Flanssamskeyti - Af hverju er ekki mælt með 304 efni fyrir bolta?
(1) Hver er grundvallarmunurinn á 304, 304L, 316 og 316L efnum?
304, 304L, 316 og 316L eru ryðfríu stáli efni sem almennt eru notuð í flanssamskeyti, þar á meðal flansar, þéttingareiningar og festingar.
304, 304L, 316 og 316L eru American Material Standard (ANSI eða ASTM) merkingar úr ryðfríu stáli sem tilheyra 300 Series of Austenitic ryðfríu stáli. Samsvarandi einkunnir við innlenda efnisstaðalinn (GB/T) eru 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Þessi tegund af ryðfríu stáli er venjulega nefnd 18-8 ryðfríu stáli.
Sjá töflu 1. 304, 304L, 316 og 316L vegna þess að bæta við álhlutum og magn af mismunandi, eðlisfræðilegir, efnafræðilegir og vélrænir eiginleikar þeirra eru einnig mismunandi, samanborið við venjulegt ryðfríu stáli, þeir hafa góða tæringarþol, hitaþol og vinnslueiginleikar. Tæringarþol 304L er svipað og 304, en vegna þess að kolefnisinnihald 304L er lægra en 304 er tæringarþol þess sterkara. 316, 316L er mólýbden sem inniheldur ryðfríu stáli, vegna þess að mólýbden frumefni er bætt við, þannig að tæringarþol þess og hitaþol en 304, 304L er betra. Á sama hátt, vegna þess að kolefnisinnihald 316L er lægra en 316, er kristaltæringarþol þess betra. Vélrænni styrkur 304, 304L, 316 og 316L austenitískt ryðfríu stáli er lágur, og afrakstursstyrkur 304 er 205MPa við stofuhita og 304L er 170MPa. Afrakstursstyrkur 316 við stofuhita er 210MPa og 316L er 200MPa. Þess vegna tilheyra boltarnir sem gerðar eru úr þeim lágstyrkleikaflokki bolta.
Tafla 1 Kolefnisinnihald % Afrakstursstyrkur við stofuhita MPa Ráðlagður hámarksvinnsluhiti, gráðu
304 Minna en eða jafnt og 0.08 205 816
304L Minna en eða jafnt og 0.03 170 538
316 Minna en eða jafnt og 0.08 210 816
316L Minna en eða jafnt og 0.03 200 538
(2) Hvers vegna ætti flanssamskeytin ekki að nota bolta úr 304 og 316 efnum?
Eins og fyrr segir er flanssamskeytin vegna innri þrýstingsaðgerðar til að aðskilja þéttingaryfirborð flansanna tveggja, sem veldur því að þéttingarálagið minnkar í samræmi við það, og annað er vegna skríðaslökunar á þéttingunni við háan hita eða boltann. sjálft af völdum skriðslökunar á boltakrafti, sem einnig veldur því að þéttingarspennan minnkar og flanssamskeyti leka bilun.
Í raunverulegri notkun er slökun á boltakrafti óhjákvæmileg og boltakrafturinn við upphafsspennu minnkar alltaf með tímanum. Sérstaklega í flanssamskeyti við háan hita og mikla hringrásaraðstæður, eftir 10,000 klukkustunda notkun, fer tap á boltaálagi oft yfir 50% og minnkar með áframhaldandi tíma og hækkun hitastigs.
Þegar flansinn og boltinn eru mismunandi efni, sérstaklega þegar flansinn er úr kolefnisstáli og boltinn er úr ryðfríu stáli, vegna þess að varmaþenslustuðull boltans og flansefnisins er öðruvísi, svo sem hitastækkunarstuðull ryðfríu stáli við 50 gráður ( 16,51×10-5 / gráðu ) er stærra en varmaþenslustuðull kolefnisstáls (11,12×10-5 / gráðu ), tækið er hitað upp. Þegar stækkun flanssins er minni en stækkun boltans, eftir aflögunarsamhæfingu, veldur minnkun boltalengingar slökun á boltakrafti, sem getur leitt til leka á flanssamskeyti. Þess vegna, þegar háhitabúnaðarflansinn og pípuflanssamskeytin, sérstaklega varmaþenslustuðull flanssins og boltaefnisins eru mismunandi, er hitastækkunarstuðull efnanna tveggja svipaður eins langt og hægt er.
Það má sjá af (1) að vélrænni styrkur 304 og 316 austenitískt ryðfríu stáli er lágur og afrakstursstyrkur 304 við stofuhita er aðeins 205MPa og 316 er aðeins 210MPa. Þess vegna, til þess að bæta getu boltavörn og þreytu, gera ráðstafanir til að bæta uppsetningarboltakraftinn, svo sem hámarks uppsetningarboltakraftur verður ræddur á næsta vettvangi, þarf uppsetningarboltaálagið til að ná 70% af álagsstyrk boltaefnisins, svo það er nauðsynlegt að bæta styrk boltaefnisins, notkun hástyrks eða miðlungs styrks álstálsboltaefnis. Það er auðvelt að sjá að auk steypujárns, málmlausra flansa eða gúmmíþéttinga, fyrir hálfmálm- og málmþéttingar með hærri þrýstingsstigum eða þéttingarálagi, geta 304, 316 slíkir efnisboltar ekki uppfyllt þéttingarkröfur vegna ónógs boltakrafts.
Það sem þarf sérstaka athygli hér er að 304 og 316 hafa tvo flokka í Bandaríkjunum ryðfríu stáli boltaefnisstaðli, nefnilega B8 Cl.1 og B8 Cl.2 af 304 og B8M Cl.1 og B8M Cl.2 af 316. Cl. 1 er meðhöndlað með karbíðlausn í föstu formi, en Cl.2 er meðhöndluð með álagsstyrkingu auk meðhöndlunar í fastri lausn. Þrátt fyrir að enginn grundvallarmunur sé á B8 Cl.2 og B8 Cl.1 í efnafræðilegri tæringarþol, er vélrænni styrkur B8 Cl.2 verulega bættur samanborið við B8 Cl.1, svo sem flæðistyrkur B8 Cl.2 bolta efni með þvermál 3/4 "er 550MPa. Afrakstursstyrkur allra þvermál B8Cl.1 boltaefna er aðeins 205MPa, meira en tvöfalt munurinn á þessu tvennu. Innlent boltaefnisstaðall 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316) ), og B8Cl.1 og B8M Cl.1 jafngildi [Athugið: Boltaefnið S30408 í GB/T 150.3 "Þrýstihylki Part III Design" jafngildir B8 Cl.2.
Í ljósi ofangreindra ástæðna kveða GB/T 150.3 og GB/T38343 „Tæknilegar reglur um uppsetningu flanssamskeyti“ á um að venjulegir 304 (B8 Cl.1) og 316 (B8M Cl.1) efnisboltar fyrir þrýstibúnaðarflansa og rör Ekki er mælt með flansum, sérstaklega við háan hita og mikla hringrás. B8 Cl.2(S30408) og B8M Cl.2 ætti að skipta út til að forðast lágan festingarboltakrafta.
Það er athyglisvert að þegar boltaefni með litlum styrkleika eins og 304 og 316 eru notuð, jafnvel á uppsetningarstigi, getur boltinn farið yfir flæðistyrk efnisins eða jafnvel brotnað vegna skorts á togstýringu. Auðvitað, ef það er leki í þrýstiprófuninni eða byrjun notkunar, jafnvel þótt boltinn haldi áfram að herða, mun boltakrafturinn ekki hækka og ekki er hægt að koma í veg fyrir lekann. Að auki er ekki hægt að endurnýta þessar boltar eftir að þær hafa verið fjarlægðar, vegna þess að boltarnir hafa framleitt varanlega aflögun, stærð boltahlutans verður minni og þá er auðvelt að brjóta uppsetninguna.