14 ta' Novembru 2022
Flange Joint Sealing - Għaliex 304 materjal mhux rakkomandat għall-boltijiet?
Meta l-flanġi tal-azzar tal-karbonju jew tal-istainless steel jintużaw bi 304 boltijiet tal-materjal fis-siġillar tal-ġog tal-flanġ, il-problemi tat-tnixxija spiss iseħħu waqt it-tħaddim. Din it-taħdita se tagħmel analiżi kwalitattiva ta' dan.
(1) X'inhuma d-differenzi bażiċi bejn materjali 304, 304L, 316 u 316L?
304, 304L, 316 u 316L huma l-gradi ta 'l-istainless steel komunement użati f'ġonot bi flanġ inklużi flanġijiet, elementi li jissiġillaw 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 inossidabbli awstenitiku. Il-gradi li jikkorrispondu għall-istandards tal-materjal domestiku (GB/T) huma 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Dan it-tip ta 'azzar li ma jissaddadx ġeneralment jissejjaħ kollettivament bħala 18-8 stainless steel.
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 'l-istainless steel 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 ta 'karbonju ta' 304L huwa inqas minn dak ta '304, ir-reżistenza tiegħu 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 inqas minn dak ta' 316, il-kapaċità tiegħu li jirreżisti l-korrużjoni tal-kristall hija aħjar. Azzar li ma jissaddadx awstenitiku 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, % Saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra, MPa Temperatura massima rakkomandata tas-servizz, °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-ġog tal-flanġ l-ewwel jissepara l-uċuħ li jissiġillaw 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 creep tal-gasket jew il-creep tal-bolt innifsu f'temperatura għolja, inaqqas ukoll l-istress tal-gasket, sabiex il-ġog tal-flanġ inixxi u jfalli.
Fit-tħaddim attwali, ir-rilassament tal-forza tal-bolt huwa inevitabbli, u l-forza inizjali tal-bolt li tissikka dejjem tinżel maż-żmien. Speċjalment għall-ġonot tal-flanġ f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja u ċiklu sever, wara 10,000 siegħa ta' tħaddim, it-telf tat-tagħbija tal-bolt ħafna drabi jaqbeż il-50%, u se jnaqqas bit-tkomplija tal-ħin u ż-żieda fit-temperatura.
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.
Jista 'jidher minn (1) li s-saħħa mekkanika tal-istainless steel 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 tittejjeb il-kapaċità kontra r-rilassament u kontra l-għeja tal-boltijiet, jittieħdu miżuri biex tiżdied il-forza tal-boltijiet tal-installazzjoni. Pereżempju, meta l-forza massima tal-bolt tal-installazzjoni tintuża 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 irid jitjieb, u jintużaw materjali tal-bolt 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 forza bolt Mhux biżżejjed biex tissodisfa r-rekwiżiti tas-siġillar.
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.
Ta 'min jinnota li meta jintużaw materjali bolt ta' saħħa baxxa bħal 304 u 316, anke matul l-istadju tal-installazzjoni, minħabba li t-torque mhuwiex ikkontrollat, il-bolt seta 'qabeż is-saħħa tar-rendiment tal-materjal, jew saħansitra miksur. Naturalment, jekk it-tnixxija sseħħ matul it-test tal-pressjoni jew il-bidu tat-tħaddim, 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 ġew żarmati, minħabba li l-boltijiet għaddew minn deformazzjoni permanenti, u d-daqs trasversali tal-boltijiet sar iżgħar, u huma suxxettibbli għal ksur wara l-installazzjoni mill-ġdid.
(1) X'inhuma d-differenzi bażiċi bejn materjali 304, 304L, 316 u 316L?
304, 304L, 316 u 316L huma l-gradi ta 'l-istainless steel komunement użati f'ġonot bi flanġ inklużi flanġijiet, elementi li jissiġillaw 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 inossidabbli awstenitiku. Il-gradi li jikkorrispondu għall-istandards tal-materjal domestiku (GB/T) huma 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Dan it-tip ta 'azzar li ma jissaddadx ġeneralment jissejjaħ kollettivament bħala 18-8 stainless steel.
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 'l-istainless steel 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 ta 'karbonju ta' 304L huwa inqas minn dak ta '304, ir-reżistenza tiegħu 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 inqas minn dak ta' 316, il-kapaċità tiegħu li jirreżisti l-korrużjoni tal-kristall hija aħjar. Azzar li ma jissaddadx awstenitiku 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, % Saħħa tar-rendiment tat-temperatura tal-kamra, MPa Temperatura massima rakkomandata tas-servizz, °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-ġog tal-flanġ l-ewwel jissepara l-uċuħ li jissiġillaw 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 creep tal-gasket jew il-creep tal-bolt innifsu f'temperatura għolja, inaqqas ukoll l-istress tal-gasket, sabiex il-ġog tal-flanġ inixxi u jfalli.
Fit-tħaddim attwali, ir-rilassament tal-forza tal-bolt huwa inevitabbli, u l-forza inizjali tal-bolt li tissikka dejjem tinżel maż-żmien. Speċjalment għall-ġonot tal-flanġ f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja u ċiklu sever, wara 10,000 siegħa ta' tħaddim, it-telf tat-tagħbija tal-bolt ħafna drabi jaqbeż il-50%, u se jnaqqas bit-tkomplija tal-ħin u ż-żieda fit-temperatura.
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.
Jista 'jidher minn (1) li s-saħħa mekkanika tal-istainless steel 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 tittejjeb il-kapaċità kontra r-rilassament u kontra l-għeja tal-boltijiet, jittieħdu miżuri biex tiżdied il-forza tal-boltijiet tal-installazzjoni. Pereżempju, meta l-forza massima tal-bolt tal-installazzjoni tintuża 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 irid jitjieb, u jintużaw materjali tal-bolt 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 forza bolt Mhux biżżejjed biex tissodisfa r-rekwiżiti tas-siġillar.
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.
Ta 'min jinnota li meta jintużaw materjali bolt ta' saħħa baxxa bħal 304 u 316, anke matul l-istadju tal-installazzjoni, minħabba li t-torque mhuwiex ikkontrollat, il-bolt seta 'qabeż is-saħħa tar-rendiment tal-materjal, jew saħansitra miksur. Naturalment, jekk it-tnixxija sseħħ matul it-test tal-pressjoni jew il-bidu tat-tħaddim, 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 ġew żarmati, minħabba li l-boltijiet għaddew minn deformazzjoni permanenti, u d-daqs trasversali tal-boltijiet sar iżgħar, u huma suxxettibbli għal ksur wara l-installazzjoni mill-ġdid.