ASTM A105 es la especificación estándar para componentes de tubería de acero al carbono forjado en servicio a temperatura ambiente y a temperaturas más altas. Es el material predeterminado para la mayoría de las bridas de Clase 150 a 2500 en petróleo y gas, petroquímica y tubería industrial general.
Texas Flange mantiene en inventario bridas A105 en todos los tipos y clases estándar. A continuación: los tipos más comunes, dónde se usa cada uno y cómo seleccionarlos para su aplicación.
¿Desea saber más sobre las bridas de acero al carbono A105? Si es así, este blog es para usted. Aquí explicamos todo lo que necesita saber sobre las bridas de acero al carbono.
¿Qué son las bridas de acero al carbono?
Las bridas de acero al carbono A105, también conocidas como bridas ASTM A105, son bridas forjadas de acero al carbono, específicamente de material ASTM A105. El material ASTM A105 tiene un uso muy extendido, especialmente en la fabricación de componentes de tubería forjados. Incluye bridas y conexiones forjadas.
Las bridas de acero al carbono A105 son para tubos de menor diámetro. Son apropiadas para usos industriales de alta presión y alta temperatura.
Tipos de bridas de acero al carbono A105
Existen varios tipos de bridas de acero al carbono A105, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. Estos son los tipos más comunes:
- Bridas de cuello soldable: Estas bridas están diseñadas para aplicaciones de alta presión y se unen al tubo mediante soldadura. Su cuello cónico proporciona refuerzo y evita la distorsión bajo cargas pesadas.
- Bridas deslizables: Las bridas deslizables son fáciles de instalar y funcionan bien en aplicaciones de baja presión. Se deslizan sobre el tubo y luego requieren soldadura para fijarlas.
- Bridas ciegas: Las bridas ciegas cierran el extremo de un tubo o una válvula. Estas necesidades de bridas surgen durante el mantenimiento. Además, también funcionan como tapas de registro para el recipiente en uso.
- Bridas de caja soldable: Estas bridas tienen una caja que encaja sobre el tubo y requieren soldadura para mantenerla en su lugar. El diseño de la brida les permite soportar aplicaciones industriales de alta presión. Son adecuadas únicamente para tubos de menor diámetro.
- Bridas roscadas: Las bridas roscadas tienen roscas en la superficie interior, lo que permite enroscarlas al tubo. ¿Sabía que hay dos tipos de roscas en esta brida? Una es la rosca macho y hembra. Estas roscas son responsables de la resistencia de la conexión con el tubo.
Las bridas roscadas funcionan bien en aplicaciones de baja presión. Una de las mejores cualidades de estas bridas es su fácil ensamble y desensamble.
- Bridas de junta traslapada: Las bridas de junta traslapada constan de dos partes: la brida de respaldo suelta y el extremo con collarín (stub end). Estas bridas son apropiadas para conectar tubos o conexiones. Se distinguen de otros tipos de bridas porque no se sueldan directamente al tubo. Usar acero al carbono para fabricar las piezas de junta traslapada puede ahorrarle dinero porque es económico.
- Bridas de orificio: Estas bridas se utilizan con medidores de orificio. Ayudan a medir el caudal al que fluyen líquidos y gases dentro de la tubería. Estas bridas suelen crear diferentes portaorificios o tomas en el tubo.
Ventajas de las bridas de acero al carbono A105
Las bridas de acero al carbono A105 ofrecen varias ventajas que las convierten en una opción popular en diversas industrias:
Resistencia y durabilidad: El acero al carbono es bien conocido por su alta resistencia y durabilidad, lo que hace que las bridas A105 sean adecuadas para aplicaciones exigentes.
Resistencia a la corrosión: Aunque el acero al carbono es susceptible a la corrosión, las bridas A105 pueden protegerse con recubrimientos o revestimientos para mejorar su resistencia en ambientes corrosivos.
Rentabilidad: Las bridas de acero al carbono A105 son económicas en comparación con las bridas fabricadas con otros materiales, lo que las convierte en una opción accesible.
Resistencia a altas temperaturas: Las bridas A105 pueden soportar altas temperaturas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones con temperaturas y presiones elevadas.
Aplicaciones de las bridas de acero al carbono A105
Las bridas de acero al carbono A105 tienen aplicaciones en diversas industrias debido a su versatilidad y resistencia.
Algunas aplicaciones comunes incluyen
Industria de petróleo y gas: Las bridas A105 se utilizan en oleoductos, refinerías y plataformas de perforación costa afuera por su resistencia y su resistencia a la corrosión.
Industria petroquímica: Las bridas son útiles donde la resistencia a sustancias corrosivas es esencial, especialmente en la producción de químicos y en la industria petroquímica.
Generación de energía: Las bridas de acero al carbono A105 son la opción adecuada para plantas de energía, incluidas las instalaciones nucleares y de combustibles fósiles, donde prevalecen condiciones de alta temperatura y alta presión.
Construcción: Estas bridas son adecuadas para proyectos de construcción por su resistencia y durabilidad.
Cómo seleccionar la brida de acero al carbono A105 correcta
Clasificación de presión: Determine la presión máxima que experimentará su sistema y seleccione una brida con una clasificación de presión adecuada.
Tipo de brida: Elija el tipo de brida que se ajuste a su aplicación, como bridas de cuello soldable, deslizables, ciegas, de caja soldable o roscadas.
Tamaño: Seleccione el tamaño de brida que corresponda al tamaño de tubo de su sistema.
Resistencia a la corrosión: Evalúe las condiciones ambientales en las que operará la brida y considere recubrimientos o revestimientos para mejorar la resistencia a la corrosión si es necesario.
Temperatura: Considere el rango de temperatura de su aplicación y asegúrese de que la brida seleccionada pueda soportarlo.
Estándares y especificaciones: Asegúrese de que la brida cumpla con los estándares y especificaciones de la industria pertinentes, como ASTM A105.
Instalación y mantenimiento
- La instalación y el mantenimiento adecuados son fundamentales para el desempeño y la longevidad de las bridas de acero al carbono A105:
- La instalación debe ser realizada por profesionales capacitados, siguiendo los estándares y lineamientos de la industria.
- Durante las inspecciones de rutina, revise las bridas para detectar fugas, el apriete de los pernos y la alineación correcta.
- Reemplace con prontitud las bridas dañadas o desgastadas para evitar accidentes y mantener la integridad del sistema.
Composición química del ASTM A105
A105 es una especificación de forjas de acero al carbono, y su química es lo que lo hace soldable, maquinable y lo bastante económico como para ser la opción predeterminada en servicio a temperatura ambiente y moderada. Aquí está el requisito completo, los diez elementos, no los cinco que publican la mayoría de las páginas de referencia.
Vale la pena conocer dos detalles de esa tabla si usted lee un certificado de prueba de molino en lugar de simplemente archivarlo.
El carbono y el manganeso se compensan entre sí. Por cada 0.01% que el carbono quede por debajo del máximo de 0.35%, la especificación permite 0.06% adicional de manganeso por encima del máximo de 1.05%, hasta un tope de 1.65%. Por lo tanto, una colada con 1.30% de manganeso no queda automáticamente fuera de especificación. Revise el carbono antes de rechazarla.
El contenido de carbono es el tema de la soldabilidad. El tope de 0.35% es lo que mantiene al A105 sencillo de soldar con procedimientos normales. Cuando un comprador necesita una garantía más estricta, la especificación incluye un requisito suplementario que limita el carbono equivalente a 0.47 para forjas de hasta 2 pulg. de espesor máximo de sección y a 0.48 por encima de ese espesor, calculado como CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Ese requisito solo aplica cuando se especifica en la orden, así que, si lo necesita, indíquelo en la etapa de cotización y no después de que se corte el material.
Una más, fácil de pasar por alto: los aceros a los que se les ha añadido plomo no están permitidos en absoluto bajo esta especificación.
Propiedades mecánicas del ASTM A105
Estos son valores mínimos. Los certificados de molino reales por lo general los superan con margen, pero el mínimo es lo que garantiza la especificación y lo que un cálculo de diseño tiene derecho a suponer.
La elongación son dos números, no uno. La mayoría de las páginas publican un 22% fijo y se detienen ahí. La especificación da 30% como mínimo básico para paredes de 5/16 pulg. y mayores y para ensayos de tira, y 22% para una probeta redonda estándar o una probeta proporcional con longitud calibrada de 4D. Citar solo la cifra de 22% subestima el requisito para las secciones más gruesas, que son las que implica la mayor parte del trabajo real con bridas.
Por debajo de una pared de 5/16 pulg., el requisito del ensayo de tira disminuye 1.50 puntos porcentuales por cada 1/32 pulg. [0.8 mm] de espesor, lo cual la especificación presenta en tabla:
Sobre la cifra de dureza de 197 HBW. Las ediciones anteriores de A105 especificaban 187 HBW, y todavía circula en línea una gran cantidad de material que muestra ese número. No es un error tipográfico, es una edición anterior. La especificación vigente es 197 HBW máximo. También existe un segundo límite que rara vez se publica: las forjas aceptadas únicamente con base en la dureza, que es como se manejan las forjas muy pequeñas cuando no se puede maquinar una probeta de tensión, deben quedar dentro de un rango de 137 a 197 HBW inclusive. En ese caso, estar por debajo del máximo no es suficiente por sí solo.
A105 cubre forjas de hasta un peso máximo de 10,000 lb [4,540 kg]. Por encima de ese peso, el material se ordena conforme a ASTM A266/A266M.
Límites de temperatura y presión del A105
Aquí es donde la información publicada sobre el A105 se contradice con mayor frecuencia, incluso en dos lugares de este sitio web hasta hace poco. Verá "hasta unos 800°F" en una página y "-20°F a 1,000°F" en otra. Ambas son correctas. Responden a preguntas distintas.
ASME B16.5 asigna el A105 al Grupo de material 1.1, junto con A350 LF2, A216 Gr. WCB y A515 Gr. 70. La tabla de clasificación del Grupo 1.1 presenta presiones de trabajo hasta 1,000°F, de donde proviene la cifra más alta. La cifra más baja es una advertencia de servicio, no un límite de clasificación: el uso prolongado por encima de 800°F es permisible pero no recomendado, porque la exposición prolongada por encima de 800°F puede convertir la fase de carburo del acero en grafito. Los 425°C que se citan con frecuencia equivalen a 797°F, de ahí que "alrededor de 800" entrara en circulación.
Hay un tercer límite que casi nadie publica y que importa si usted está especificando para servicio a alta temperatura: solo se debe utilizar acero calmado (killed steel) por encima de 850°F.
Para conocer la presión de trabajo real a una temperatura determinada, utilice la tabla del Grupo 1.1 en lugar de cualquier resumen. Publicamos la tabla completa de clasificación de presión-temperatura del Grupo 1.1 de ASME B16.5 para cada clase de 150 a 2500, tomada de la edición vigente del estándar. Las clasificaciones aplican a la brida en sí, no a la tornillería ni al empaque, y una junta bridada es tan buena como el más débil de los tres.
Para las dimensiones que corresponden a una clase determinada, las tablas de dimensiones de bridas Clase 150 cubren el diámetro interior, el círculo de pernos, la cantidad de barrenos y el peso.
A105 comparado con A350 LF2 y A182
Tres especificaciones surgen constantemente en la misma conversación, y la elección entre ellas suele decidirse por la temperatura en un extremo o por la corrosión en el otro.
A350 LF2 es la respuesta para baja temperatura. Se ubica en el Grupo de material 1.1 de ASME B16.5 junto con el A105, lo que significa que ambos comparten una tabla de clasificación de presión-temperatura: cambiar a LF2 no modifica la clasificación de la brida. Lo que cambia es la tenacidad a la muesca. El A105 no tiene requisito de pruebas de impacto, por lo que el LF2 es el grado que se especifica cuando el servicio enfrenta condiciones realmente frías y no simplemente ambientales. La comparación completa entre A105 y A350 LF2 repasa lado a lado las diferencias de química y de pruebas.
A182 es algo diferente. Es una especificación que cubre muchos grados de forjas de aleación e inoxidables, desde los grados cromo-molibdeno como F11 y F22 hasta los grados de acero inoxidable austenítico como F304 y F316. Usted pasa del A105 a un grado A182 cuando el acero al carbono no sobrevivirá al servicio, ya sea por alta temperatura, servicio amargo o una corriente de proceso corrosiva. Tenga en cuenta que los grados A182 se ubican en grupos de material distintos al A105, por lo que las clasificaciones de presión-temperatura cambian según el grado. Nuestro análisis de A105 frente a A182 explica qué grado corresponde a cada servicio.
Para la mayoría de las tuberías de acero al carbono en servicio a temperatura ambiente y moderada, el A105 sigue siendo la decisión correcta. Si está considerando un cambio y desea una segunda opinión sobre las condiciones de servicio, llámenos antes de especificarlo y no después.
Conclusión
Las bridas CS ASTM A105 desempeñan un papel importante en la conexión de tubos, equipos y válvulas. Son útiles en calderas, maquinaria para fertilizantes y en la industria química. Aumentan la flexibilidad para un programa de mantenimiento adecuado.
Al elegir las bridas adecuadas, primero debe examinar los requisitos de sus aplicaciones industriales. Esto le ayuda a seleccionar las bridas que cumplen con las necesidades de su proyecto, garantizando una operación más fluida.
Si necesita asistencia con bridas industriales para su proyecto, ¡no dude en contactarnos!
Preguntas frecuentes
P.1 ¿Cuál es la diferencia entre las bridas A105 forjadas y fundidas?
Las bridas A105 forjadas se fabrican dando forma a acero sólido bajo alta presión y temperatura, lo que mejora las propiedades mecánicas. Las bridas A105 fundidas se crean vertiendo acero fundido en moldes.
Las bridas forjadas son adecuadas para aplicaciones críticas por su resistencia superior.
P.2 ¿Existen preocupaciones ambientales asociadas con las bridas A105?
El acero al carbono, incluido el A105, es en general amigable con el medio ambiente y reciclable.
Sin embargo, pueden ser necesarios recubrimientos o selecciones de material apropiados en ambientes corrosivos para prevenir el impacto ambiental.
P.3 ¿Son adecuadas las bridas A105 para aplicaciones de alta temperatura y alta presión?
Las bridas A105 son adecuadas para diversas condiciones de temperatura y presión, pero no debemos ignorar los requisitos específicos de la ’aplicación’.
Para aplicaciones de temperatura o presión extremadamente altas, pueden ser más apropiadas las aleaciones especiales.
