14. november 2022
Ääriku vuugi tihendamine - miks ei soovitata poltide jaoks 304 materjali?
Kui äärikuühenduse tihendamisel kasutatakse süsinikterasest või roostevabast terasest äärikuid koos 304 materjalipoldiga, tekivad töötamise ajal sageli lekkeprobleemid. See loeng teeb selle kohta kvalitatiivse analüüsi.
(1) Millised on põhilised erinevused 304, 304L, 316 ja 316L materjalide vahel?
304, 304L, 316 ja 316L on roostevabast terasest klassid, mida tavaliselt kasutatakse äärikuliidetes, sealhulgas äärikutes, tihenduselementides ja kinnitusdetailides.
304, 304L, 316 ja 316L on Ameerika materjalistandardi (ANSI või ASTM) roostevabast terasest klassi nimetused, mis kuuluvad austeniitsete roostevabade teraste 300 seeriasse. Kodumajapidamiste materjalistandarditele (GB/T) vastavad klassid on 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Seda tüüpi roostevabast terasest nimetatakse tavaliselt ühiselt 18-8 roostevabast terasest.
Vt tabel 1, 304, 304L, 316 ja 316L on legeeritud elementide ja koguste lisamise tõttu erinevad füüsikalised, keemilised ja mehaanilised omadused. Võrreldes tavalise roostevabast terasest on neil hea korrosioonikindlus, kuumakindlus ja töötlemisjõudlus . 304L korrosioonikindlus on sarnane 304 omaga, kuid kuna 304L süsinikusisaldus on madalam kui 304, on selle vastupidavus korrosioonile tugevam. 316 ja 316L on molübdeeni sisaldavad roostevabad terased. Molübdeeni lisamise tõttu on nende korrosioonikindlus ja kuumakindlus paremad kui 304 ja 304L. Samamoodi, kuna 316L süsinikusisaldus on madalam kui 316, on selle võime vastu seista kristallkorrosioonile parem. Austeniitsed roostevabad terased nagu 304, 304L, 316 ja 316L on madala mehaanilise tugevusega. Toatemperatuuri voolavuspiir 304 on 205MPa, 304L on 170MPa; toatemperatuuri voolavuspiir 316 on 210MPa ja 316L on 200MPa. Seetõttu kuuluvad neist valmistatud poldid madala tugevusega poltidesse.
Tabel 1 Süsinikusisaldus, % Toatemperatuuri voolavuspiir, MPa Soovitatav maksimaalne töötemperatuur, °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) Miks ei tohiks äärikuühendustes kasutada selliste materjalide polte nagu 304 ja 316?
Nagu eelmistes loengutes mainitud, eraldab äärikuühendus esiteks kahe ääriku tihenduspinnad siserõhu toimel, mille tulemuseks on tihendi pinge vastav vähenemine, ja teiseks poldijõu lõdvenemine tihendi libisemise lõdvestumise või poldi enda libisemise tõttu kõrgel temperatuuril , vähendab ka tihendi pinget, nii et äärikuühendus lekib ja ebaõnnestub.
Tegelikus töös on poltjõu lõdvestamine vältimatu ja esialgne pingutuspoldi jõud langeb aja jooksul alati. Eriti äärikuliidete puhul kõrgel temperatuuril ja rasketes tsükli tingimustes ületab poldi koormuskadu pärast 10 000 töötundi sageli 50% ning see nõrgeneb aja jätkumise ja temperatuuri tõusuga.
When the flange and the bolt are made of different materials, especially when the flange is made of carbon steel and the bolt is made of stainless steel, the coefficient of thermal expansion 2 of the material of the bolt and the flange is different, such as the thermal expansion coefficient of stainless steel at 50°C (16.51×10-5/ ℃) is larger than the thermal expansion coefficient of carbon steel (11.12×10-5/℃). After the device is heated up, when the expansion of the flange is smaller than the expansion of the bolt, after the deformation is coordinated, the elongation of the bolt decreases, causing the force of the bolt to decrease. If there is any looseness, it may cause leakage in the flange joint. Therefore, when the high-temperature equipment flange and pipe flange are connected, especially the thermal expansion coefficients of the flange and bolt materials are different, the thermal expansion coefficients of the two materials should be as close as possible.
(1) on näha, et austeniitse roostevaba terase, näiteks 304 ja 316 mehaaniline tugevus on madal ning toatemperatuuri voolavuspiir 304 on ainult 205MPa ja 316 on ainult 210MPa. Seetõttu võetakse poltide lõõgastus- ja väsimusvastase võime parandamiseks meetmeid paigalduspoltide poltide jõu suurendamiseks. Näiteks kui järelfoorumis kasutatakse maksimaalset paigalduspoldi jõudu, on nõutav, et paigalduspoltide pinge ulatuks 70% -ni poldimaterjali voolavuspiirist , nii et poldimaterjali tugevusklassi tuleb parandada ja kasutada kõrge tugevusega või keskmise tugevusega legeerterasest poltmaterjale. Ilmselt, välja arvatud malmist, mittemetalsetest äärikutest või kummitihenditest, kõrgema rõhuklassi äärikutega poolmetallist ja metallist tihendite või suurema pingega tihendite puhul, poldid, mis on valmistatud madala tugevusega materjalidest, näiteks 304 ja 316, poltide jõu tõttu Ei piisa tihendusnõuete täitmiseks.
What needs special attention here is that in the American stainless steel bolt material standard, 304 and 316 have two categories, namely B8 Cl.1 and B8 Cl.2 of 304 and B8M Cl.1 and B8M Cl.2 of 316. Cl.1 is solid solution treated with carbides, while Cl.2 undergoes strain strengthening treatment in addition to solid solution treatment. Although there is no fundamental difference in chemical resistance between B8 Cl.2 and B8 Cl.1, the mechanical strength of B8 Cl.2 is considerably improved relative to B8 Cl.1, such as B8 Cl.2 with a diameter of 3/4" The yield strength of the bolt material is 550MPa, while the yield strength of the B8 Cl.1 bolt material of all diameters is only 205MPa, the difference between the two is more than twice. The domestic bolt material standards 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316), and B8 Cl.1 is equivalent to B8M Cl.1. [Note: The bolt material S30408 in GB/T 150.3 "Pressure Vessel Part Three Design" is equivalent to B8 Cl.2; S31608 is equivalent to B8M Cl.1.
In view of the above reasons, GB/T 150.3 and GB/T38343 "Technical Regulations for Flange Joint Installation" stipulate that the flanges of pressure equipment and pipe flange joints are not recommended to use the usual 304 (B8 Cl.1) and 316 (B8M Cl. .1) Bolts of materials, especially in high temperature and severe cycle conditions, should be replaced with B8 Cl.2 (S30408) and B8M Cl.2 to avoid low installation bolt force.
Väärib märkimist, et kui kasutatakse madala tugevusega poltmaterjale, nagu 304 ja 316, isegi paigaldamise etapis, kuna pöördemomenti ei kontrollita, võib polt olla ületanud materjali voolavuspiiri või isegi murdunud. Loomulikult, kui rõhukatse või töö alustamise ajal tekib leke, isegi kui poldid on jätkuvalt pingutatud, ei lähe poldi jõud üles ja leket ei saa peatada. Lisaks ei saa neid polte pärast lahtivõtmist uuesti kasutada, sest poldid on läbinud püsiva deformatsiooni ja poltide ristlõike suurus on muutunud väiksemaks ning pärast uuesti paigaldamist on need altid purunema.
(1) Millised on põhilised erinevused 304, 304L, 316 ja 316L materjalide vahel?
304, 304L, 316 ja 316L on roostevabast terasest klassid, mida tavaliselt kasutatakse äärikuliidetes, sealhulgas äärikutes, tihenduselementides ja kinnitusdetailides.
304, 304L, 316 ja 316L on Ameerika materjalistandardi (ANSI või ASTM) roostevabast terasest klassi nimetused, mis kuuluvad austeniitsete roostevabade teraste 300 seeriasse. Kodumajapidamiste materjalistandarditele (GB/T) vastavad klassid on 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Seda tüüpi roostevabast terasest nimetatakse tavaliselt ühiselt 18-8 roostevabast terasest.
Vt tabel 1, 304, 304L, 316 ja 316L on legeeritud elementide ja koguste lisamise tõttu erinevad füüsikalised, keemilised ja mehaanilised omadused. Võrreldes tavalise roostevabast terasest on neil hea korrosioonikindlus, kuumakindlus ja töötlemisjõudlus . 304L korrosioonikindlus on sarnane 304 omaga, kuid kuna 304L süsinikusisaldus on madalam kui 304, on selle vastupidavus korrosioonile tugevam. 316 ja 316L on molübdeeni sisaldavad roostevabad terased. Molübdeeni lisamise tõttu on nende korrosioonikindlus ja kuumakindlus paremad kui 304 ja 304L. Samamoodi, kuna 316L süsinikusisaldus on madalam kui 316, on selle võime vastu seista kristallkorrosioonile parem. Austeniitsed roostevabad terased nagu 304, 304L, 316 ja 316L on madala mehaanilise tugevusega. Toatemperatuuri voolavuspiir 304 on 205MPa, 304L on 170MPa; toatemperatuuri voolavuspiir 316 on 210MPa ja 316L on 200MPa. Seetõttu kuuluvad neist valmistatud poldid madala tugevusega poltidesse.
Tabel 1 Süsinikusisaldus, % Toatemperatuuri voolavuspiir, MPa Soovitatav maksimaalne töötemperatuur, °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) Miks ei tohiks äärikuühendustes kasutada selliste materjalide polte nagu 304 ja 316?
Nagu eelmistes loengutes mainitud, eraldab äärikuühendus esiteks kahe ääriku tihenduspinnad siserõhu toimel, mille tulemuseks on tihendi pinge vastav vähenemine, ja teiseks poldijõu lõdvenemine tihendi libisemise lõdvestumise või poldi enda libisemise tõttu kõrgel temperatuuril , vähendab ka tihendi pinget, nii et äärikuühendus lekib ja ebaõnnestub.
Tegelikus töös on poltjõu lõdvestamine vältimatu ja esialgne pingutuspoldi jõud langeb aja jooksul alati. Eriti äärikuliidete puhul kõrgel temperatuuril ja rasketes tsükli tingimustes ületab poldi koormuskadu pärast 10 000 töötundi sageli 50% ning see nõrgeneb aja jätkumise ja temperatuuri tõusuga.
When the flange and the bolt are made of different materials, especially when the flange is made of carbon steel and the bolt is made of stainless steel, the coefficient of thermal expansion 2 of the material of the bolt and the flange is different, such as the thermal expansion coefficient of stainless steel at 50°C (16.51×10-5/ ℃) is larger than the thermal expansion coefficient of carbon steel (11.12×10-5/℃). After the device is heated up, when the expansion of the flange is smaller than the expansion of the bolt, after the deformation is coordinated, the elongation of the bolt decreases, causing the force of the bolt to decrease. If there is any looseness, it may cause leakage in the flange joint. Therefore, when the high-temperature equipment flange and pipe flange are connected, especially the thermal expansion coefficients of the flange and bolt materials are different, the thermal expansion coefficients of the two materials should be as close as possible.
(1) on näha, et austeniitse roostevaba terase, näiteks 304 ja 316 mehaaniline tugevus on madal ning toatemperatuuri voolavuspiir 304 on ainult 205MPa ja 316 on ainult 210MPa. Seetõttu võetakse poltide lõõgastus- ja väsimusvastase võime parandamiseks meetmeid paigalduspoltide poltide jõu suurendamiseks. Näiteks kui järelfoorumis kasutatakse maksimaalset paigalduspoldi jõudu, on nõutav, et paigalduspoltide pinge ulatuks 70% -ni poldimaterjali voolavuspiirist , nii et poldimaterjali tugevusklassi tuleb parandada ja kasutada kõrge tugevusega või keskmise tugevusega legeerterasest poltmaterjale. Ilmselt, välja arvatud malmist, mittemetalsetest äärikutest või kummitihenditest, kõrgema rõhuklassi äärikutega poolmetallist ja metallist tihendite või suurema pingega tihendite puhul, poldid, mis on valmistatud madala tugevusega materjalidest, näiteks 304 ja 316, poltide jõu tõttu Ei piisa tihendusnõuete täitmiseks.
What needs special attention here is that in the American stainless steel bolt material standard, 304 and 316 have two categories, namely B8 Cl.1 and B8 Cl.2 of 304 and B8M Cl.1 and B8M Cl.2 of 316. Cl.1 is solid solution treated with carbides, while Cl.2 undergoes strain strengthening treatment in addition to solid solution treatment. Although there is no fundamental difference in chemical resistance between B8 Cl.2 and B8 Cl.1, the mechanical strength of B8 Cl.2 is considerably improved relative to B8 Cl.1, such as B8 Cl.2 with a diameter of 3/4" The yield strength of the bolt material is 550MPa, while the yield strength of the B8 Cl.1 bolt material of all diameters is only 205MPa, the difference between the two is more than twice. The domestic bolt material standards 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316), and B8 Cl.1 is equivalent to B8M Cl.1. [Note: The bolt material S30408 in GB/T 150.3 "Pressure Vessel Part Three Design" is equivalent to B8 Cl.2; S31608 is equivalent to B8M Cl.1.
In view of the above reasons, GB/T 150.3 and GB/T38343 "Technical Regulations for Flange Joint Installation" stipulate that the flanges of pressure equipment and pipe flange joints are not recommended to use the usual 304 (B8 Cl.1) and 316 (B8M Cl. .1) Bolts of materials, especially in high temperature and severe cycle conditions, should be replaced with B8 Cl.2 (S30408) and B8M Cl.2 to avoid low installation bolt force.
Väärib märkimist, et kui kasutatakse madala tugevusega poltmaterjale, nagu 304 ja 316, isegi paigaldamise etapis, kuna pöördemomenti ei kontrollita, võib polt olla ületanud materjali voolavuspiiri või isegi murdunud. Loomulikult, kui rõhukatse või töö alustamise ajal tekib leke, isegi kui poldid on jätkuvalt pingutatud, ei lähe poldi jõud üles ja leket ei saa peatada. Lisaks ei saa neid polte pärast lahtivõtmist uuesti kasutada, sest poldid on läbinud püsiva deformatsiooni ja poltide ristlõike suurus on muutunud väiksemaks ning pärast uuesti paigaldamist on need altid purunema.