ASTM A105 Сталь: Руководство по свойствам, оценкам и выбору [2026]

Почти в любой установке трубопроводов давления, произведенной сегодня, сталь А105 является наиболее используемой спецификацией углеродистой стали для кованых фланцев, фитингов и клапанов. будь то на нефтеперерабатывающем заводе, перекачивающем горячий вакуумный остаток при 400С, или на химическом заводе, заливающем твердое коррозионное сырье, именно поковки А105 образуют важнейшие соединения, которые поддерживают герметичность и давление всей системы. Поскольку практически каждый нефтеперерабатывающий, химический завод и электростанция оснащены тысячами болтовых соединений А105 внутри трубопровода, крайне важно знать все об углеродистой стали А105, исходя из ее химического состава и механических характеристик, соответствующих номиналам температуры давления, нормализации требований и изменениям спецификаций, которые следует следить в 2026 году.

Что такое углеродистая сталь ASTM A105?

ASTM A105/A105 M - это спецификация, регулирующая требования к кованым компонентам трубопроводов из углеродистой стали для использования в системах давления при температуре окружающей среды и повышенной температуре. Эта спецификация для кованых компонентов трубопроводов из углеродистой стали включает фланцы, компоненты трубопроводного фитинга, клапаны и другие подобные компоненты трубопроводов для обслуживания до 538C (1000F).

Объем A105 охватывает кованые детали до 4540 кг (10 000 фунтов).Для поковок, превышающих этот вес, стандарт ASTM A266, указанный в том, что они предназначены для поковки из крупной углеродистой стали для применения в сосудах под давлением. Это важно на практике, что: фланцы с большим отверстием (обычно NPS24 и выше, класс 600+).

ASTM утвердил спецификацию A105 в 1926 году — это один из старейших промышленных стандартов для трубопроводных материалов, который до сих пор регулярно обновляется во всем мире. Текущая редакция A105/A105 M-26 была выпущена в феврале 2026 г. Эквивалент кода котла и сосуда под давлением ASME - SA-105 и представляет собой принятие спецификации ASTM с теми же требованиями к применению ASME.

Так, почему же мне должно быть не все равно?

Потому что A105, безусловно, является наиболее часто указываемым фитингом из углеродистой стали для системы трубопроводов. если инженер по трубопроводам пишет “CS в списке линий, то последующая спецификация фитинга и фланца почти всегда будет A105. Зная, чего действительно требует эта спецификация — и где она разрушается ”, жизненно важно для любого, кто выбирает материалы для трубопроводов.

Углеродистая сталь А105 или легированная сталь?

А105 является низкоуглеродистой сталью, а не легированной сталью. хотя он допускает Хром (макс.0,30), молибден (макс.0,12%) и ванадий (макс.0,08%) в следовых количествах, спецификация устанавливает максимально допустимую сумму Cu + Ni + Cr + Mo + V как 1,00%. Это остатки, а не добавки для получения конкретных свойств.Углеродистая сталь A105 классифицируется исключительно по содержанию углерода и марганца.

Для кованой легированная сталь (включая компоненты трубопроводов с хромомолибденовым двигателем для высокотемпературного водородного оборудования), см. спецификацию ковки марок ASTM A182F5, F9, F11, F22 и нержавеющей стали.

Это различие теперь важно, когда вы приобретаете: заказ ASTM A105 углеродистая сталь поковки дают вам компонент из углеродистой стали (с контролируемой прочностью остаточных элементов), а не легированный материал для обеспечения удельной коррозионной стойкости или высокотемпературных свойств.

А105 Химический состав и механические свойства

Химический состав стали А105 тщательно управляется, чтобы приобрести благоприятное сочетание прочности, свариваемости и обрабатываемости в поковок, используемых для трубопроводов. влияние каждого элемента — и как содержание углерода и марганца реагирует друг с другом объясняет, как некоторые мельницы постоянно производят превосходные поковки А105.

А105 Химический состав (% по массе)

Основные примечания к составу:

• Максимум 1.00% но включая Cu, Ni, V и Mo. Cu + Ni + Cr + Mo + V не может превышать 1.00% до макс.
• Cr + Mo не должен превышать 0.32%
• Правило компромисса C-Mn: 0.01% уменьшение C ниже 0.35% может привести к увеличению на 0.06% Mn выше 1.05% до максимума 1.65% Mn для компенсации В зависимости от конкретного применения время, затраченное на выполнение этих регулировок, может быть целесообразным, в то время как. мили все еще получают желаемую прочность, имея более низкий C, но способны улучшить свариваемость стали также.

Так во что же это переводится?

Углеродно-марганцевый баланс является одним из наиболее значительных влияний в качестве А105 Углерод строго вклад прочности и ставит под угрозу пластичность, ударопрочность, и способность сварки Марганец желательно установить прочность и ударную вязкость при сохранении способности сварки.

Мельницы, которые используют нижний конец углерода (0.20-0.25%) и относительно больше марганца (0.80-1.05%) достигают ковки с чрезвычайно лучшим ударным свойством, что важно отметить при чувствительности к хрупкому разрушению при нормализации ниже.

А105 Механические свойства

Примечание: Это минимумы.Реальные результаты испытаний на большинстве всех поковок A105 резко превосходят эти значения. Типичные сертификаты мельницы изображают предел прочности 75-85 фунтов на квадратный дюйм и предел текучести 40-50 фунтов на квадратный дюйм.

С минимумом предел прочности на разрыв из 485 МПа A105 находится между обычными конструкционными сталями и марками ковки сплавов.

Я видел А-106 с 0.40% Mn (за исключением того, что он был всего лишь 0.37%)... На их месте я бы избегал этого поставщика В США и Японии было обычной практикой придерживаться целевого показателя от 0.60% до 0.90% Mn.

Eng-Tips Forum

Так чему же нужно учиться?

Ваши MTR имеют очень большое значение, рассказывая вам о качестве поковки A105. Уровни марганца в сочетании с уровнями углерода на MTR обычно могут предсказать характеристики ударной вязкости данного A105 бесшовная труба из углеродистой стали или, возможно, сопутствующий набор кованой арматуры в той же системе труб.

Полный стандартный текст см ASTM A105/A105M на astm.org.

А105 Фланцы, фитинги и клапаны

Спецификация ковки для всего диапазона кованых компонентов трубопроводов из углеродистой стали - сталь А105 Обратите внимание, что фактические размеры изделий, номинальные значения давления и допуски контролируются отдельными стандартами ASME и MSS, соответственно 1 A105 является спецификацией только материала.

Общие формы продукции А105 включают:

• Фланец сварной шейкиunderpreferred при обслуживании при высоких температурах и высоком давлении из-за встроенной ступицы, позволяющей (а) устранить коэффициент концентрации напряжений вблизи сварного шва и (б) создать плавный переход индекса кольцевого напряжения
• Глухой фланец— прекращение действия, давление и соединение будущих ветвей
• Проскальзывание трубы (slipon flandle) для обслуживания низкого давления, простота для полевого смещения трубы (sisalignment) для обслуживания низкого давления
• Гнездовая сварка и резьбовой фланец для небольшого отверстия (обычно 2 дюйма или меньше в диаметре)
• Кованый локти, тройники, редукторы и муфты в соответствии с ASME B16.11
• Корпуса затвора, шара и обратного клапана согласно ASME B16.34

Классы давления А105 соответствуют ASME B16.5 (в случае фланцев) и ASME B16.34 (для клапанов): Класс 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500. Применимыми стандартами размеров являются ASME B16.5 (для фланцев труб и фланцевых фитингов), ASME B16.11 (для кованой арматуры, карманной сварки и резьбы) и MSS SP-97 (для цельноармированной кованой выходной арматуры).

Почему номинальное давление имеет значение для выбора материала? потому что рейтинги давления-температуры A105 определяют давление, которое фланец может принимать при указанной температуре. Выбор типа и класса фланца без сравнения номинальных значений давления-температуры с фактическими условиями эксплуатации является ошибкой спецификации, которая может поставить под угрозу безопасность или создать излишне тяжелую спецификацию.

A105 Номинальные значения температуры давления по ASME B16,34 (бар)

Распространенная ошибка, которую я хотел бы указать и выделить для других, получение на основе давления в линии только класса давления, без учета температуры Снижение является одной из наиболее распространенных проблем, которые могут быть встречены при закупке трубопроводов. Видите ли, фланец класса 300 может показаться избыточным для системы 30-Бар, мало ли вы поняли, что рабочая температура составляет 400 C в этом случае, что рейтинг класса 300 понижается до 28,3 бар. Результат? вам понадобится класс 600 вместо этого.

Поскольку фланцевые соединения требуют болтового соединения, оптимально шпилька болт спецификация заключается в том, что основные шпильки oneB7 с гайками 2H являются обычным сочетанием фланцев A105 при высокотемпературном обслуживании.

Полную методологию оценки давления и температуры можно найти на сайте Таблицы оценки клапанов и фланцев ASME B16.34.

A105 против A105N: когда нормализация имеет значение

А105Н обозначение А105 для нормализованной кузницы, Сформированный из участка материала А105 нагретого примерно до 890-950 С, (выше максимума для преобразования верхнего критического), удерживаемого в течение времени пропорционального толщине сечения затем охлажденного в спокойном воздухе, процесс нормализации дает тонкую, однородную структуру зерна, возможно, производя более жесткую микроструктуру.

Некоторая ковочная термическая обработка для А105 предусмотрена в ASTM A105, но конкретный тип не указан Нормализация, нормализация и отпуск, закалка и отпуск и даже отжиг, как правило, разрешены, при отсутствии обозначения, в сертификате ковки, “N” значение нормализации было выполнено.

Почему это различие стало критическим после 2012 года:

Примерно в 2012 году инженеры и инспекторы в отраслях, производящих сосуды под давлением и трубопроводы, начали регистрировать случаи увеличения количества фланцев из углеродистой стали (включая марку А105) с одного (или более) зарубежных заводов, где неожиданно ударная вязкость (включая другие механические свойства) оказалась крайне низкой, например, всего лишь 3 фута-фунта при +70F (+21C) (где на протяжении десятилетий она составляла 15-25 футов-фунтов), что увеличивало предполагаемый риск разрушения при проведении испытаний на удар. Исследование корня изменения показало свидетельства изменений в практике производства стали: понижение уровня марганца, добавление бора, ванадия и ниобия в качестве микролегирующих элементов (которые часто не включались в список MTR) и непоследовательные процедуры термообработки.

Полученные доказательства были настолько убедительными, что ASME Раздел VIII Раздел 1 Издание 2019 года, Кривая освобождения от ударных испытаний B была изменена на кривую освобождения от ударных испытаний A при выборе MDMT (минимальная расчетная температура металла) подковки A105 Это было по основным расчетным значениям расчетной температуры от -20F (-28C) до +18F (-8C), поэтому для любой расчетной температуры ниже этого значения, ударные испытания или нормализация требовались по коду 2019 года Технический бюллетень NCPWB от мая 2016 года и Информационный бюллетень ABSA IB16-018 оба документировали эту работу.

“До примерно 2012 года я бы согласился... Но поставки сырья изменились и практика ковки по всему миру изменилась примерно за это время, и экспериментальные данные довольно убедительны относительно того, насколько хрупкими могут быть эти фланцы.”

— член TGS4, механик

Когда необходимо указать A105N?

• Спецификация для технологических трубопроводов ASME B31.3 с расчетными температурами ниже +18F (-8C)
• Освобождение от ударных испытаний материалов трубопроводов из углеродистой стали, находящихся в эксплуатации, до 0F (-18C)
• Испытание на устойчивость к ударам при кислой эксплуатации согласно NACE MR0175/Funezav Gidakis, где требуется карта твердости
• Снижение риска хрупкого разрушения в критически важных для безопасности системах (клапаны ESD, продувочные системы)
• Любой проект, где спецификация собственника требует документально оформленной нормализации

Так что же изменилось? всегда было ложным отраслевым предположением, что кузнечный A105 всегда будет ‘хорошим’ для использования при самых умеренных температурах, затем развивались цепочки поставок и типы производства стали обычно менялись, поэтому результаты ударной вязкости были более низкими. Комбинация конструктивных факторов безопасности, чем кто-либо ожидал. Нормализация/термическая обработка является ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ для входных материалов A105 для многих критически важных применений в области безопасности в состоянии покоя, когда система трубопроводов содержит трубу класса B A106, фитинги и фланцы того же класса для входного материала A105 также должны быть нормализованы.

A105 против A106 против A350 LF2: правильный выбор спецификации углеродистой стали

Три основные спецификации, которые действительно имеют значение при поиске материалов для трубопроводов из углеродистой стали на типичном предприятии, заключаются в следующем: спецификация материала отмечает способ изготовления (например, была ли она нормализована, а не только термически обработана, использовался ли метод термической обработки с ударной струей и т. д.); публикуются спецификации размеров для желаемых минимальных и максимальных размеров; можно проверить размеры. Система трубопроводов одинакова. Труба: фитинги, труба или фланцы должны совпадать.

A105 против A106 Grade B против A350 LF2 — таблица спецификаций

В чем разница между сталью A36 и A105?

А36 - это спецификация стали и формы конструкции (ASTM A36) для балок, колонн, фасонки и других общих структурных целей. Основная причина Состав стали А36 спецификации нацелены на другие свойства, чем A105, более низкий минимальный выход (36ksi для обоих, но A36 не несет максимального предела растяжения) и отсутствие требуемого диапазона твердости, а также отсутствие форм продуктов с номинальным давлением (компоненты трубопроводов с номинальным давлением рассчитаны только на A105).A105 - это спецификация класса ковки только для компонентов трубопроводов.

Спецификация стали и таблица, которые широко рассматриваются как два противоположных конца одного спектра продукции. тем экономичнее Стальная пластина А36 может быть изготовлен во фланец с номинальным давлением, но деталь не будет распознаваться стандартами ASME B16.5 или ASME B16.34, не будет соответствовать необходимому потоку ковочного зерна и не будет иметь никакого обозначения температуры давления.

Для основных систем трубопроводов из углеродистой стали - A106 Grade B трубопроводная труба обычно согласовывается с кованой арматурой и фланцами A105. для систем трубопроводов с высокой температурой, A335 (труба из легированной стали) будет соответствовать поковкам A182. для криогеники, A333 Gr.6 трубы будет использоваться с поковками A350 LF2. шаблон продолжается, и принцип остается: правильная спецификация трубы должна быть согласована с правильной спецификацией ковки для услуги.

Другие ресурсы для основных трубопроводов из углеродистой стали: обсадные трубы и насосно-компрессорные трубы, бойлерные трубки, и труба углеродистой стали типы и спецификации. подробную разбивку материала A106 см. в разделе страница сравнения Servicesteel.org A106.

Международные эквиваленты для ASTM A105

Заграничный проект часто сталкивается с разными спецификациями одного и того же общего материала. Эта конкретная сравнительная диаграмма A105 определяет наиболее распространенные эквивалентные материалы (но “equival” необходимо уточнить, поскольку ни один стандарт двух стран не определяет параметры состава точно одинаково).

Что означают эти случаи эквивалентности? как эталон для получения правильного источника материала, но они также могут быть подводным камнем. Отработка эквивалента P245GH, где материал фактически превысил его в углероде на 50%, обеспечит материал, который, хотя технически эквивалентен или лучше для свариваемости и ударной вязкости на верхнем уровне, он больше не будет правильной прочностью. инженерный обзор для проверки вашей спецификации замены по-прежнему соответствует вашим потребностям в проектировании.

Подробную диаграмму эквивалентности см. в разделе страница эквивалентов Smalloys.com A105.

A105 в кислой службе и специальной среде

В факте впрыска H2S или других технологических условий, которые поддерживают образование кислого газа, соответствие спецификации материала должно соответствовать NACE MR0175, Нефтяная и природная газовая промышленность-Методы испытаний на совместимость для устойчивости стальных материалов к кислому газу, направляющая линия и стандартная спецификация для использования стальных материалов в средах H2S. Коррозионная стойкость является наиболее опасной, Сталь должна выдерживать сульфидное растрескивание под напряжением (SSC), тип водородного охрупчивания, которое в конечном итоге может привести к нежелательному хрупкому разрушению при нагрузках значительно ниже предела текучести.

Что требует NACE для углеродистой стали? максимальный общий диапазон твердости составляет 22 HRC (приблизительно 237 HBW).ASTM A105 может иметь диапазон твердости 137-197 HBW, что составляет около 15-22 HRC; на верхнем пределе A105 просто соответствует требованию NACE. Это точка принятия решения, где квалификация как “ соответствует спецификации” или “, подходящая для сервис”, может означать разницу между успехом и неудачей.

К числу кислых требований к обслуживанию А105 обычно относятся

• Твердость проверена на каждом изделиимаксимум 22 HRC (237 HBW), как того требует NACE MR0175
• Надлежащая документация по термообработке (предпочтительна нормализация)
• Квалификация PWHT (постсварная термообработка) для всех сварных соединений
• Окружающая документация, включая результаты испытаний на твердость отдельных деталей на ССО
• Сертификация материалов как ASTM A105, так и NACE MR0175

Ключом для покупателя является то, что “A105 до NACE MR0175” должны быть указаны в заказе на поставку как отдельный пункт. Это не другая сталь, процесс A105 просто требует дополнительных испытаний и документации для подтверждения пригодности для кислого обслуживания.

Можно ли использовать A105 в криогенных целях?

№ A105 не рассчитан на криогенную службу ниже -29C (-20F).В соответствии с пересмотренным кодом ASME 2019 года, подковка A105 без дополнительных испытаний на удар дополнительно ограничивается минимальной расчетной температурой металла +18F (-8C).Для низкотемпературных применений A350 LF2 (с оценкой -46C/-50F с обязательными испытаниями на удар по Шарпи V-образным надрезом) или A350 LF3 (с оценкой -101C/-150F) для истинного криогенного обслуживания.

Применения, связанные с обсадными трубами и трубками или Труба с покрытием FBE в арктических или морских условиях сталкиваются с одними и теми же низкотемпературными проблемами. Всегда проверяйте, соответствуют ли сопутствующие поковки расчетной температуре трубопроводной системы.

Поковки из углеродистой стали: что изменится в 2025-2026 годах

Рынок поковок углеродистой стали и его регулирующие стандарты развиваются таким образом, что напрямую влияют на практику закупок и спецификаций A105. Вот разработки, которые имеют значение для проектов, проектируемых и построенных в 2026 году.

Рост рынка: Мировой рынок поковок углеродистой стали растет примерно на 6,8% CAGR до 2033 года, что обусловлено инвестициями в энергетическую инфраструктуру и промышленным расширением в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Этот рост поддерживает постоянную доступность поставок компонентов A105, хотя стабильность качества по-прежнему вызывает обеспокоенность по поводу расширения производственных мощностей в регионах с менее устоявшимися традициями контроля качества.

Разработка стандартов: ASTM A105/A105M-26 был опубликован в феврале 2026 года — четвертая редакция за пять лет, сигнализирующая об активном участии комитета по стандартам. Такие темпы пересмотра необычны для спецификации, существующей почти 100 лет назад, и отражают реакцию отрасли на проблемы качества и прочности, документированные с 2012 года.

Тенденция нормализации: результаты хрупкого разрушения после 2012 года продолжают вынуждать поковки A105 к обязательной нормализации в отрасли. Хотя спецификация ASTM по-прежнему допускает термическую обработку в кованом виде, изменение кода 2019 года, одобренное ASME (переклассификация UCS-66 с кривой B на кривую A), уже сделало нормализацию практически обязательной для многих новых строительных проектов. Большинство значительных владельцев-операторов уже указывают A105N по умолчанию, независимо от минимума кода.

Состояние цепочки поставок: доступность ПВФ из углеродистой стали (труба, клапаны, фитинги) остается сильной до 2026 года, при этом компоненты стандартной спецификации A105 доступны на складе со сроком выполнения 1-2 недели для большинства распространенных размеров и классов давления. Нестандартные размеры, классы высокого давления (1500 и 2500), а компоненты, специфичные для A105N, могут занимать до 4-8 недель в зависимости от графика работы стана.

Часто задаваемые вопросы о стали А105

Чему эквивалентен материал А105?

Посмотреть Ответ

А105 примерно эквивалентен EN 10222-2 P245GH (Европа), JIS G3202 SFVC1 (Япония), и DIN 17200 C 22.8 (Германия).Податливость ASME - SA-105, который принял спецификации ASTM идентично. Некоторые другие свойства не включены сюда, но эти спецификации являются прямыми эквивалентностями. Пределы состава варьируются между стандартами, поэтому замены должны производиться на основе инженерного анализа полных таблиц химических и механических данных.

Чем А105Н отличается от А105 по термической обработке?

Посмотреть Ответ

А105N определяет нормализованную (лишний напряженный нагрев) пластину い нагретую до 890-950С и охлажденную в неподвижном воздухе. спецификация А105 требует термической обработки, но допускает любой процесс: нормализация, нормализация и отпуск, закалка и отпуск, или отжиг. Буквенный суффикс “N” гарантирует конкретный процесс, который уменьшает размер зерна и повышает ударную вязкость. благодаря изменениям кода 2019 года, A105N стал ведущей спецификацией для всех применений критического давления, хорошо зарекомендовав себя как смягчение против документально подтвержденного изменения ударной вязкости в покованных поковках.

Какие методы ковки используются для А105?

Посмотреть Ответ

Поковки А105 создаются методом ковки с закрытым штампом (впечатлением), ковки с открытым штампом или высадки в зависимости от компонента. Фланцы обычно производятся методами кольцевой прокатки или закрытого штампа. Фитинги обычно производятся путем ковки с закрытым штампом. В целом, в практике ковки используются значительные улучшения в направлении потока зерна по сравнению с отливками или механической обработкой из стержня.

Как коррозионная стойкость А105 соотносится с нержавеющей сталью?

Посмотреть Ответ

А105 является углеродистой сталью с очень низким остаточным содержанием хрома, поэтому он производит очень низкую коррозионную стойкость. быстро ржавеет в атмосфере воздействия и быстро корродирует в большинстве водных сред без защитных покрытий или катодной защиты; поковки из нержавеющей стали (А182 F304/F316) содержат 16-18% хрома и производят пассивную оксидную пленку с превосходной стойкостью к коррозии.А105 обычно выбирается из способности производить требуемую прочность и экономичность по сравнению с коррозионными припусками или защитными покрытиями на компонентах системы.

Какие процедуры тестирования и контроля качества необходимы для продуктов A105?

Посмотреть Ответ

ASTM A105 требует испытаний на растяжение (1 на нагрев), испытаний на твердость по Бринеллю и химического анализа (тепловой анализ, анализ продукта, если требуется). Дополнительные специальные требования, которые могут быть добавлены, включают испытания на удар по V-образному надрезу по Шарпи (S1), исследование проникающей жидкости (S6) и исследование магнитных частиц. Покупатели критически важных услуг обычно добавляют экспертизу 100% UT в соответствии с SA-388, тестирование на твердость отдельных деталей и идентификацию положительного материала (PMI) в пункте получения. В приложениях кислотных услуг также указывается картирование твердости согласно NACE MR0175.

А105 - убитая углеродистая сталь?

Посмотреть Ответ

Да. ASTM A105 предусматривает, что сталь должна быть полностью убита, т.е. раскислена кремнием (0,10-0,35%) и/или алюминием в процессе производства стали. Это удаляет растворенный кислород и создает прочную, однородную ковку без газовой пористости.

Как A105 экономит затраты по сравнению с альтернативами сплавов?

Посмотреть Ответ

По сравнению с поковками из легированной стали эквивалентного размера/класса A182 (F11,F22), поковки из стали ASTM A105 эквивалентного размера/класса стоят в целом примерно на 40-50% дешевле, а стоимость эквивалентной нержавеющей стали A182 (F304, F316) поковки примерно на 70-80% выше. Это связано с более низкой стоимостью сырья, используемого в производстве, а также с тем, что все производители способны производить поковки A105. до тех пор, пока условия эксплуатации позволяют температуру ниже 425°C, технологические среды, не связанные с коррозией или криогенным обслуживанием 105, обеспечат необходимые механические свойства при наименьших затратах.