями та механічними властивостями для пологів з вуглецевої сталі.

Що таке матеріал ASME A105?

ASME A105 відноситься до одного і того ж матеріалу з вуглецевої сталі, покритої ASTM A105, Стандартизовані для використання в суднах та трубопроводах під котлом ASME та кодом судна ASME.

Яка різниця між ASTM A36 та A105?

ASTM A36 - це конструкційна вуглецева сталь, що використовується в основному для будівництва та загальних конструкцій.

Навпаки, ASTM A105-це сорт кування, спеціально розроблений для компонентів, що підтримують тиск, такі як фланці та клапани, пропонуючи більш високу міцність та більш жорсткі вимоги до механічної власності.