14 ta' Novembru 2022
Siġillar tal-Ġonta tal-Flanġ - Għaliex il-materjal 304 mhuwiex rakkomandat għall-boltijiet?
Meta flanġijiet tal-azzar tal-karbonju jew tal-istainless steel jintużaw b'boltijiet ta 'materjal 304 fis-siġillar tal-ġonta tal-flanġ, problemi ta' tnixxija spiss iseħħu waqt l-operazzjoni. Din il-lecture se tagħmel analiżi kwalitattiva ta 'dan.
(1) X'inhuma d-differenzi bażiċi bejn il-materjali 304, 304L, 316 u 316L?
304, 304L, 316 u 316L huma l-gradi ta 'l-istainless steel komunement użati f'ġonot flanġ inklużi flanġijiet, elementi ta' siġillar u qfieli.
304, 304L, 316 u 316L huma d-denominazzjonijiet tal-grad tal-istainless steel tal-Istandard Amerikan għall-Materjali (ANSI jew ASTM), li jappartjenu għas-serje 300 ta 'azzar li ma jissaddadx awstenitiku. Il-gradi li jikkorrispondu għall-istandards domestiċi tal-materjal (GB / T) huma 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Dan it-tip ta 'azzar li ma jissaddadx normalment jissejjaħ kollettivament bħala azzar li ma jissaddadx 18-8.
Ara t-Tabella 1, 304, 304L, 316 u 316L għandhom proprjetajiet fiżiċi, kimiċi u mekkaniċi differenti minħabba ż-żieda ta' elementi u ammonti ta' liga. Meta mqabbla ma 'azzar li ma jissaddadx ordinarju, għandhom reżistenza tajba għall-korrużjoni, reżistenza għas-sħana u prestazzjoni tal-ipproċessar. Ir-reżistenza għall-korrużjoni ta '304L hija simili għal dik ta' 304, iżda minħabba li l-kontenut tal-karbonju ta '304L huwa aktar baxx minn dak ta' 304, ir-reżistenza tagħha għall-korrużjoni intergranulari hija aktar b'saħħitha. 316 u 316L huma azzar li ma jissaddadx li fih il-molibdenu. Minħabba ż-żieda tal-molibdenu, ir-reżistenza għall-korrużjoni u r-reżistenza għas-sħana tagħhom huma aħjar minn dawk ta '304 u 304L. Bl-istess mod, minħabba li l-kontenut tal-karbonju ta '316L huwa aktar baxx minn dak ta' 316, il-kapaċità tiegħu li jirreżisti l-korrużjoni tal-kristall hija aħjar. L-azzar li ma jissaddadx austenitiku bħal 304, 304L, 316 u 316L għandhom saħħa mekkanika baxxa. Is-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '304 hija 205MPa, 304L hija 170MPa; is-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '316 hija 210MPa, u 316L hija 200MPa. Għalhekk, il-boltijiet magħmula minnhom jappartjenu għall-boltijiet ta 'grad ta' saħħa baxxa.
Tabella 1 Kontenut tal-karbonju, % Qawwa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra, MPa Temperatura massima tas-servizz rakkomandata, °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) Għaliex il-ġonot tal-flanġ m'għandhomx jużaw boltijiet ta 'materjali bħal 304 u 316?
Kif imsemmi fil-lekċers preċedenti, il-ġonta tal-flanġ l-ewwel tissepara l-uċuħ tas-siġillar taż-żewġ flanġijiet minħabba l-azzjoni tal-pressjoni interna, li tirriżulta fi tnaqqis korrispondenti fl-istress tas-siegla, u t-tieni, ir-rilassament tal-forza tal-bolt minħabba r-rilassament tal-creep tas-siegla jew it-tkaxkar tal-bolt innifsu f'temperatura għolja, inaqqas ukoll l-istress tas-siegla, sabiex il-ġonta tal-flanġ tnixxi u tfalli.
Fl-operazzjoni attwali, ir-rilassament tal-forza tal-bolt huwa inevitabbli, u l-forza inizjali tal-bolt tal-issikkar dejjem tinżel maż-żmien. Speċjalment għall-ġonot tal-flanġ taħt temperatura għolja u kundizzjonijiet ta 'ċiklu severi, wara 10,000 siegħa ta' operazzjoni, it-telf tat-tagħbija tal-bolt spiss jaqbeż il-50%, u se jnaqqas bil-kontinwazzjoni tal-ħin u ż-żieda fit-temperatura.
Meta l-flanġ u l-bolt ikunu magħmula minn materjali differenti, speċjalment meta l-flanġ ikun magħmul minn azzar tal-karbonju u l-bolt huwa magħmul minn azzar li ma jissaddadx, il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali 2 tal-materjal tal-bolt u l-flanġ huwa differenti, bħall-koeffiċjent ta' espansjoni termali ta 'l-istainless steel f'50 ° C (16.51×10-5 / °C) huwa akbar mill-koeffiċjent ta 'espansjoni termali ta' azzar tal-karbonju (11.12×10-5 / °C). Wara li l-apparat jissaħħan, meta l-espansjoni tal-flanġ tkun iżgħar mill-espansjoni tal-bolt, wara li d-deformazzjoni tkun koordinata, it-titwil tal-bolt jonqos, u jikkawża li l-forza tal-bolt tonqos. Jekk ikun hemm xi laxkezza, tista 'tikkawża tnixxija fil-ġonta tal-flanġ. Għalhekk, meta l-flanġ tat-tagħmir ta 'temperatura għolja u l-flanġ tal-pajp huma konnessi, speċjalment il-koeffiċjenti ta' espansjoni termali tal-flanġ u l-materjali tal-bolt huma differenti, il-koeffiċjenti ta 'espansjoni termali taż-żewġ materjali għandhom ikunu kemm jista' jkun viċin.
Jista 'jidher minn (1) li s-saħħa mekkanika ta' azzar li ma jissaddadx awstenitiku bħal 304 u 316 hija baxxa, u s-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '304 hija biss 205MPa, u dik ta' 316 hija biss 210MPa. Għalhekk, sabiex titjieb il-kapaċità kontra r-rilassament u kontra l-għeja tal-boltijiet, jittieħdu miżuri biex tiżdied il-forza tal-boltijiet tal-installazzjoni. Pereżempju, meta tintuża l-forza massima tal-bolt tal-installazzjoni fil-forum ta 'segwitu, huwa meħtieġ li l-istress tal-boltijiet tal-installazzjoni jilħaq 70% tas-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt, sabiex il-grad ta' saħħa tal-materjal tal-bolt għandu jittejjeb, u jintużaw materjali tal-boltijiet tal-azzar liga ta 'saħħa għolja jew ta' saħħa medja. Ovvjament, ħlief għall-ħadid fondut, flanġijiet mhux metalliċi jew gaskits tal-gomma, għal gaskits semi-metalliċi u tal-metall bi flanġijiet ta 'grad ta' pressjoni ogħla jew gaskits bi stress akbar, boltijiet magħmula minn materjali ta 'saħħa baxxa bħal 304 u 316, minħabba l-forza tal-boltijiet Mhux biżżejjed biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tas-siġillar.
Dak li jeħtieġ attenzjoni speċjali hawnhekk huwa li fl-istandard Amerikan tal-materjal tal-boltijiet tal-istainless steel, 304 u 316 għandhom żewġ kategoriji, jiġifieri B8 Cl.1 u B8 Cl.2 ta '304 u B8M Cl.1 u B8M Cl.2 ta' 316. Cl.1 hija soluzzjoni solida ttrattata bil-karburi, filwaqt li Cl.2 tgħaddi minn trattament li jsaħħaħ it-tensjoni flimkien mat-trattament b'soluzzjoni solida. Għalkemm m'hemm l-ebda differenza fundamentali fir-reżistenza kimika bejn B8 Cl.2 u B8 Cl.1, is-saħħa mekkanika ta 'B8 Cl.2 hija mtejba b'mod konsiderevoli meta mqabbla ma' B8 Cl.1, bħal B8 Cl.2 b'dijametru ta '3/4 "Is-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt hija 550MPa, filwaqt li s-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt B8 Cl.1 tad-dijametri kollha hija biss 205MPa, Id-differenza bejn it-tnejn hija aktar minn darbtejn. L-istandards domestiċi tal-materjal tal-boltijiet 06Cr19Ni10 (304), 06Cr17Ni12Mo2 (316), u B8 Cl.1 huma ekwivalenti għal B8M Cl.1. [Nota: Il-materjal tal-bolt S30408 f'GB / T 150.3 "Disinn tat-Tielet Parti tar-Reċipjent tal-Pressjoni" huwa ekwivalenti għal B8 Cl.2; S31608 huwa ekwivalenti għal B8M Cl.1.
Fid-dawl tar-raġunijiet ta' hawn fuq, GB / T 150.3 u GB / T38343 "Regolamenti Tekniċi għall-Installazzjoni tal-Ġonta tal-Flanġ" jistipulaw li l-flanġijiet tal-apparat ta 'pressjoni u l-ġonot tal-flanġ tal-pajpijiet mhumiex rakkomandati li jużaw is-soltu 304 (B8 Cl.1) u 316 (B8M Cl. . 1) Il-boltijiet tal-materjali, speċjalment f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja u ċiklu sever, għandhom jiġu sostitwiti b'B8 Cl.2 (S30408) u B8M Cl.2 biex tiġi evitata forza baxxa tal-bolt tal-installazzjoni.
Ta 'min jinnota li meta jintużaw materjali ta' boltijiet ta 'saħħa baxxa bħal 304 u 316, anke matul l-istadju tal-installazzjoni, minħabba li t-torque mhuwiex ikkontrollat, il-bolt jista' jkun qabeż is-saħħa tar-rendiment tal-materjal, jew saħansitra miksur. Naturalment, jekk isseħħ tnixxija waqt it-test tal-pressjoni jew il-bidu tal-operazzjoni, anke jekk il-boltijiet ikomplu jiġu ssikkati, il-forza tal-bolt ma titlax u t-tnixxija ma tistax titwaqqaf. Barra minn hekk, dawn il-boltijiet ma jistgħux jerġgħu jintużaw wara li jiġu żarmati, minħabba li l-boltijiet għaddew minn deformazzjoni permanenti, u d-daqs tas-sezzjoni trasversali tal-boltijiet sar iżgħar, u huma suxxettibbli li jinkisru wara l-installazzjoni mill-ġdid.
(1) X'inhuma d-differenzi bażiċi bejn il-materjali 304, 304L, 316 u 316L?
304, 304L, 316 u 316L huma l-gradi ta 'l-istainless steel komunement użati f'ġonot flanġ inklużi flanġijiet, elementi ta' siġillar u qfieli.
304, 304L, 316 u 316L huma d-denominazzjonijiet tal-grad tal-istainless steel tal-Istandard Amerikan għall-Materjali (ANSI jew ASTM), li jappartjenu għas-serje 300 ta 'azzar li ma jissaddadx awstenitiku. Il-gradi li jikkorrispondu għall-istandards domestiċi tal-materjal (GB / T) huma 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Dan it-tip ta 'azzar li ma jissaddadx normalment jissejjaħ kollettivament bħala azzar li ma jissaddadx 18-8.
Ara t-Tabella 1, 304, 304L, 316 u 316L għandhom proprjetajiet fiżiċi, kimiċi u mekkaniċi differenti minħabba ż-żieda ta' elementi u ammonti ta' liga. Meta mqabbla ma 'azzar li ma jissaddadx ordinarju, għandhom reżistenza tajba għall-korrużjoni, reżistenza għas-sħana u prestazzjoni tal-ipproċessar. Ir-reżistenza għall-korrużjoni ta '304L hija simili għal dik ta' 304, iżda minħabba li l-kontenut tal-karbonju ta '304L huwa aktar baxx minn dak ta' 304, ir-reżistenza tagħha għall-korrużjoni intergranulari hija aktar b'saħħitha. 316 u 316L huma azzar li ma jissaddadx li fih il-molibdenu. Minħabba ż-żieda tal-molibdenu, ir-reżistenza għall-korrużjoni u r-reżistenza għas-sħana tagħhom huma aħjar minn dawk ta '304 u 304L. Bl-istess mod, minħabba li l-kontenut tal-karbonju ta '316L huwa aktar baxx minn dak ta' 316, il-kapaċità tiegħu li jirreżisti l-korrużjoni tal-kristall hija aħjar. L-azzar li ma jissaddadx austenitiku bħal 304, 304L, 316 u 316L għandhom saħħa mekkanika baxxa. Is-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '304 hija 205MPa, 304L hija 170MPa; is-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '316 hija 210MPa, u 316L hija 200MPa. Għalhekk, il-boltijiet magħmula minnhom jappartjenu għall-boltijiet ta 'grad ta' saħħa baxxa.
Tabella 1 Kontenut tal-karbonju, % Qawwa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra, MPa Temperatura massima tas-servizz rakkomandata, °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) Għaliex il-ġonot tal-flanġ m'għandhomx jużaw boltijiet ta 'materjali bħal 304 u 316?
Kif imsemmi fil-lekċers preċedenti, il-ġonta tal-flanġ l-ewwel tissepara l-uċuħ tas-siġillar taż-żewġ flanġijiet minħabba l-azzjoni tal-pressjoni interna, li tirriżulta fi tnaqqis korrispondenti fl-istress tas-siegla, u t-tieni, ir-rilassament tal-forza tal-bolt minħabba r-rilassament tal-creep tas-siegla jew it-tkaxkar tal-bolt innifsu f'temperatura għolja, inaqqas ukoll l-istress tas-siegla, sabiex il-ġonta tal-flanġ tnixxi u tfalli.
Fl-operazzjoni attwali, ir-rilassament tal-forza tal-bolt huwa inevitabbli, u l-forza inizjali tal-bolt tal-issikkar dejjem tinżel maż-żmien. Speċjalment għall-ġonot tal-flanġ taħt temperatura għolja u kundizzjonijiet ta 'ċiklu severi, wara 10,000 siegħa ta' operazzjoni, it-telf tat-tagħbija tal-bolt spiss jaqbeż il-50%, u se jnaqqas bil-kontinwazzjoni tal-ħin u ż-żieda fit-temperatura.
Meta l-flanġ u l-bolt ikunu magħmula minn materjali differenti, speċjalment meta l-flanġ ikun magħmul minn azzar tal-karbonju u l-bolt huwa magħmul minn azzar li ma jissaddadx, il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali 2 tal-materjal tal-bolt u l-flanġ huwa differenti, bħall-koeffiċjent ta' espansjoni termali ta 'l-istainless steel f'50 ° C (16.51×10-5 / °C) huwa akbar mill-koeffiċjent ta 'espansjoni termali ta' azzar tal-karbonju (11.12×10-5 / °C). Wara li l-apparat jissaħħan, meta l-espansjoni tal-flanġ tkun iżgħar mill-espansjoni tal-bolt, wara li d-deformazzjoni tkun koordinata, it-titwil tal-bolt jonqos, u jikkawża li l-forza tal-bolt tonqos. Jekk ikun hemm xi laxkezza, tista 'tikkawża tnixxija fil-ġonta tal-flanġ. Għalhekk, meta l-flanġ tat-tagħmir ta 'temperatura għolja u l-flanġ tal-pajp huma konnessi, speċjalment il-koeffiċjenti ta' espansjoni termali tal-flanġ u l-materjali tal-bolt huma differenti, il-koeffiċjenti ta 'espansjoni termali taż-żewġ materjali għandhom ikunu kemm jista' jkun viċin.
Jista 'jidher minn (1) li s-saħħa mekkanika ta' azzar li ma jissaddadx awstenitiku bħal 304 u 316 hija baxxa, u s-saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra ta '304 hija biss 205MPa, u dik ta' 316 hija biss 210MPa. Għalhekk, sabiex titjieb il-kapaċità kontra r-rilassament u kontra l-għeja tal-boltijiet, jittieħdu miżuri biex tiżdied il-forza tal-boltijiet tal-installazzjoni. Pereżempju, meta tintuża l-forza massima tal-bolt tal-installazzjoni fil-forum ta 'segwitu, huwa meħtieġ li l-istress tal-boltijiet tal-installazzjoni jilħaq 70% tas-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt, sabiex il-grad ta' saħħa tal-materjal tal-bolt għandu jittejjeb, u jintużaw materjali tal-boltijiet tal-azzar liga ta 'saħħa għolja jew ta' saħħa medja. Ovvjament, ħlief għall-ħadid fondut, flanġijiet mhux metalliċi jew gaskits tal-gomma, għal gaskits semi-metalliċi u tal-metall bi flanġijiet ta 'grad ta' pressjoni ogħla jew gaskits bi stress akbar, boltijiet magħmula minn materjali ta 'saħħa baxxa bħal 304 u 316, minħabba l-forza tal-boltijiet Mhux biżżejjed biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tas-siġillar.
Dak li jeħtieġ attenzjoni speċjali hawnhekk huwa li fl-istandard Amerikan tal-materjal tal-boltijiet tal-istainless steel, 304 u 316 għandhom żewġ kategoriji, jiġifieri B8 Cl.1 u B8 Cl.2 ta '304 u B8M Cl.1 u B8M Cl.2 ta' 316. Cl.1 hija soluzzjoni solida ttrattata bil-karburi, filwaqt li Cl.2 tgħaddi minn trattament li jsaħħaħ it-tensjoni flimkien mat-trattament b'soluzzjoni solida. Għalkemm m'hemm l-ebda differenza fundamentali fir-reżistenza kimika bejn B8 Cl.2 u B8 Cl.1, is-saħħa mekkanika ta 'B8 Cl.2 hija mtejba b'mod konsiderevoli meta mqabbla ma' B8 Cl.1, bħal B8 Cl.2 b'dijametru ta '3/4 "Is-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt hija 550MPa, filwaqt li s-saħħa tar-rendiment tal-materjal tal-bolt B8 Cl.1 tad-dijametri kollha hija biss 205MPa, Id-differenza bejn it-tnejn hija aktar minn darbtejn. L-istandards domestiċi tal-materjal tal-boltijiet 06Cr19Ni10 (304), 06Cr17Ni12Mo2 (316), u B8 Cl.1 huma ekwivalenti għal B8M Cl.1. [Nota: Il-materjal tal-bolt S30408 f'GB / T 150.3 "Disinn tat-Tielet Parti tar-Reċipjent tal-Pressjoni" huwa ekwivalenti għal B8 Cl.2; S31608 huwa ekwivalenti għal B8M Cl.1.
Fid-dawl tar-raġunijiet ta' hawn fuq, GB / T 150.3 u GB / T38343 "Regolamenti Tekniċi għall-Installazzjoni tal-Ġonta tal-Flanġ" jistipulaw li l-flanġijiet tal-apparat ta 'pressjoni u l-ġonot tal-flanġ tal-pajpijiet mhumiex rakkomandati li jużaw is-soltu 304 (B8 Cl.1) u 316 (B8M Cl. . 1) Il-boltijiet tal-materjali, speċjalment f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja u ċiklu sever, għandhom jiġu sostitwiti b'B8 Cl.2 (S30408) u B8M Cl.2 biex tiġi evitata forza baxxa tal-bolt tal-installazzjoni.
Ta 'min jinnota li meta jintużaw materjali ta' boltijiet ta 'saħħa baxxa bħal 304 u 316, anke matul l-istadju tal-installazzjoni, minħabba li t-torque mhuwiex ikkontrollat, il-bolt jista' jkun qabeż is-saħħa tar-rendiment tal-materjal, jew saħansitra miksur. Naturalment, jekk isseħħ tnixxija waqt it-test tal-pressjoni jew il-bidu tal-operazzjoni, anke jekk il-boltijiet ikomplu jiġu ssikkati, il-forza tal-bolt ma titlax u t-tnixxija ma tistax titwaqqaf. Barra minn hekk, dawn il-boltijiet ma jistgħux jerġgħu jintużaw wara li jiġu żarmati, minħabba li l-boltijiet għaddew minn deformazzjoni permanenti, u d-daqs tas-sezzjoni trasversali tal-boltijiet sar iżgħar, u huma suxxettibbli li jinkisru wara l-installazzjoni mill-ġdid.