ASTM A105 spiegato: limiti dell'acciaio al carbonio forgiato e applicazioni delle valvole

ASTM A105 appare su innumerevoli disegni di valvole e flange, ma rimane uno dei gradi di acciaio al carbonio più frequentemente utilizzati in modo errato che vediamo nelle richieste in arrivo. Non è una specifica del tubo, non è un grado di fusione e la lettera N che a volte la segue cambia il comportamento in servizio della parte finita. Avendo lavorato e testato a pressione numerosi corpi valvola A105 nel corso degli anni, abbiamo notato che la maggior parte dei problemi sono riconducibili a una semplice discrepanza tra ciò che dice il disegno e ciò che effettivamente richiede la linea.

Questa guida illustra le specifiche nel modo in cui le discutiamo con ingegneri e acquirenti, dai limiti chimici alla questione pratica su queo una forgiatura è la scelta giusta e quando una fusione ha più senso.

Cosa copre effettivamente ASTM A105

ASTM A105/A105M è intitolato Specifiche standard per forgiati in acciaio al carbonio per applicazioni di tubazioni . Ogni parola in quel titolo è importante. Copre componenti forgiati, non tubi e non fusioni. Le forme tipiche dei prodotti includono flange, raccordi forgiati, raccordi a T, gomiti, giunti, raccordi e corpi valvola forgiati, tutti prodotti riscaldando una billetta solida e modellandola sotto pressione anziché versandola in uno stampo.

Questo percorso di produzione è la ragione per cui l’A105 si comporta in questo modo. La forgiatura lavora il metallo, affina la grana e chiude la porosità interna, conferendo al componente finito una struttura densa e uniforme che può essere lavorato in modo pulito e mantiene bene la tenuta. Questo è anche il motivo per cui l'A105 è popolare per i corpi valvola più piccoli e a pressione più elevata, dove lo spessore e l'integrità delle pareti contano più della complessità della forma.

In termini di pressione-temperatura, i componenti A105 vengono comunemente applicati da circa -29 °C fino a 425 °C, a seconda dello standard applicabile e della classe di rating utilizzata. Spingi oltre quella busta in entrambe le direzioni e dovresti guardare un grado diverso.

Composizione chimica di ASTM A105

Le specifiche mantengono la chimica volutamente semplice, ma i limiti sono sufficientemente stretti da rendere non intercambiabili una vera forgiatura e un'imitazione tagliata su lastra.

Due dettagli nelle clausole scritte in piccolo meritano di essere segnalati. Gli elementi residui vengono limitati individualmente and come somma, che protegge la saldabilità e la tenacità dalla contaminazione dei rottami. Separatamente, per ogni riduzione dello 0,01% di carbonio al di sotto del massimo dello 0,35%, è consentito un aumento del manganese dello 0,06%, fino al massimo dell'1,35%. Questa tolleranza consente allo stabilimento di bilanciare resistenza e temprabilità senza rompere il tetto del carbonio.

Proprietà meccaniche e cosa significano in servizio

Il tetto di durezza è il numero che osserviamo più da vicino in officina. Non è lì per rendere la vita difficile al macchinista; è una protezione pratica contro una forgiatura che si è raffreddata troppo rapidamente ed è diventata fragile. Quando un cliente specifica un limite di durezza inferiore per un servizio umido o leggermente acido, è un segnale per controllare il percorso del trattamento termico piuttosto che semplicemente per testare più duramente.

A105 o A105N: la questione del trattamento termico

L'A105 liscio può essere fornito allo stato grezzo o dopo il trattamento termico, a seconda di quanto richiesto nell'ordine di acquisto. Il suffisso N elimina questa scelta: A105N richiede che i pezzi fucinati siano normalizzati, il che significa che vengono riscaldati al di sopra della temperatura critica e raffreddati in aria ferma.

I valori di forza rimangono essenzialmente gli stessi, quindi la differenza non sta nella forza della parte, ma nella coerenza con cui si comporta. La normalizzazione affina la struttura del grano, uniforma la durezza su una sezione spessa e migliora la tenacità, in particolare a temperature più basse. Nella nostra esperienza, la designazione N guadagna terreno quando il componente è soggetto a carichi d'urto, quando la sezione è pesante, quando viene specificata una prova d'urto a bassa temperatura o quando la parte verrà saldata su una linea critica. Per un corpo valvola semplice per acqua calda, lo standard A105 è spesso perfettamente adeguato e consente di risparmiare una fase del processo.

Dove vengono utilizzati i componenti A105

La specifica è adatta a tubazioni in acciaio al carbonio che trasportano fluidi non aggressivi a temperatura moderata, che coprono una quantità sorprendente di terreno industriale:

• Raccolta, lavorazione, collettori e skid testa pozzo di petrolio e gas
• Produzione di energia, compresi sistemi di vapore e acqua di alimentazione
• Impianti chimici e petrolchimici su linee in acciaio al carbonio senza corrosione aggressiva
• Distribuzione idrica, stazioni di pompaggio e reti antincendio
• Tubazioni industriali generali in cui un componente forgiato e saldabile è preferito a quello fuso

L'A105 è un acciaio al carbonio, quindi si corrode come tale. Negli ambienti costieri, marini o chimici necessita di un rivestimento, di un rivestimento o di una sostituzione con un grado inossidabile piuttosto che una specifica ottimistica.

A105 forgiato contro acciaio al carbonio fuso per i corpi valvola

Questo è il confronto che ricorre più spesso nella scelta della valvola. I corpi forgiati A105 sono tipicamente la risposta migliore per dimensioni più piccole e pressioni più elevate: la struttura lavorata conferisce spessore di parete costante, buona tenacità e superfici di tenuta affidabili, ed il corpo può essere reso compatto. I compromessi sono un limite dimensionale massimo e costi di lavorazione più elevati, poiché la forgiatura è più vicina a un blocco di materiale che a una forma finita.

L'acciaio al carbonio fuso come l'A216 WCB prende il sopravvento all'aumentare dei diametri. La fusione gestisce geometrie interne complesse, riduce gli sprechi di materiale e riduce notevolmente il costo per unità nelle dimensioni più grandi. Se la tua linea è un punto di isolamento DN300 su una rete idrica, una valvola a saracinesca in acciaio fuso è la scelta economica sensata.

Valvola a saracinesca flangiata in acciaio fuso Z41H-16C Per punti di isolamento più grandi come la rete idrica DN300, questa valvola a saracinesca in acciaio fuso offre servizio PN16–64 e attuazione manuale, a ingranaggi, elettrica o pneumatica. Visualizza il prodotto →

La regola pratica che offriamo ai clienti è semplice: adattare la costruzione del corpo alle dimensioni, alla classe di pressione e alle conseguenze del cedimento, non all'abitudine. Una specifica copiata da un vecchio progetto è una fonte comune di spesa eccessiva o di protezione insufficiente.

Valvola a farfalla flangiata in acciaio fuso D343H-16C Valvola a farfalla eccentrica a tre vie in acciaio fuso con tenuta elastica o metallica, funzionamento a 90 gradi e azionamento pneumatico o elettrico per la regolazione e l'isolamento dei fluidi industriali. Visualizza il prodotto →

Laddove il mezzo diventa corrosivo, nessuna delle due opzioni di acciaio al carbonio sopravvive indefinitamente e un grado inossidabile forgiato come A182 F304 o F316 diventa invece il punto di partenza.

Valvola a saracinesca flangiata in acciaio inossidabile Z41W-16P Per il servizio idrico flangiato in cui si preferisce la costruzione in acciaio inossidabile, questa valvola a saracinesca 304 copre DN15–600 e offre un design a cuneo flessibile con materiali selezionabili. Visualizza il prodotto →

Come A105 si trova tra i gradi vicini

Confondere A105 con A106 è probabilmente l'errore più comune che vediamo sui disegni e di solito emerge tardi, quando un raccordo è già stato ordinato in base al documento sbagliato. Per uno sguardo più attento alla famiglia degli acciai inossidabili forgiati, i nostri ingegneri hanno dedicato un articolo a parte Gradi dei materiali A182 e selezione delle valvole .

Verifica della qualità prima dell'acquisto

Un certificato è utile solo se può essere legato al metallo della cassa. Insistere su un rapporto di prova del mulino EN 10204 3.1, quindi verificare che il numero di colata sul rapporto corrisponda alla marcatura sul componente stesso, non solo all'etichetta sulla scatola. Confermare l'equivalente del carbonio nel caso in cui sarà coinvolta la saldatura, rivedere il risultato della durezza rispetto alle specifiche e ai requisiti del proprio progetto e chiedere se sulla forgiatura sono stati eseguiti esami non distruttivi come test con ultrasuoni o particelle magnetiche.

Anche i controlli dimensionali sono importanti: il rivestimento della flangia, la dima di foratura, la lunghezza da faccia a faccia e la forma della filettatura causano costose rilavorazioni quando sono sbagliati. Il nostro processo di qualità va dalla chimica in entrata fino ai test idrostatici e i documenti di supporto sono disponibili per la revisione nel nostro sezione certificazione .

Errori d'acquisto comuni

• Trattare A105 come una qualità di tubo e ordinare tubi in base ad esso
• Trascurare il suffisso N quando viene specificato il test di impatto o il servizio a bassa temperatura
• Accettare un rapporto di prova fotocopiato senza numero di colata riconducibile al pezzo
• Acquistare sosia tagliati o fusi dove era richiesta una vera e propria forgiatura
• Specificando gli impatti delle basse temperature sulle linee di servizio caldo e pagando per test di cui nessuno ha bisogno

Domande frequenti

ASTM A105 è uguale a A106?

Il numero A106 copre tubi in acciaio al carbonio senza saldatura, mentre A105 copre componenti di tubazioni forgiate come flange, raccordi e corpi valvola.

È possibile saldare l'A105?

SÌ. Si salda facilmente con preriscaldamento adeguato, materiali di consumo a basso contenuto di idrogeno e una procedura qualificata. Il controllo del carbonio equivalente e qualsiasi requisito di trattamento termico post-saldatura mantiene sana la zona interessata dal calore.

A105 è adatto al servizio a bassa temperatura?

Il suo limite inferiore abituale è intorno a -29 °C. Al di sotto di ciò, l'A350 LF2 o un A105N forgiato a prova di impatto è la scelta più difendibile.

A105N costa di più?

Di solito un po', perché la normalizzazione aggiunge un ciclo del forno e un tempo di test. Il premio è piccolo se paragonato al costo di un guasto legato alla tenacità.

ASTM A105 è un grado affidabile e ben compreso, ed è proprio per questo che viene specificato in modo così casuale. Leggi attentamente il titolo delle specifiche, decidi se la N è veramente necessaria, abbina la costruzione della carrozzeria al compito e verifica la documentazione rispetto alle parti. Fate queste quattro cose e il materiale farà tranquillamente il suo lavoro per decenni, che è esattamente ciò che dovrebbe fare un buon componente in acciaio al carbonio.