배관 사양에 탄소강 플랜지가 필요한 경우 재료 라인은 거의 항상 ASTM A105로 표시됩니다. 이는 플랜지, 밸브 및 기타 압력 함유 부품에 대한 기본 단조 탄소강 등급이며 석유 및 가스, 화학, 전력 및 일반 공정 배관 전반에 걸쳐 나타납니다. 그 이유는 간단합니다. A105는 비교할 수 없는 가격으로 강도, 연성 및 가공성의 신뢰할 수 있는 조합을 제공하기 때문입니다. 잊기 쉬운 점은 'A105'가 완전 구매 사양이 아니라는 점이다. 여전히 압력 등급, 면 유형, 치수 표준 및 문서 요구 사항을 선택해야 합니다. 이 가이드에서는 등급이 실제로 무엇을 보장하는지, 등급의 한계는 어디인지, 플랜지 주문이 작업 현장에 도달하기 전에 확인해야 할 사항을 설명합니다.
ASTM A105 단조 탄소강이란 무엇입니까?
ASTM A105는 압력 시스템의 상온 및 고온 서비스용 단조 탄소강 배관 부품에 대한 사양입니다. 주조등급도 아니고 구조용 판등급도 아닙니다. 이는 열간 단조로 성형한 후 최종 치수로 가공되는 단조품(플랜지, 피팅 및 밸브 본체)을 다룹니다. 재료가 단조되어 있기 때문에 입자 흐름이 구성 요소의 모양을 따르므로 플레이트나 막대에서 단순히 절단한 부품보다 플랜지에 충격과 피로에 대한 저항력이 더 좋습니다.
이것은 또한 대부분의 카탈로그 뒤에 있는 등급입니다. A105 탄소강 플랜지 용접 넥 및 슬립온 스타일부터 블라인드 및 소켓 용접 유형에 이르기까지 플랜트 건설에 사용됩니다. 시스템에 정수압 테스트를 거쳐 코드 스탬프가 찍히고 압력 서비스를 신뢰할 수 있는 플랜지가 필요한 경우 A105가 일반적인 시작점입니다.
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A105의 화학적 성질은 강철을 단조 및 용접 가능하게 유지하면서 높은 온도에서도 예측이 가능하도록 엄격하게 제어됩니다.
| 요소 | 중량% |
|---|---|
| 탄소 | 최대 0.35 |
| 망간 | 0.60~1.05 |
| 인 | 최대 0.035 |
| 유황 | 최대 0.040 |
| 실리콘 | 0.10~0.35 |
| 구리 | 최대 0.40 |
| 니켈 | 최대 0.40 |
| 크롬 | 최대 0.30 |
| 몰리브덴 | 최대 0.12 |
| 바나듐 | 최대 0.08 |
기계적 성질
A105 단조품은 최소 인장 및 경도 요구 사항을 충족해야 합니다. 이 수치는 합금강 표준에 따르면 눈에 띄는 것은 아니지만 대부분의 탄소강 배관 서비스에 적합합니다.
| 재산 | 가치 |
|---|---|
| 인장강도 | 485MPa(70ksi) 분 |
| 항복 강도 | 250MPa(36ksi) 분 |
| 50mm 단위의 신장 | 최소 22% |
| 면적 감소 | 최소 30% |
| 브리넬 경도 | 최대 187HBW |
실제 한계는 온도입니다. A105의 플랜지 조인트는 일반적으로 약 -29°C(-20°F) 에 538°C(1000°F) . 그 이상에서는 탄소강이 빠르게 강도를 잃으므로 사양 결정은 스테인리스 또는 합금 등급으로 옮겨가야 합니다.
표준 및 압력-온도 등급
재료 등급은 플랜지의 재질을 정의합니다. 표준은 형상, 공차 및 등급을 정의합니다. 대부분의 A105 플랜지는 클래스 150에서 2500까지 NPS 1/2에서 NPS 24까지의 파이프 플랜지를 다루는 ASME B16.5에 따라 제조됩니다. 더 큰 크기는 ASME B16.47에 속합니다. 북미 이외의 프로젝트의 경우 구매자가 ASTM 재료를 지정할 때 A105 재료는 EN 1092-1, JIS B2220, GB 또는 DIN 치수 표준에 따른 플랜지를 만드는 데에도 사용됩니다.
A105에 대한 ASME B16.5 등급 그룹
ASME B16.5 압력-온도 표에서 A105는 아래에 나열되어 있습니다. 그룹 1.1 . 공정 배관에 사용되는 대부분의 탄소강 플랜지는 이 그룹에 속하며, 설계 검토 시 기둥 검사관이 가장 먼저 확인하는 항목입니다.
온도에서의 작동 압력
압력 등급은 결코 단일 숫자가 아닙니다. 허용 작동 압력은 온도가 상승함에 따라 꾸준히 떨어지므로 "클래스 300" 태그가 붙은 플랜지는 사용 온도가 허용하는 만큼만 강합니다.
| 온도(°F) | 클래스 150(psig) | 클래스 300(psig) | 클래스 600(psig) |
|---|---|---|---|
| 100 | 285 | 740 | 1480 |
| 400 | 200 | 635 | 1265 |
| 600 | 140 | 550 | 1095 |
| 800 | 80 | 345 | 690 |
| 1000 | 20 | 85 | 170 |
이 숫자는 실제 설계 결정을 설명합니다. 클래스 150 A105 플랜지는 주변 온도의 냉각수 시스템에 전적으로 적합하지만 600°F 증기 라인의 경우 허용 가능한 마진을 유지하려면 일반적으로 클래스 300 이상이 필요합니다. 특정 파이프 크기에 대한 클래스를 비교하는 경우 ANSI 압력 등급 선택 가이드 절충안을 더 자세히 다룹니다.
일반적인 A105 플랜지 유형
A105는 기하학이 아닌 재료입니다. 모든 일반적인 플랜지 유형을 만드는 데 동일한 단조 사양이 사용되며 올바른 선택은 파이프 크기, 압력, 반복 하중 및 조인트를 열어야 하는 빈도에 따라 달라집니다. 각 형상에는 고유한 용접, 정렬 및 비용 프로필이 있으며 가장 일반적인 세 가지 스타일 간의 차이점은 다음에서 다룹니다. 웰드넥, 슬립온, 블라인드 플랜지 비교 .
용접 넥 플랜지
웰드 넥 플랜지는 파이프에 맞대기 용접되어 연결부에 굽힘 응력이 추가되지 않고 완전한 강도의 조인트를 생성합니다. 테이퍼형 허브는 플랜지 링에서 파이프로 응력을 원활하게 분산시켜 고압, 고온, 주기적 또는 진동 서비스에 선호되는 유형입니다.
슬립온 및 소켓 용접 플랜지
슬립온 플랜지는 파이프 외부에 맞으며 전면과 후면 모두에 필렛 용접됩니다. 용접 넥 플랜지보다 배치가 쉽고 설치 비용이 저렴하므로 저압 및 중압 배관에 일반적으로 사용됩니다. 소구경 라인의 경우 소켓 용접 플랜지는 카운터보어에 삽입된 파이프와 유사한 역할을 수행합니다. 저압수 및 유틸리티 서비스에서, 클래스 150 슬립온 플랜지 가장 경제적인 옵션 중 하나입니다.
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블라인드 플랜지는 라인, 용기 노즐 또는 밸브 끝을 차단하는 데 사용됩니다. 전체 내부 압력이 평판에 작용하기 때문에 해당 클래스의 블라인드 플랜지는 일반적으로 유사한 보어 플랜지보다 두껍습니다. 라인을 다시 열 수 있는 옵션을 사용하여 격리해야 할 때마다 올바른 선택입니다.
랩 조인트 및 나사식 플랜지
랩 조인트 플랜지는 스터브 끝 뒤에 위치하므로 플랜지가 회전하여 볼트 정렬이 용이하고 분해가 간단해집니다. 배관을 자주 정렬해야 하거나 공간이 좁은 곳에 유용합니다. 나사식 플랜지는 현재 주로 소구경, 저압, 비용접 연결부로 제한되지만 여전히 틈새 응용 분야를 위해 A105에서 생산됩니다.
A105 대 A36 vs Q235B: 동등한 것으로 간주되는 것
특히 비표준 제작의 경우 대체품이 시장에 나타나므로 어떤 재료가 동일하지 않은지 아는 것이 좋습니다. 는 탄소강 플랜지 유형, 용도 및 재료 가이드 탄소강이 배관 시스템에 적합한 위치를 설명합니다. 아래 비교에서는 가장 흔히 혼동되는 세 가지 등급을 다루고 있습니다.
A105 vs A36
A36은 판, 막대 및 모양으로 판매되는 구조용 탄소강입니다. 압력등급 단조사양이 아닙니다. A36 판으로 가공된 플랜지는 유사한 실온 항복 강도를 나타낼 수 있지만 ASTM A105에서 요구하는 제어된 단조 공정, 열처리 요구 사항 및 재료 추적성이 부족합니다. 코드 스탬프가 찍힌 압력 서비스의 경우 A36은 동일하지 않으며 대체할 수 없습니다.
A105 대 Q235B
Q235B는 저가형 플랜지 공급에 가끔 등장하는 중국 구조용 탄소강이다. 이는 비압력 구조 부품에 작동하지만 플랜지 압력 서비스용으로 설계되거나 테스트되지 않았습니다. ASME B16.5 등급표는 A105와 같은 그룹 1.1 재료를 가정합니다. Q235B 플랜지는 해당 테이블에 정의된 위치가 없습니다. 압력 경계에서 이를 사용하는 것은 플랜지 자체뿐만 아니라 전체 조인트에 위험합니다.
A105 대 스테인레스 스틸 플랜지
A105의 모든 장점에도 불구하고 여전히 탄소강입니다. 보호하지 않고 방치하면 녹이 슬고 부식성이 강한 매체, 염화물이 풍부한 환경 또는 매우 낮은 온도 서비스에는 올바른 선택이 아닙니다. 이러한 조건으로 인해 사양은 F304 또는 F316과 같은 스테인리스 등급으로 밀려나며, 이는 자체 압력 등급을 가지며 훨씬 더 많은 비용이 듭니다. 재료 선택은 플랜지 가격이 아니라 유체에 따라 결정되어야 합니다.
A105 플랜지를 주문하기 전에 확인해야 할 사항
잘못된 플랜지의 실제 비용은 플랜지 자체가 아닙니다. 멈추는 라인, 누출되는 개스킷 또는 실패한 수압 테스트입니다. 다음 점검은 이러한 위험을 낮게 유지합니다.
- 재료 인증서 및 추적성. EN 10204 3.1 인증서 또는 각 열 수치를 실제 납품된 단조품과 연결하는 밀 테스트 보고서가 필요합니다.
- 마킹. 플랜지에는 MSS SP-25에 따른 제조업체 식별 정보, 재료 등급(ASTM A105), 압력 등급, 크기 및 열 코드가 표시되어야 합니다.
- 얼굴 유형 및 마무리. 올려진 얼굴이 기본값입니다. 표준 개스킷의 경우 톱니 모양 마감이 125~250μin AARH 범위에 있는지 확인하고 주철 장비의 경우 평면을 지정하고 링 조인트 서비스의 경우 RTJ를 지정합니다.
- 저온 인성. -20°F 미만에서 서비스를 제공하려면 정규화된 A105(A105N) 또는 ASTM A961에 따른 샤르피 충격 테스트를 지정하십시오.
- 차원 검증. ASME B16.5 공차를 기준으로 내경, 외경, 두께, 볼트 원 및 면을 확인합니다. 단 몇 밀리미터만 벗어나도 현장에서 볼트 정렬 문제가 발생합니다.
- 보충 테스트. 플랜지가 임계 또는 고압 서비스에 들어갈 때 정수압, PMI, 초음파 또는 자분 입자 검사를 지정할 수 있습니다.
- 보관 및 코팅. 탄소강 플랜지는 습한 환경에서 빠르게 녹슬기 때문에 코팅, 나사산 보호 및 포장 방법이 계획된 보관 기간과 일치해야 합니다.
표준 카탈로그는 수요의 큰 부분을 커버하지만 프로젝트는 여전히 재고 항목과 일치하지 않는 특이한 보어, 맞춤형 페이싱 또는 치수로 끝납니다. 유연한 생산을 갖춘 단조 기반 제조업체가 이러한 경우를 처리할 수 있습니다. 우리의 비표준 단조 플랜지 카탈로그 형상이 선에 맞지 않을 경우 고객 도면에 작성됩니다.
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ASTM A105는 압력 서비스 분야의 탄소강 플랜지에 대한 가장 실용적이고 비용 효율적인 출발점으로 남아 있습니다. 단조가 잘되고 쉽게 용접되며 압력-온도 동작은 엔지니어와 검사관이 이미 신뢰하는 ASME B16.5 등급 표에 문서화되어 있습니다. A105를 약칭이 아닌 전체 사양의 일부로 취급하십시오. 압력 등급을 서비스 온도에 맞추고, 올바른 플랜지 유형과 표면 마감을 선택하고, 재료 인증서를 요구하고, 마킹을 확인하십시오. 이러한 세부 사항이 적용되면 탄소강 플랜지 조인트는 도면에 표시된 대로 정확하게 작동합니다.
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