ASTM A181 против A105: кованые углеродистые фитинги — что выбрать

ASTM A181 и A105 — два стандарта на кованые углеродистые фитинги и фланцы. Часто путаются, но имеют разные температурные диапазоны, прочность и состав. Разбор для проектировщиков трубопроводов (ASME B31.3, B16.5).

ASTM A181 — Класс 60/70 (Градусы I/II)

Область: кованые фланцы и фитинги для общего применения, низкого/среднего давления.
Градусы: Grade I (σb ≥415 МПа, σ0.2 ≥205 МПа) — аналог A105 по прочности. Grade II (σb ≥485 МПа, σ0.2 ≥275 МПа) — выше прочность.
Состав: C ≤0,35%, Mn 0,6–1,05%, Si 0,15–0,35%, Ni ≤0,4%, Cr ≤0,3%, Mo ≤0,12%. (Ni/Cr/Mo — остаточные).
Термообработка: нормализация или закалка+отпуск.
Температурный диапазон (ASME B31.3): -29°С до +427°С (Grade I), до +427°С (Grade II).

ASTM A105 — Кованые фланцы/фитинги высокого давления

Область: кованые фланзы, фитинги, клапаны для высокого давления и температуры.
Состав: C ≤0,35%, Mn 0,6–1,05%, Si 0,1–0,35%, P≤0,035%, S≤0,04%. (Нет намеренных Ni/Cr/Mo).
Механика: σb ≥485 МПа, σ0.2 ≥250 МПа, δ≥22%, KCV≥27 Дж при -29°С.
Термообработка: нормализация (обязательна для >1.5" / >DN40 / >250°С), закалка+отпуск допускается.
Температурный диапазон (ASME B31.3): -29°С до +538°С.

Ключевые различия

Температурный предел — главный фактор

A105: до 538°С (1000°F). A181: до 427°С (800°F). Для пар/перегретого пара >427°С — только A105 (или A182 нержавейка).

Прочность

A105 (σ0.2≥250) ≈ A181 Grade I (σ0.2≥205) — A105 прочнее. A181 Grade II (σ0.2≥275) прочнее A105, но редко используется и не дает T>427°С.

Состав

A181 допускает остаточный Ni/Cr/Mo (до 0,4/0,3/0,12%) — исторически для кованых заготовок из мартенситных/баинитных сталей. A105 — чистая углеродистая сталь. На практике не влияет на сварку/коррозию.

Сварка

Обе отлично сваркиваются (P-№1 Gr.1/2). A105 требует строгого соблюдения нормализации для толстых фитингов (>1.5") для избежания закаленности в ЗТВ. A181 — менее строгие требования к ОТ.

Стоимость

A181 Grade I дешевле A105 на 10–20% (менее строгий контроль, ниже прочность). A181 Grade II ≈ A105. Но разница в стоимости фитинга в проекте <1%.

Стандарты и маркировка

• A105: маркировка «A105», «A105N» (нормализован), heat number, MTC 3.1.
• A181: маркировка «A181 Gr.I» или «A181 Gr.II», heat number.
• ASME B16.5 фланцы: могут быть из A105 или A181 Gr.I/II (указано в сертификате).

Рекомендации

Заключение

A105 — универсальный стандарт для кованых фитингов/фланцев высокого давления и температуры до 538°С. A181 Gr.I — экономичный вариант для менее ответственных линий до 427°С. Не используйте A181 для пара >427°С. Всегда запрашивайте MTC 3.1 и проверяйте нормализацию (A105N) для толстых фитингов.