ASTM B861-19
Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- Стандартный №
- ASTM B861-19
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- состояние
- быть заменен
- ASTM B861-24
- Последняя версия
- ASTM B861-24
- сфера применения
-
Обзор стандарта ASTM B861-19 и техническая база
ASTM B861-19 — это стандарт технических условий на бесшовные трубы из титана и титановых сплавов, разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам. Стандарт был впервые опубликован в 1995 году и последний раз пересматривался в 2019 году. Этот стандарт находится под юрисдикцией Комитета ASTM B10 по реактивным и тугоплавким металлам и сплавам и напрямую отвечает за Подкомитет B10.01 по титану. Стандарт в основном применим к титановым трубопроводным системам для коррозионно-стойких и высокотемпературных сред эксплуатации.
Титан и титановые сплавы широко используются в химической, аэрокосмической, судостроительной и медицинской областях благодаря их превосходной коррозионной стойкости, высокой удельной прочности и биосовместимости. Стандарт ASTM B861-19 предназначен для стандартизации производства, контроля и использования титановых труб для обеспечения их надежности и безопасности в суровых условиях.
Углубленный анализ химического состава 34 марок титановых сплавов
Этот стандарт охватывает в общей сложности 34 марки титана и титановых сплавов: от чистого титана до сложных систем сплавов, каждая марка имеет свои собственные особые требования к химическому составу и характеристики применения.
Сорт 1 Номер UNS Основные легирующие элементы Характеристики Типичные области применения Сорт 1 R50250 Чистый титан (без сплавов) Оптимальная формуемость, коррозионная стойкость Химическое оборудование, опреснение морской воды Сорт 2 R50400 Чистый титан (без сплавов) Стандартный промышленный Чистый титан, сбалансированные характеристики Трубы общего назначения, устойчивые к коррозии Класс 5 R56400 6% алюминия, 4% ванадия Высокая прочность, хорошие усталостные характеристики Авиационно-космическая промышленность, высокие требования к производительности Класс 7 R52400 Чистый титан + 0,12–0,25% палладия Повышенная коррозионная стойкость, особенно в восстановительных средах Химическое технологическое оборудование, кислые среды Класс 9 R56320 3% алюминия, 2,5% ванадия Средняя прочность, хорошая свариваемость Морские системы, теплообменники Сорт 12 R53400 0,3% молибдена, 0,8% никеля Высокая жаропрочность, коррозионная стойкость Высокотемпературные химические процессы Сорт 23 R56407 6% алюминия, 4% ванадия (ELI) Сверхнизкое содержание внедренных элементов, улучшенная прочность Медицинское имплантаты, биомедицинские Примечание: материалы класса H (например, классы 2H, 7H, 16H, 26H) имеют тот же химический состав, что и соответствующие числовые классы, но имеют более высокий гарантированный минимальный предел прочности на разрыв (58 ksi/400 МПа) и в первую очередь подходят для применения в сосудах под давлением.
Требования к механическим свойствам и методы испытаний
ASTM B861-19 устанавливает четкие требования к механическим свойствам различных труб из титановых сплавов, включая такие ключевые показатели, как прочность на разрыв, предел текучести и относительное удлинение.
Параметры производительности Стандарты испытаний Технические требования Требования к испытательному оборудованию Испытание на растяжение ASTM E8/E8M Соответствует требованиям таблицы 5 Универсальная испытательная машина для материалов Испытание на сплющивание Требования главы 15 Отсутствие трещин Машина для испытания на сжатие Изгиб испытание Требования главы 14 Изгиб 90° без трещин Аппарат для испытания на изгиб Испытание гидравлическим давлением Требования главы 16 Минимальный предел текучести 50% Гидравлическая испытательная машина Требования к испытанию на растяжение: Необходимо испытать как минимум одну трубу из каждых 1000 футов (300 метров) трубы, но из каждой партии должна быть испытана как минимум одна труба. Подготовка образцов и методы испытаний должны соответствовать требованиям ASTM A370.
Допуски размеров и геометрические требования
Стандарт устанавливает строгие требования к допускам размеров бесшовных труб из титановых сплавов для обеспечения взаимозаменяемости и надежности монтажа трубопроводной системы.
Требования к допускам внешнего диаметра:
- 1/8 дюйма до 1,5 дюйма (от 3,2 мм до 38 мм): верхнее отклонение 1/64 дюйма (0,397 мм), нижнее отклонение 1/32 дюйма (0,794 мм)
- Свыше 1,5 дюйма до 4 дюймов (от 38 мм до 102 мм): верхнее и нижнее отклонения составляют 1/32 дюйма (0,794 мм)
- Свыше 4 дюймов до 8 дюймов (от 102 мм до 203 мм): верхнее отклонение 1/16 дюйма (1,588 мм), нижнее отклонение 1/32 дюйма (0,794 мм)
- Свыше 8 дюймов до 18 дюймов (от 203 мм до 432 мм): верхнее отклонение 3/32 дюйма (2,382 мм), нижнее отклонение 1/32 дюйма (0,794 мм)
Допуск толщины стенки:
Отклонение толщины стенки в любой точке не должно превышать ±12,5% от указанной номинальной толщины стенки.
Допуск длины:
Длина трубы не должна быть короче указанной длины, а положительное отклонение не должно превышать 1/4 дюйма (6,4 мм).
Требования к прямолинейности:
Для труб длиной не более 10 футов (3 метра) максимальный изгиб не должен превышать 1:500; для труб длиной более 10 футов максимальный изгиб не должен превышать 1:400.
Требования и методы анализа химического состава
ASTM B861-19 устанавливает строгие требования к контролю химического состава для обеспечения постоянства и надежности свойств материалов.
Аналитические элементы Метод испытаний ASTM Требования к точности Испытательное оборудование Кислород, азот и водород ASTM E1409 ±0,03% (кислород) Прибор для плавления в инертном газе Содержание углерода ASTM E1941 +0,02% (максимум) Углерод и сера Анализатор Легирующие элементы ASTM E539 Допуски см. в таблице 4 Рентгенофлуоресцентный спектрометр Многоэлементный анализ ASTM E2371 Метод, основанный на эксплуатационных характеристиках ICP-AES Для химического анализа требуется испытание как минимум двух образцов, взятых из противоположных концов слитка или изделия. Необходимо указать содержание водорода в конечном продукте, но содержание водорода в слитке указывать не нужно.
Требования к процессу производства и термообработке
Настоящий стандарт допускает использование любого метода производства, позволяющего производить бесшовные трубы, соответствующие требованиям настоящего стандарта, но предъявляет особые требования к процессу термообработки.
Термическая обработка холоднодеформированных труб:
Если не указано иное, холоднодеформированные трубы должны подвергаться термообработке при температуре не ниже 538 °C (1000 °F). Горячедеформированные трубы не требуют дальнейшей термообработки при температуре выше 760 °C (1400 °F).
Требования к специальной термообработке:
- Трубы марок 9, 18, 28, поставляемые в состоянии после снятия напряжений, должны быть подвергнуты термообработке при температуре не менее 600 °F (316 °C) в течение 30 минут или дольше.
- Марки 5, 23, 24, 25, 29, 35, 36 доступны в отожженном или состаренном состоянии.
- Марки 9, 18, 28, 38 доступны в холоднодеформированном состоянии со снятием напряжений или отожженном.
- Марки 19, 20, 21 доступны в состоянии после обработки на твердый раствор или после обработки на твердый раствор и состаривания.
Система испытаний и обеспечения качества
ASTM B861-19 устанавливает полный система обеспечения качества, включая правила отбора проб, частоту испытаний и критерии приемки.
Требования к количеству испытаний:
- Не менее одной трубы должно быть испытано на каждые 1000 футов (300 метров), но не менее одной трубы должно быть испытано для каждой партии
- Каждая выбранная труба должна быть подвергнута испытанию на растяжение
- Испытанию на сплющивание по мере необходимости
- Испытанию на изгиб, когда указано покупателем
- Каждая труба должна быть подвергнута гидростатическому испытанию
Правила повторных испытаний:
Если результаты химических или механических испытаний какой-либо партии не соответствуют требованиям настоящей спецификации, производитель может принять решение о проведении повторных испытаний. Частота повторных испытаний должна быть в два раза больше количества первоначальных испытаний. Покупателю должны быть сообщены только первоначальные приемлемые результаты испытаний или приемлемые результаты повторных испытаний.
Стандартные рекомендации по внедрению и техническое руководство
Рекомендации по выбору материала:
Выберите подходящую марку титанового сплава в соответствии со средой использования:
- Общая коррозионная среда: рекомендуется марка 2 с хорошими общими характеристиками и экономической эффективностью
- Сильная коррозионная среда: рекомендуются марки 7, 16, содержащие палладий, или марки 26, 27, содержащие рутений
- Высокие требования к прочности: рекомендуются марка 5 (Ti-6Al-4V) или марка 23 (Ti-6Al-4V ELI)
- Высокотемпературное применение: рекомендуются марка 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) или специальные сплавы
- Сосуды под давлением: рекомендуются материалы класса H (классы 2H, 7H, 16H, 26H)
Ключевые моменты контроля качества:
- Строго контролируйте химический состав, особенно содержание примесных элементов (кислород, азот, водород)
- Убедитесь, что процесс термообработки соответствует стандартным требованиям и что материалы в разных состояниях имеют соответствующие эксплуатационные характеристики
- Уделяйте внимание контролю допусков размеров, особенно однородности толщины стенок и прямолинейности
- Улучшайте записи проверок и прослеживаемость, и каждый слиток и партия должны иметь полные записи
- Уделяйте внимание согласованию специальных требований, таких как дополнительный химический анализ, особые механические свойства и т. д.
Меры предосторожности при применении:
- Титановые трубы следует избегать загрязнение железом и гальваническая коррозия во время установки
- Во время сварки следует использовать соответствующий защитный газ и процесс сварки для предотвращения окисления и загрязнения
- Свойства ползучести материала и поведение окисления следует учитывать при высокотемпературных применениях
- При соединении с другими материалами следует обращать внимание на разность потенциалов и разницу коэффициентов теплового расширения
Эволюция стандартной технологии и тенденции будущего развития
С момента своей первой публикации в 1995 году стандарт ASTM B861 претерпел многочисленные изменения и усовершенствования. Издание 2019 года включает в себя следующие основные обновления:
- Добавлено несколько новых марок титановых сплавов для удовлетворения меняющихся промышленных потребностей
- Усовершенствованы методы химического анализа и требования к точности
- Оптимизированы показатели механических характеристик и методы испытаний
- Усилены требования к системе обеспечения качества
- Обновлено с учетом последних версий ссылочных стандартов
Будущие тенденции развития включают разработку новых, более производительных титановых сплавов, совершенствование методов неразрушающего контроля, повышение коэффициента использования материалов, снижение производственных затрат и адаптацию к более требовательным условиям применения.
Благодаря всестороннему пониманию и правильному применению стандарта ASTM B861-19 можно обеспечить безопасное и надежное использование бесшовных труб из титана и титановых сплавов в различных суровых условиях, предоставляя материальную основу и техническую поддержку для развития смежных отраслей.
ASTM B861-19 Ссылочный документ
- ASTM A370 Стандартные методы испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий
- ASTM B600 Стандартное руководство по удалению накипи и очистке поверхностей из титана и титановых сплавов
- ASTM E1409 Стандартный метод определения кислорода в титане и титановых сплавах методом сварки в инертном газе
- ASTM E1447 Стандартный метод определения водорода в титане и титановых сплавах методом плавления в инертном газе методом теплопроводности
- ASTM E1941 Стандартный метод определения углерода в тугоплавких и химически активных металлах и их сплавах
- ASTM E2371 Стандартный метод испытаний для анализа титана и титановых сплавов с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с плазмой постоянного тока и индуктивно-связанной плазмой (методика испытаний, основанная на характеристиках)*， 2025-10-17 Обновление
- ASTM E29 Стандартная практика использования значащих цифр в тестовых данных для определения соответствия спецификациям
- ASTM E2994 Стандартный метод испытаний для анализа титана и титановых сплавов методами искровой атомно-эмиссионной спектрометрии и атомно-эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда (метод, основанный на характеристиках)*， 2021-12-01 Обновление
- ASTM E539 Стандартный метод рентгеноэмиссионного спектрометрического анализа титанового сплава 6АИ-4В
- ASTM E8 Стандартные методы испытаний металлических материалов на растяжение
ASTM B861-19 История
- 2024 ASTM B861-24 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2019 ASTM B861-19 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2014 ASTM B861-14 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2013 ASTM B861-13 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2010 ASTM B861-10 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2009 ASTM B861-09 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2008 ASTM B861-08a Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2008 ASTM B861-08 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2006 ASTM B861-06a Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2006 ASTM B861-06 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2005 ASTM B861-05e1 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2005 ASTM B861-05 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2003 ASTM B861-03 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2002 ASTM B861-02 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2001 ASTM B861-01 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
- 2000 ASTM B861-00 Стандартные спецификации для бесшовных труб из титана и титановых сплавов
