Stal ASTM A-105

ASME standard B16.5 potwierdza uzywanie stali wg specyfikacji ASTM A 105 do temperatury 850 F (454 C) max. (Ja osobiscie w oparciu o moje doswiadczenie nigdy nie przekarczam przy konstruowaniu temp. 750F (400 C).
Zwroc rowniez uwage na obnizanie cisnienia na jakie narazony jest kolnierz klasy 150 (150#) wykonany ze stali A 105 przy podwyzszaniu temperatury.
Temperatura (oC) max dopuszczalnie cisnienie robocze (bar)
38 19.6 50 19.2 100 17.7 150 15.8 200 13.8 250 12.1 300 10.2 325 9.3 350 8.4
...........
Pozdrawiam
Alec

Dnia Thu, 09 Aug 2007 09:33:13 -0700, Alec napisał(a):
Dzięki bardzo. Ja jeszcze wyszukałem w ASME Sec II Tabelę Y w której są parametry materiałów w zalezności od temperatury.
Pamiętam o tym.
Jeszcze raz dzięki i pozdrawiam,

To przede wszystkim zależy od przepisów pod które te kołnierze będą. A może lepiej bedzie poszukać gotowych B16.5? Konrad

KA naskrobał(a):
Przyznam, że nie rozumiem twojego toku rozumowania. Mam materiał o parametrach zmiennych w funkcji temperaturu. I po prostu liczę czy element konstrukcji o założonych wymiarach geometrycznych jest odpowiedni dla danych (skrajnych) warunków pracy (ciśnienie i tempertura).
To właśnie mają być te gotowe kołnierze. Ja jako projektant określiłem materiał który powinien być zastosowany, dział zaopatrzenia dał mi info co mogą kupić a co nie. No i teraz musze sprawdzić czy to co oni zaproponowali jest OK. Jeżeli tak to się nie bedę upierał przy pierwotnym rozwiązaniu.
W każdym razie poradziłem sobie. Jak już napisałem wcześniej znalazłem tabelę w ASME II odnośnie zmiany parametrów materiałów ze zmianą temperatury. Ponadto w kołnierzowej PN-EN 1759 jest podział materiałów na klasy i taka fajna tabelka jakie jest ciśnienie PS przy jakiej temperaturze TS z podziałem na klasy materiałów. A105 to klasa 1.1 która może być stosowana do temp 538 degC przy ciśnieniu dopuszczalnym 1,4 bar w klasie ciśnieniowej ANSI 150. Wcześniej stosowałem tą tabelkę PS/TS troszeczkę w oderwaniu od tej materiałowej, ale teraz już mi się wszystko poukładało. Teraz pozostaje wymyślenie wyjasnienia dla inspektora dlaczego posługuję się PN-EN 1759 gdy mam kołnierze wg ANSI B16.5. Tłumaczenie, że ta PN-EN to odpowiednik B16.5, a mi jest wygodniej operować milimetrami niż calami chyba nie przejdzie :)
Pozdrawiam,

W każdych przepisach ich twórcy założyli sobie minimalny współczynnik bezpieczeństwa. Raz to jest 10, raz 6, raz 4, raz 1.1. Jeśli będziesz robił coś co ma odpowiadać warunkom A, ale będziesz to projektował według warunków B, to może okazać się że dałeś 200% zapasu wytrzymałości tam, gdzie jest wymagane 500%. I wszystkie Twoje kołnierze pójdą na smietnik, a budżet i termin oddania instalacji odleci w kosmos. Inzynieria to nie tylko matematyka!
Tutaj to ja. To ja nie rozumiem Twojego toku rozumowania. Albo się konsekwentnie trzymasz jednej linii obrony, albo (tak jak widzę próbujesz)- tworzysz. Twórcą można być, ale jak nie masz jasnej wizji swojego dzieła- to lepiej zejdź na ziemię. Pierwsze pytanie w każdym projekcie to jakie warunki ma spełniać urządzenie/instalacja. Dopóki nie masz jasności- to szkoda prądu na dalszą robotę. Konrad

Konrad cie dobrze naprowadza. ASME B16.5 okresla dokladnie zastosowanie i uzycie wylacznie kolnierzy orazspadek wytrzymalosci przy podwyszaniu temperatury.
ASME Section II D natomiast traktuje Grade 105 ogolnie, niekoniecznie dla produkcji kolnierzy. Przeciez z tego materialu wykonywuje sie mase innych kutych bezkolnierzowych "forged products" (olets, zawory itd) o zupelmie innych "pressure-temperature rating" parametrach niz kolnierze.
Alec

Alec naskrobał(a):
Wiem. Tego dotyczył mój poprzedni nieco pogmatywany wywód. Tak, tak. Rozumiem. Ale gdyby w ASME Sec II D było wyraźnie napisane, że A105 do podwyższonych temperatur się nie nadaje to bym ja kompletnie wykluczył z mojego zastosowania. I to było by bez różnicy czy to jest kołnierz czy coś innego. Skoro wg ASME II materiał A 105 nadaje się do stosowania w podwyższonej temperaturze to w normie kołnierzowej sprawdziłem jakie warunki muszą być spełnione (czyli jakie jest maksymalne dopuszczalne ciśnienie w założonej temperaturze i czy to ciśnienie nie jest czasem niższe od roboczego) aby zastosować kołnierze z A105.

KA naskrobał(a):
Ponieważ trochę zagmatwałem to opowiem historię od zamego początku.
Mam projekt aparatu ciśnieniowego o ciśnieniu roboczym 5bar i temperaturze 300degC. Ponieważ w przyszłości będę robił podobne aparaty (ta sama średnica, różna długość) ale na różne ciśnienie robocze to stwierdziłem, że teraz zrobię projekt bazowy który chcę certyfikować na CE w module H1 (produkcj seryjna). Założenie tego projektu jest następujące: ciśnienie projektowe maksymalne dla klasy ciśnieniowej 150# czyli 20bar, temperatura projektowa 300degC. Zaplanowałem sobie, że całość zostanie wykonana z P355NH/QH czyli materiałów które mogą być stosowane w temperaturze 300degC bez problemów i dla których są określone Re w temp podwyższonej. Ale...
Zaopatrzenie dało mi znać, że mogą kupić kołnierze z A105. I tu zaczyna się historia z materiałem i normami. Nie mam dużego doświadczenia ze stalami ASME. Dlatego zaczałem szukać informacji co to za stal, czy nadaje się na 300degC i jakie ma Re/Rm w podwyższonej temperaturze. W ASME Sec II znalazłem tabelę w której pokazane jest jak się zmienia Re w zależności od temperatury. I wszystko jest OK. Ale...
Projektuję wg PN-EN 13445. Na tyle na ile się orientuję to wg tych przepisów nie ma konieczności "liczenia" kołnierzy jeżeli są one brane z norm (nie pamiętam w jakim to rozdziale, ale taki punkt rzucił mi się kiedyś w oczy). Z doswiadczenia wiem, że w B16.5 jest tabela określająca maksymalne dopuszczalne ciśnienie jakiemu może zostać poddany kołnierz przy danej temperaturze i danej klasie materiałowej. Dlatego spojrzałem sobie w odpowiednią tabelkę i wyszło mi, że dla A105 (grupa 1.1) moje pierwotne 20bar muszę zredukować do 10,2bar. I na tyle teraz projektuję cały aparat. Nie przeszkadza mi to w niczym. Takie jest teraz założenie dla całej serii aparatów 150#/300C/A105. Gdybym miał inny materiał to to ciśnienie było by inne (9,7bar dla materiałów z grupy 2.3).
Aha...
Jeszcze wyjaśnienie odnośnie PN-EN 1759 i ASME B16.5. Wygodniej mi jest korzystać z PN. Dla mnie jest bardziej przejżysta, no i wszystko jest w milimetrach :) W 1759 są 2 tabele (Tabela 3a i 3b) w których wypisane są materiały z których powinno wykonywać się kołnierze. Jedna jest dla materiałów ASME, druga dla EN. Dodatkowo materiały są podzielone na grupy. W 1759 jest rózwnież kilka tabel (Tabele 16 - 22) w których do różnych grup materiałowych i danych zakresów temperaturowych przypisane są maksymalne ciśnienia jakiemu może zostać poddany kołonierz. I tutaj również jest podział na materiały ASME i EN. Napisałem, że te tabele stosowałem kiedyś w oderwaniu od tabel materiałowych (3a i 3b). Wynikało to jedynie z tego, że w Tabeli 3a (ASME) grupy materiałowe są nazwane 1.1, 1.2, itd. tak jak w systemie ISO 15608. Natomiast w Tabeli 3b (EN) grupy są nazwane 1E1, 1E2. Kiedyś nie zauważałem tej różnicy i z tabel 16-22 korzystałem na zasadzie "mam materiał P355NH czyli 1.2 wg ISO i w tabeli ciśnienie/materiał/temperatura szukam materiałów 1.2". Teraz już wiem, że P355NH to jest grupa 8E3 i nie jest to to samo co 1.2 w PN-EN 1759.
Myślę, że to wszystko w kwesti wyjasnień :)
Konrad. Jak przebrnąłeś przez to wszystko i zrozumiałeś to co napisałem to znaczy, że wiszę tobie browca :) Chociaż... i tak go wiszę za to ile razy odpowiedziałeś na moje pytania. Jeżeli coś w moim jest niejasne i masz chęc na kontynuowanie dyskusji to pisz. Ja akurat się urlopuję i mam siły na odpisywanie.
Pozdrawiam,

Nic mi nie wisisz, pisanie na grupach dyskusyjnych nie ma nic wspólnego z wiszeniem komuś czegoś. Ja nie używam na codzień 13445, więc na pamięć jej nie znam, ani nie chce mi się szukać, ale czy jesteś pewien, że 13445 zwalnia z obliczeń kołnierze które są certyfikowane na zgodność z DOWOLNĄ normą, czy tylko ZHARMONIZOWANĄ? Róznica jest taka, jak płynąć galerą pod pokładem i na pokładzie :-) Żeby CEN zharmonizował B16.5, to Bush musiałby podbić Europę chyba...
Konrad
PS nie bierz tego personalnie, ale opieranie się w projektowaniu na "gdzieś chyba widziałem ale nie pamiętam dokładnie" może prowadzić do szerokiego zakresu zjawisk. Od zbudowania drogiego, niezniszczalnego i nikomu niepotrzebnego szmelcu, do spektakularnej katastrofy i wystąpienia w TV w roli tego typa, co twarz zasłania jak go wsadzają do radiowozu.

KA naskrobał(a):
Spotkałem się jeszcze z czymś takim jak "uznany standard". Ale muszę sprawdzić czy 13445 na 100% się tym posługuje.
Wystarczy jak podbiją Belgię (dla niewtajemniczonych siedzibę CEN :)
Nie biorę. Tylko to jest tak duży zakres wiedzy, że czasami trudno zapamietać gdzie coś się widziało... Gdy mam takie wątpliwości to po prostu biorę papiery i szukam. Z przyczyn oczywistych nie mam ich teraz przy sobie (na szczęście :) więc nie mogę się podeprzeć w dyskusji odpowiednim punktem z normy.
Pozdrawiam,

Prawda. Dodam tylko parę słów, jak ja to widzę.
A105 podaje minimalne akceptowalne parametry materiału i jest potrzebna w zasadzie dla wytwórcy kołnierza, a nie dla konstruktora urządzenia ciśnieniowego.
IID podaje max. akceptowalne dopuszczalne naprężenia w projektowanej strukturze z uwzględnieniem (nie podanych!) współczynników bezpieczeństwa. Te max. allowable stress values sekcje konstrukcyjne mogą ale nie muszą używać w kryteriach wytrzymałościowych. Nie powinno się w żadnym razie wybiórczo używać informacji z IID do innych przepisów. IID i np VIII-1 to jest komplet i jedno bez drugiego nie ma sensu.
B16.5 podaje wymiary i rating kołnierzy w zależności od klas ciśnieniowych i grup materiałowych, ale nie określa zastosowania tych kołnierzy. B16.5 to nie jest kod wykonawczy, nie mozna użyć kołnierza w konkretnej aplikacji wyłącznie na podstawie ratingu z B16.5.
Tak więc, żeby poprawnie dobrać kołnierz normowy, tak czy siak trzeba użyć go zgodnie z wymaganiami jakichś przepisów wykonawczych, np B31.something albo BPVC. A że co kraj to obyczaj- to lokalne regulacje sytuację często pięknie komplikują.
Konrad

Nie będę się zakładał, ale gdybym miał stawiać, to raczej na zharmonizowaną. Dlatego, że w różnych normach przyjmuje się różne współczynniki bezpieczeństwa, a twórcy 13445 raczej na taką dowolność by się nie godzili. Ale być może mnie zaskoczysz...
Konrad
PS i upewnij się, czy posługujesz się aktualnym wydaniem normy. Ona wciąż jest mocno "under construction" i można się naciąć! PS2 "uznany standard" trzebaby dogadać najpierw z inspektorem, bo jego przekonania mogą się od Twoich różnić.

Serwus Konradzie.
Long time no see!
Jestem nieco starszym wiekiem inzynierem i pamietam, ze kiedys A 105 dzielilo sie na dwie kategorie: Grade 1 and Grade 2. Czasami mozna jeszcze spotkac w literaturze, a zwlaszcza w pamflletach firmy Crane echa tego podzialu. Z biegiem czasu A 105 zostalo "przerobione" w inne specifikacje, a mianowicie A 181 - odkuwki do przeznaczenia ogolnego (nalezy uwazac na ten material gdy jest ofiarowany dla konstrukcji przemyslowych), ja go zaliczam do grupy stali "sztachetowych", A 105 oraz A 266.
Zwroc uwage na tytul specyfikacji A 105 " Carbon steel Forgings for _Piping Applications_" Za zalozenia jest to odkowka przeznaczona wylacznie dla ruroziagow. Specyfikacja A 266 jest wlasciwem materialem dla komponentow zbiornikow cisnieniowych " Stell Forgings for Pressure Vessels components".
Spro moich mlodych ninzynierow nawet nie wiedziala o istmieniu A 266.
Sprawa polega na tym. ze okuwka kolnierza wg A 105 nie podlega obrobce cieplnej, jezeli wymiar jest pinzej 4" (100 mm) i klasa ponizej 300 #. Czyli dopiero kolnierz o wymiarze 6" i wyzej i jednoczesnie klasy 600# min. bedzie wg tej normy poddany obrobce normalizacyjnej.
Z drugiej zas strony odkowki wg A 266 sa zawsze normalizowane. dlatego zapewne mozna spotkac w zalozeniach klientow ze Stanow czy Kanady zadania dostarczania odkowek wg A 105 jako A 105N (normalizowanych)
Pozdrawiam
Alec

Alec naskrobał(a):
Czy możesz wyjaśnić dlaczego odkówki do zastosowań "rurociągowych" nie są poddawane obróbce normalizacyjnej, a na zbiorniki są?
Pozdrawiam,

Sprawa jest bardziej zagmatwana niz wydaje sie z pozoru. Otoz kolnierze specyfikacji A 105 przeznaczonej na rurociagi sa stale uzywane przy projektowaniu i konstruowaniu zbiornikow cisnieniowych, wymiennikow cieplnych oraz pomp i kompesowych stacji. Dopiero gdy waga odkowki jest duza przekraczajaca 5 tysiecy kg, wtenczas konstruktor jest zobowiazany uzywac normalizowany material wg A 266.
Pisze w tej chwili z pamieci z domowego komputera (poprzedni posting poslalem z biura, gdzie mialem pod reka kopie ASME IIA).
Jezeli masz dostep do ASTM A 105 lub ASME SA-105 (Section IIA) mowa o tej wadze 5 tysiecznej znajduje sie na samym poczatku specyfikacji we wstepie. Decyzja o wprowadzenie specyfikacji A 105 do konstruowania zbiornikow cisnieniowych zostala zaakceptowana przez podkomitet materialowy ASME przed laty..
Skad wynika zroznicowanie w specyfikjacjach na temat normalizowania lub nienormalizowania materialow. Otoz w komisjach technicznych ASME czy API zasiadaja przedatwiciele wytworcow oraz odbiorcow.
Nie brak wiec tam polityki i lobby reprezentatow dwoch stron. Przeciwnicy normalizowania opierajac sie na dannych wlasciowosci technicznych oraz grubosci materialow udawadniali, ze odkowka przejdzie badania wytrzymalosci na udarnosc jezeli grubosc kolnierza nie przekroczy okreslonej wartosci (stad w specyfikacji A 105 nie wymaga sie normalizowania ponize Clasy 300 i NPS 4) oraz, ze proces odkowania odbywa sie "na goraco" co rowniez wg nich wplywa na jakosc materialu w porownaniu z odkuwaniem "na zimno".
Broniac sie przed tym ,moim zdaniem technicznym absurdem, skorzystalem przed laty z "supplementary requirements" do specyfikacji A 105, zadajac w moich dodatkowych specyfikacjach firmowych, azeby wszystkie kolnierze przeznaczone dla rurociagow i zbiornikow oraz wselakie odkowki rurociagowe byly zawsze normalizowane. Sa one oznakowane jako A 105N lub SA-105N.
Klopoty nie skonczyly sie na tym. Wiekszosc odkowek w moim czasie byla sprowadzana z fabryk w polnocnych Wloszech (obecnie zas wszystko klepia kitajcy), i dostawcy zaczeli mi wmawiac dziecko do brzucha jezeli chodzi o wymagania normalizowania. Twierdzili, ze samo odkuwanie na goraco w temperaturze normalizacyjnej polepsza struktre metalu.
Dopiero porownania mikrostuktury wielkosci ziarn oraz oarz nie oztrymanie zadanej udarnosci przekonalo dostawcow, ze odkowka musi pzrejsc dodatkowa obrobke termiczna.
Pozdrawiam
Alec