ما هو معيار ASTM A105؟ دليل لهذا النوع من الفولاذ الكربوني

يُعدّ ASTM A105 أحد أكثر أنواع الفولاذ الكربوني المطروق استخدامًا في مكونات الأنابيب في التطبيقات الصناعية. يُعرف هذا الفولاذ بقوته وتعدد استخداماته وفعاليته من حيث التكلفة، ويلعب دورًا رئيسيًا في قطاعات النفط والغاز والبتروكيماويات وتوليد الطاقة وبناء السفن. يغطي هذا الدليل كل ما تحتاج لمعرفته حول ASTM A105، بما في ذلك خصائصه الكيميائية والميكانيكية، وتطبيقاته، ومقارنته بأنواع مماثلة، ونصائح لاختيار منتجات عالية الجودة.


ما هو الفولاذ الكربوني ASTM A105؟


ASTM A105 هي مواصفة قياسية لمكونات أنابيب الفولاذ الكربوني المطروق المستخدمة في أنظمة الضغط في ظروف التشغيل العادية ودرجات الحرارة العالية. وتشمل هذه المواصفة بشكل أساسي التركيبات المطروقة، والشفاه، والصمامات، وقطع أوعية الضغط. صادرة عن ASTM الدولية، وتُطبّق هذه المواصفة على مواد الفولاذ الكربوني المطروقة والمعالجة حراريًا لتلبية متطلبات الأداء العالية.

الفولاذ الدائري A105 هو المعيار الأمريكي ASTM A105/A105M "مطروقات الفولاذ الكربوني لمكونات الأنابيب". يُمثل A الفولاذ الهيكلي الكربوني العادي، ويُستخدم على نطاق واسع في تصنيع وإنتاج أوعية الضغط العالي، وتجهيزات أنابيب البتروكيماويات، والصمامات، والشفاه. ولأن هذا المعيار ينص على نوع واحد فقط من مطروقات الفولاذ الكربوني، يُعتبر A105 أيضًا من درجات الفولاذ الكربوني المطروق. A105 هو مطروقات فولاذ منخفض الكربون، تشبه أنابيب الفولاذ Sch 20. يوجد معياران: الأول هو المعيار الأمريكي "مطروقات الفولاذ الكربوني ASTMA105/A105M لمكونات الأنابيب"، والثاني هو المعيار الصيني "الشروط الفنية GB/T12228-2006 لمطروقات الفولاذ الكربوني للصمامات العامة".

التركيب الكيميائي للفولاذ الكربوني ASTM A105
تنبع قوة الفولاذ الكربوني A105 وقابليته للحام من تركيبه الكيميائي المتوازن بعناية. فيما يلي تحليل نموذجي:

Element	Composition (%)
Carbon (C)	≤ 0.35
Manganese (Mn)	0.60 – 1.05
Phosphorus (P)	≤ 0.035
Sulfur (S)	≤ 0.040
Silicon (Si)	0.10 – 0.35
Copper (Cu)	≤ 0.40
Nickel (Ni)	≤ 0.40
Chromium (Cr)	≤ 0.30
Molybdenum (Mo)	≤ 0.12

قد تختلف هذه القيم قليلاً حسب الشركة المصنعة، ولكن يجب أن تتوافق جميعها مع معايير ASTM A105/A105M.

الخصائص الميكانيكية للفولاذ الكربوني ASTM A105

يتميز الفولاذ الكربوني ASTM A105 بقوة ميكانيكية ممتازة في ظروف الإجهاد والضغط العالي. فيما يلي القيم النموذجية:

Property	Value
Tensile strength (psi) min	70,000 psi
Yield strength (psi) min	36,000 psi
Elongation in 2″ (%) min	22%
Reduction of area (%) min	30%
Brinell Hardness (BHN) max	187

متطلبات المعالجة الحرارية
يمكن توريد مكونات ASTM A105 في حالة التطبيع، أو التطبيع والمعالجة، أو التبريد والمعالجة.

المعالجة الحرارية ضرورية للمكونات التي يزيد سمك مقطعها عن 4 بوصات.

غالبًا ما تُستخدم المعالجة التطبيعية لتحسين الاتساق الميكانيكي وصقل الحبيبات.

في بعض الحالات، يمكن إجراء تخفيف الإجهاد بعد التشغيل الآلي أو اللحام لتقليل الإجهادات المتبقية.

التطبيقات الشائعة لفولاذ ASTM A105 الكربوني

نظرًا لمتانته وتوافره، يُستخدم فولاذ ASTM A105 الكربوني على نطاق واسع في:

الشفاه المطروقة (رقبة اللحام، اللحام الأعمى، اللحام الانزلاقي، اللحام بالمقبس)

الوصلات المطروقة (الأكواع، وصلات التي، مخفضات السرعة)

الصمامات وأجسام الصمامات

فوهات أوعية الضغط

أجزاء المضخات والضواغط

تُعد هذه المكونات أساسية في خطوط أنابيب النفط والغاز، وأنظمة المياه، ومصانع البتروكيماويات، والبنية التحتية للطاقة.

شهادات ومعايير ASTM A105
تُصنع مواد ASTM A105 عادةً وفقًا للمعايير التالية:
ASME B16.5 (لشفاه الأنابيب)
NACE MR0175/ISO 15156 (للخدمة الحامضية في النفط والغاز)
EN 10204 3.1 / 3.2 MTCs (شهادات اختبار المطاحن)
NDT: فحص بالموجات فوق الصوتية، أو الجسيمات المغناطيسية، أو فحص اختراق الصبغة عند الحاجة.
تأكد من أن موردك يوفر إمكانية التتبع والاعتماد لكل دفعة لتلبية متطلبات ضمان الجودة لديك.

A105 مقابل A105N: ما الفرق؟
على الرغم من أن A105 وA105N متطابقان كيميائيًا، إلا أن الفرق يكمن في حالة المعالجة الحرارية. يشير الحرف "N" في A105N إلى "مُعَيَّر"، أي أن المادة خضعت لعملية معالجة حرارية لتحسين بنية الحبيبات وتعزيز التجانس الميكانيكي.
في الواقع، يسمح معيار ASTM A105 بمتطلبات إضافية بناءً على ظروف الخدمة. قد تتضمن مواصفات الطلب لاحقات للدلالة على طريقة المعالجة الحرارية:
A - مُلَدَّن
N - مُعَيَّر
NT - مُعَيَّر ومُقَسَّى
QT - مُخَمَّد ومُقَسَّى
وبالتالي، على الرغم من أن A105 وA105N يشتركان في التركيب الكيميائي نفسه، إلا أنهما يخدمان أغراضًا مختلفة عمليًا تبعًا لبيئة التشغيل، مثل درجات الحرارة العالية أو الظروف المسببة للتآكل والتي تتطلب ثباتًا هيكليًا أكبر.

التطبيقات النموذجية لفولاذ ASTM A105 الكربوني
يُستخدَم فولاذ ASTM A105 الكربوني بشكل شائع في تصنيع:
وصلات الأنابيب (الأكواع، وصلات التيشيرت، وصلات المخفضات)
الشفاه (رقبة اللحام، وصلة الانزلاق، وصلة اللحام، وصلة اللحام العمياء)
الصمامات وأجسام الصمامات
مكونات أوعية الضغط العالي
تجعله خصائصه الميكانيكية مناسبًا بشكل خاص للبيئات ذات درجات الحرارة والضغط العاليين.