ASTM B315-19
Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
- Стандартный №
- ASTM B315-19
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM B315-19
- сфера применения
-
Техническая интерпретация спецификации стандарта ASTM B315-19
ASTM B315-19, ключевой технический документ по производству и приемке бесшовных труб из медных сплавов, устанавливает унифицированные технические требования к бесшовным трубам из пяти конкретных медных сплавов. Разработанная комитетом ASTM B05 по меди и медным сплавам, последняя версия была опубликована в апреле 2019 года, заменяя издание 2012 года.
Область применения стандарта и системы сплавов
Настоящая спецификация распространяется на бесшовные трубы из медных сплавов обычных и усиленных номинальных диаметров, а также на прямые участки для общемашиностроительных применений. Медные сплавы, охватываемые данной спецификацией, включают номера UNS C61300, C61400, C63020, C65100 и C65500. Эти сплавы имеют различный химический состав и эксплуатационные характеристики, что делает их пригодными для разнообразных инженерных применений.
Марка сплава Основные элементы сплава Типичные области применения Плотность (г/см³) C61300 Al 6,0-7,5%, Fe 2,0-3,0% Высокопрочные конструкционные детали 7,89 C61400 Al 6,0-8,0%, Mn 1,0% Морское инженерное оборудование 7,89 C63020 Al 10,0-11,0%, Ni 4,2-6,0% Высокопрочные износостойкие детали 7,45 C65100 Si 0,8-2,0%, Mn 0,7% Электрические разъемы 8,78 C65500 Si 2,8-3,8%, Mn 0,50-1,3% Пружинные контакты 8,53 Углубленный анализ требований к химическому составу
В таблице 1 стандарта указаны пределы химического состава пяти сплавов в подробно. Контроль содержания каждого элемента оказывает решающее влияние на свойства материала. Если взять сплав C61300 в качестве примера, содержание алюминия контролируется в диапазоне 6,0–7,5%, содержание железа составляет 2,0–3,0%, а содержание свинца строго контролируется и не превышает 0,01%, что обеспечивает отличную коррозионную стойкость материала и свариваемость.
Особенно следует отметить, что при использовании изделий C61300 в сварочных работах они также должны соответствовать строгим ограничениям по содержанию хрома ≤ 0,05%, кадмия ≤ 0,05%, цинка ≤ 0,05% и циркония ≤ 0,05%. Эти требования направлены на то, чтобы избежать образования хрупких фаз во время сварки и обеспечить качество сварных соединений.
Требования к механическим свойствам и технические характеристики
В таблице 2 стандарта указаны требования к механическим свойствам для каждого сплава в различных состояниях. Сплав C63020 демонстрирует превосходные прочностные свойства в состоянии TQ30 (закаленном и отпущенном) с минимальным пределом прочности на растяжение 130 ksi (895 МПа) и пределом текучести (смещение 0,2%) 89 ksi (615 МПа). Однако его относительное удлинение относительно низкое, всего 6%. Напротив, сплавы C65100 и C65500 демонстрируют хорошую пластичность и формуемость в отожженном состоянии (O61) с удлинением, достигающим 35%, но их прочность относительно низкая. Это различие в свойствах определяет применение различных сплавов: высокопрочные сплавы подходят для несущих конструкций, в то время как высокопластичные сплавы больше подходят для применений, требующих сложной формовки. Глава 5 стандарта определяет требования к производству материала. Изделия должны быть изготовлены с помощью процессов горячей обработки, холодной обработки и отжига для достижения однородной деформируемой микроструктуры. Подробный процесс термообработки специально указан для сплава C63020: выдержка при 1550-1650 °F (843-899 °C) в течение не менее 2 часов, затем закалка в воде, затем отпуск при 900-1000 °F (482-538 °C) в течение не менее 2 часов, затем охлаждение на воздухе.
Этот строгий режим термообработки обеспечивает материалу достижение оптимальных общих характеристик. В процессе производства также необходимо уделять внимание поддержанию чистоты и плотности материала, чтобы избежать дефектов, что имеет решающее значение для последующего уровня прохождения неразрушающего контроля.
Анализ системы допусков размеров
Глава 10 стандарта устанавливает полную систему допусков размеров, включая допуски толщины стенки, допуски диаметра и допуски длины. Требования к допускам значительно различаются в зависимости от сплава. Например, допуски на толщину стенки сплавов C65100 и C65500, как правило, более жесткие, чем у сплавов C61300 и C61400.
В качестве примера возьмем допуск на толщину стенки. Для трубок из сплава C65100 с наружным диаметром менее 1 дюйма допуск на толщину стенки составляет ±0,002 дюйма (0,051 мм), тогда как для трубок из сплава C61300 того же размера допуск составляет ±0,003 дюйма (0,076 мм). Эта разница отражает более широкие возможности контроля размеров кремнистой бронзы (C65100).
Диапазон наружных диаметров (мм) Допуск C61300/C61400 (мм) Допуск C65100 (мм) Допуск C65500 (мм) 3,18–15,9 ±0,10 ±0,051 ±0,064 15,9–25,4 ± 0,13 ±0,064 ±0,076 25,4–50,8 ±0,15 ±0,076 ±0,10 50,8–76,2 ±0,18 ±0,10 ±0,13 Технические требования к неразрушающему контролю
Глава 9 стандарта устанавливает строгие требования к неразрушающему контролю. Для труб с наружным диаметром ≤3⅛ дюйма (79 мм) электромагнитный (вихретоковый) контроль должен проводиться в соответствии с Методикой E243. Стандарт испытаний использует образец с круглым дном с надрезом, глубина надреза которого составляет 10% от указанной толщины стенки, с допуском ±0,0005 дюйма (0,013 мм). Требования к испытаниям под давлением включают как гидростатическое испытание, так и испытание на герметичность. Гидростатическое испытание требует, чтобы труба выдержала внутреннее давление, которое создает напряжение волокна 7000 фунтов на квадратный дюйм (48 МПа) без утечки, но показания манометра обычно не превышают 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа). Испытание на герметичность требует внутреннего давления не менее 60 фунтов на квадратный дюйм (400 кПа) в течение 5 секунд без утечки. Правила контроля качества и приемки Планы выборочного контроля различаются в зависимости от типа продукта и спецификации. Для труб размер партии составляет 10 000 фунтов (4550 кг) или его доли; для труб размером более 4 дюймов размер партии составляет 40 000 фунтов (18 100 кг). Химические анализы должны быть отобраны из конечного продукта в соответствии с практикой E255, если иное не согласовано между поставщиком и покупателем.
Если во время испытания механических свойств удлинение ниже указанного значения и излом расположен за пределами средних 2/3 длины базы или на точечной отметке в пределах длины базы, допускается повторное испытание. Количество повторно испытанных образцов должно быть в два раза больше обычного требования, и все образцы должны соответствовать требованиям спецификации.
Рекомендации по внедрению стандартов и руководство по применению
Рекомендации по выбору материала
Рационально выбирайте марки сплавов на основе условий использования и требований к эксплуатационным характеристикам: C61300 и C61400 подходят для общих сред коррозионной стойкости; C63020 подходит для случаев, когда требуется высокая прочность и износостойкость; C65100 и C65500 подходят для электротехнических применений, требующих хорошей формуемости и проводимости.
Меры предосторожности при обработке и производстве
Для деталей, требующих сварки, следует особо отметить требования к «специальной очистке», чтобы гарантировать полное удаление поверхностных оксидов и раскрытие естественного золотистого цвета сплава. Процесс термической обработки должен строго контролировать температурные и временные параметры, особенно процесс закалки и отпуска C63020.
Ключевые моменты проверки и приемки
Во время приемки особое внимание следует уделять соответствию химического состава, соответствию механическим свойствам и результатам неразрушающего контроля. Для критически важных применений рекомендуется добавить испытание на твердость в качестве быстрого метода проверки, но следует отметить, что значение твердости приводится только для справки и не может быть использовано в качестве единственного основания для отбраковки.
Требования к документации и сертификации
При использовании изделия в соответствии с Кодексом ASME для котлов и сосудов высокого давления необходимо предоставить сертификат сертификации в соответствии с этим Кодексом. В договоре купли-продажи должно быть четко указано, требуются ли дополнительные документы, такие как протоколы термообработки и отчеты неразрушающего контроля.
История развития технологий и эволюция стандарта
Стандарт ASTM B315 был первоначально утвержден в 1957 году и претерпел несколько изменений. Издание 2019 года в основном обновляет нормативные справочные документы, совершенствует систему допусков размеров и ужесточает требования к неразрушающему контролю. Разработка стандарта отражает прогресс в технологии обработки медных сплавов и повышение требований к контролю качества.
Что касается связи с международными стандартами, настоящий стандарт был разработан в соответствии с международно признанными принципами стандартизации, установленными в «Решении о принципах разработки международных стандартов, руководств и рекомендаций», выпущенном Комитетом по техническим барьерам в торговле Всемирной торговой организации, что обеспечивает соответствие международным требованиям.
С разработкой новых материалов и процессов будущие стандарты могут дополнительно расширить ассортимент сплавов, оптимизировать эксплуатационные показатели и ввести более совершенные методы испытаний. Пользователям рекомендуется внимательно следить за стандартными обновлениями и своевременно принимать требования последней версии.
ASTM B315-19 Ссылочный документ
- ASTM B121/B121M Стандартные спецификации для пластин, листов, полос и катаных стержней из свинцовой латуни
- ASTM B122/B122M Стандартные спецификации для сплавов медь-никель-олово, сплавов медь-никель-цинк (нейзильбер) и пластин, листов, полос и катаных стержней из медно-никелевых сплавов
- ASTM B152/B152M Стандартные спецификации для медного листа, полосы, пластины и катаного прутка*， 2024-07-01 Обновление
- ASTM B169/B169M Стандартные спецификации на алюминиевые бронзовые листы, полосы и катаные прутки*， 2020-04-01 Обновление
- ASTM B194 Стандартные спецификации на пластины, листы, полосы и катаные прутки из медно-бериллиевых сплавов
- ASTM B36/B36M Стандартные спецификации для фитингов заводского изготовления из кованого никеля и никелевых сплавов
- ASTM B422/B422M Стандартные спецификации для сплава медь-алюминий-кремний-кобальт, сплава медь-никель-кремний-магний, сплава медь-никель-кремний, сплава медь-никель-алюминий-магний и сплава медь-никель-олово*， 2022-10-01 Обновление
- ASTM B465 Стандартные спецификации на пластины, листы, полосы и катаные прутки из медно-железных сплавов*， 2020-10-01 Обновление
- ASTM B534 Стандартные технические условия на пластины, листы, полосы и катаные прутки из медно-кобальт-бериллиевых сплавов и медно-никель-бериллиевых сплавов
- ASTM B591 Стандартные спецификации для сплавов медь-цинк-олово и медь-цинк-олово-железо-никель пластины, листы, полосы и катаные прутки
- ASTM B592 Стандартные спецификации для сплавов медь-цинк-алюминий-кобальт, пластин, листов, полос и катаных сплавов из медь-цинка-олова-железа
- ASTM B740 Стандартные спецификации на полосу из спинодального сплава медь-никель-олово
- ASTM B747 Стандартные спецификации для листов и полос из медно-циркониевых сплавов
- ASTM B768 Стандартные спецификации для полос и листов из сплавов медь-кобальт-бериллий и медь-никель-бериллий
- ASTM B846 Стандартная терминология для меди и медных сплавов
- ASTM B888/B888M Стандартная спецификация для медной сплавной ленты для использования в производстве электрических соединителей или пружинных контактов*， 2025-04-01 Обновление
- ASTM B96/B96M Стандартные технические условия на пластины, листы, полосы и катаные прутки из медно-кремниевого сплава общего назначения и сосудов под давлением
- ASTM E18 Стандартные методы испытаний на твердость по Роквеллу для металлических материалов*， 2025-09-15 Обновление
- ASTM E243 Стандартная практика электромагнитного (вихревого) контроля труб из меди и медных сплавов
- ASTM E255 Стандартная практика отбора проб меди и медных сплавов для определения химического состава
- ASTM E29 Стандартная практика использования значащих цифр в тестовых данных для определения соответствия спецификациям
- ASTM E478 Стандартные методы испытаний химического анализа медных сплавов
- ASTM E54 Методы химического анализа
- ASTM E62 Стандартные методы испытаний химического анализа меди и медных сплавов (фотометрические методы)
- ASTM E8/E8M Стандартные методы испытаний на растяжение металлических материалов*， 2025-07-01 Обновление
ASTM B315-19 История
- 2019 ASTM B315-19 Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
- 2012 ASTM B315-12 Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
- 2006 ASTM B315-06 Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
- 1999 ASTM B315-99 Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
- 1993 ASTM B315-93 Стандартные спецификации для бесшовных труб и трубок из медного сплава
