Ääriku vuugi tihendamine - miks ei soovitata poltide jaoks 304 materjali?
Kui äärikuühenduse tihendamisel kasutatakse süsinikterasest või roostevabast terasest äärikuid koos 304 materjalist poldiga, tekivad töötamise ajal sageli lekkeprobleemid. See loeng teeb sellest kvalitatiivse analüüsi.
(1) Millised on põhilised erinevused 304, 304L, 316 ja 316L materjalidel?
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 materjalide standardi (ANSI või ASTM) roostevabast terasest klassi nimetused, mis kuuluvad austeniitsete roostevabade teraste 300 seeriasse. Kodumaistele 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 roostevaba terasega on neil hea korrosioonikindlus, kuumakindlus ja töötlemisvõime . 304L korrosioonikindlus on sarnane 304 omaga, kuid kuna 304L süsinikusisaldus on madalam kui 304-l, on selle vastupidavus intergranulaarsele 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 kristallide korrosioonile vastu seista 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 äärikuvuugides kasutada polte sellistest materjalidest 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 lõdvestumine tihendi libisemise või poldi enda libisemise tõttu kõrgel temperatuuril , Vähendab ka tihendi pinget, nii et äärikuühendus lekib ja ebaõnnestub.
Tegelikus töös on poldijõu lõdvestamine vältimatu ja esialgne pingutuspoldi jõud langeb aja jooksul alati. Eriti äärikuliidete puhul kõrgel temperatuuril ja rasketes tsüklitingimustes ületab poldi koormuskadu pärast 10 000-tunnist töötamist sageli 50% ning see nõrgeneb aja jätkumise ja temperatuuri tõusuga.
Kui äärik ja polt on valmistatud erinevatest materjalidest, eriti kui äärik on valmistatud süsinikterasest ja polt on valmistatud roostevabast terasest, on poldi ja ääriku materjali soojuspaisumistegur 2 erinev, näiteks roostevaba terase soojuspaisumistegur 50 °C juures (16,51×10-5/ °C) on suurem kui süsinikterase soojuspaisumistegur (11,12×10-5/°C). Pärast seadme kuumutamist, kui ääriku laienemine on väiksem kui poldi paisumine, väheneb pärast deformatsiooni koordineerimist poldi pikenemine, põhjustades poldi jõu vähenemist. Lõtvuse korral võib see põhjustada äärikuliigese lekkimist. Seega, kui kõrge temperatuuriga seadmete äärik ja toruäärik on ühendatud, eriti ääriku ja poltmaterjalide soojuspaisumistegurid on erinevad, peaksid kahe materjali soojuspaisumistegurid olema võimalikult lähedased.
(1) on näha, et austeniitse roostevaba terase, näiteks 304 ja 316 mehaaniline tugevus on madal ja toatemperatuuri voolavuspiir 304 on ainult 205MPa ja 316 on ainult 210MPa. Seetõttu võetakse poltide lõõgastus- ja väsimusvastase võime parandamiseks meetmeid paigalduspoltide poldijõu 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 poldimaterjale. Ilmselt, välja arvatud malmist, mittemetalsetest äärikutest või kummitihenditest, poolmetallist ja metallist tihendite puhul, millel on kõrgema rõhuklassi äärikud või suurema pingega tihendid, poldid, mis on valmistatud madala tugevusega materjalidest, näiteks 304 ja 316, poldijõu tõttu Ei piisa tihendusnõuete täitmiseks. Erilist tähelepanu vajab siinkohal see, et Ameerika roostevabast terasest poltmaterjali standardis on 304 ja 316 kaks kategooriat, nimelt B8 Cl.1 ja B8 Cl.2 304-st ning B8M Cl.1 ja B8M Cl.2 316-st. Cl.1 on karbiididega töödeldud tahke lahus, samas kui Cl.2 läbib lisaks tahke lahusega töötlemisele ka tüve tugevdava töötluse. Kuigi B8 Cl.2 ja B8 Cl.1 keemilises vastupidavuses ei ole põhimõttelist erinevust, on B8 Cl.2 mehaaniline tugevus oluliselt parem võrreldes B8 Cl.1-ga, näiteks B8 Cl.2 läbimõõduga 3/4" Poldimaterjali voolavuspiir on 550MPa, samas kui B8 Cl.1 poldimaterjali voolavuspiir on ainult 205MPa, Nende kahe on rohkem kui kaks korda. Kodused poltmaterjali standardid 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316) ja B8 Cl.1 on samaväärsed B8M Cl.1-ga. [Märkus: Poldimaterjal S30408 GB/T 150.3 "Surveanuma kolmas osa" on samaväärne B8 Cl.2-ga; S31608 on samaväärne B8M Cl.1-ga.
Eespool nimetatud põhjuseid silmas pidades on GB/T 150.3 ja GB/T38343 "Äärikuühenduse paigaldamise tehnilised eeskirjad" sätestatud, et surveseadmete ja toruäärikuliidete äärikutel ei soovitata kasutada tavalisi 304 (B8 Cl.1) ja 316 (B8M Cl. . 1) Materjalide poldid, eriti kõrgel temperatuuril ja rasketes tsüklitingimustes, tuleks asendada B8 Cl.2 (S30408) ja B8M Cl.2-ga, et vältida madalat paigalduspoldi jõudu.
Väärib märkimist, et kui kasutatakse madala tugevusega poltmaterjale, nagu 304 ja 316, isegi paigaldusetapis, kuna pöördemomenti ei kontrollita, võib polt olla ületanud materjali voolavuspiiri või isegi murdunud. Loomulikult, kui rõhukatse või töö alustamise ajal tekib leke, isegi kui polte pingutatakse jätkuvalt, 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 neil kalduvus puruneda.
