(1) Hva er de grunnleggende forskjellene mellom 304,304L, 316 og316Lmaterialer?
304, 304L, 316 og 316L er materialer i rustfritt stål som vanligvis brukes i flensskjøter (inkludert flenser, tetningselementer og festemidler).
304, 304L, 316 og 316L er koder for rustfritt stål av amerikanske materialstandarder (ANSI eller ASTM), som tilhører 300-serien av austenittisk rustfritt stål. Karakterene som tilsvarer de innenlandske materialstandardene (GB/T) er 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Denne typen rustfritt stål omtales vanligvis samlet som 18-8 rustfritt stål.
| Galvanisert stål |
304, 304L, 316 og 316L har forskjellige fysiske, kjemiske og mekaniske egenskaper på grunn av forskjellige legeringselementer og mengder. Sammenlignet med vanlig rustfritt stål har de god korrosjonsmotstand, varmebestandighet og prosessytelse. Korrosjonsmotstanden til 304L er lik den til 304, men fordi karboninnholdet til 304L er lavere enn for 304, er dens evne til å motstå intergranulær korrosjon sterkere. 316 og 316L er molybdenholdige rustfrie stål. På grunn av tilsetningen av molybden er deres korrosjonsmotstand og varmebestandighet bedre enn for 304 og 304L. På samme måte, fordi karboninnholdet til 316L er lavere enn 316, er motstanden mot krystallkorrosjon bedre. 304, 304L, 316 og 316L austenittiske rustfrie stål har lav mekanisk styrke. Romtemperatur flytegrensen på 304 er 205 MPa og 304 L er 170 MPa; romtemperatur flytegrensen på 316 er 210 MPa og 316L er 200 MPa. Derfor tilhører bolter laget av dem lavstyrkeklassen av bolter.
Tabell 1 Karboninnhold, % Flytegrense ved romtemperatur, MPa Anbefalt maksimal driftstemperatur, grad
304 Mindre enn eller lik 0.08 205 816
304L Mindre enn eller lik 0.03 170 538
316 Mindre enn eller lik 0.08 210 816
316L Mindre enn eller lik 0.03 200 538
(2) Hvorfor bør ikke flensforbindelser bruke bolter laget av materialer som 304 og 316?
Som nevnt i de forrige forelesningene, er den første årsaken til flensskjøter at tetningsflatene til de to flensene er adskilt på grunn av det indre trykket, noe som forårsaker en tilsvarende reduksjon i pakningsspenningen; den andre grunnen er at boltekraften er avslappet på grunn av krypavslapning av pakningen eller kryping av selve bolten ved høye temperaturer. , som også reduserer belastningen på pakningen, noe som får flensskjøten til å lekke og svikte.
I faktisk drift er boltkraftavslapning uunngåelig, og den innledende stramme boltkraften vil alltid avta over tid. Spesielt for flensskjøter under høye temperaturer og alvorlige syklusforhold, etter 10,{1}} timers drift, vil boltlasttapet ofte overstige 50 %, og vil avta etter hvert som tiden fortsetter og temperaturen øker.
Når flensen og boltene er laget av forskjellige materialer, spesielt når flensen er laget av karbonstål og boltene er rustfritt stål, er de termiske ekspansjonskoeffisientene til bolten og flensmaterialene forskjellige. For eksempel er den termiske ekspansjonskoeffisienten for rustfritt stål ved 50 grader (16,51×10-5/grad) større enn den termiske ekspansjonskoeffisienten til karbonstål (11,12×10-5/grad). Etter at enheten varmes opp, når utvidelsen av flensen er mindre enn utvidelsen av bolten, etter at deformasjonen er koordinert, reduseres boltforlengelsen, noe som får boltekraften til å avta. Løshet kan føre til at flensskjøten lekker. Derfor, når du kobler til høytemperaturutstyrsflenser og rørflenser, spesielt når de termiske ekspansjonskoeffisientene til flens- og boltmaterialer er forskjellige, bør de termiske ekspansjonskoeffisientene til de to materialene være så nære som mulig.
Det kan sees av (1) at den mekaniske styrken til austenittiske rustfrie stål som 304 og 316 er lav. Romtemperaturens flytestyrke på 304 er bare 205 MPa, og den på 316 er bare 210 MPa. Derfor, for å forbedre bolters evne til å motstå avslapning og tretthet, tas det tiltak for å øke installasjonsboltkraften. For eksempel, i etterfølgende fora, vil det nevnes at når den maksimale installasjonsboltkraften brukes, kreves installasjonsboltspenningen for å nå 70 % av boltmaterialets flytegrense. , så det er nødvendig å forbedre styrkenivået til boltmaterialer og bruke høyfaste eller middels sterke legeringsstålboltmaterialer. Det er åpenbart at i tillegg til støpejern, ikke-metalliske flenser eller gummipakninger, for flenser med høyere trykknivå eller semimetalliske og metalliske pakninger med stor pakningsspenning, lavfaste materialbolter som 304 og 316, pga. boltekraften Ikke nok til å oppfylle tetningskravene.
Det som trenger spesiell oppmerksomhet her er at i de amerikanske boltmaterialestandardene i rustfritt stål har 304 og 316 henholdsvis to kategorier, nemlig B8 Cl.1 og B8 Cl.2 på 304 og B8M Cl.1 og B8M Cl.2 på 316. Cl .1 har gjennomgått karbid fast løsningsbehandling, mens Cl.2 har gjennomgått tøyningsforsterkende behandling i tillegg til fast løsningsbehandling. Selv om det ikke er noen grunnleggende forskjell i kjemisk korrosjonsbestandighet mellom B8 Cl.2 og B8 Cl.1, er den mekaniske styrken til B8 Cl.2 sterkt forbedret sammenlignet med B8 Cl.1, slik som B8 Cl.2 med en diameter på 3 /4". Flytegrensen for boltmateriale er 550MPa, mens flytegrensen for B8 Cl.1 boltmaterialer av alle diametre bare er 205MPa, som er mer enn dobbelt så stor forskjell. 06Cr19Ni10 (304) og 06Cr17Ni12Mo2 (316) boltmaterialestandarder er forskjellige fra B8 Cl.1 er ekvivalent med B8M Cl.1. [Merk: Boltematerialet S30408 i GB/T 150.3 "Trykkbeholder del 3-design" tilsvarer B8 Cl.2; S31608 tilsvarer B8M Cl.1.
I lys av årsakene ovenfor, fastsetter GB/T 150.3 og GB/T 38343 "Tekniske forskrifter for installasjon av flensskjøter" at det ikke anbefales å bruke de vanlige 304 (B8 Cl. 1) og 316 (B8M Cl) for trykkutstyrsflenser og rørflensskjøter. .1) Boltmaterialer, spesielt under høye temperaturer og alvorlige syklusforhold, bør erstattes med B8 Cl.2 (S30408) og B8M Cl.2 for å unngå lav installasjonsboltkraft.
Det er verdt å merke seg at når du bruker lavfaste boltmaterialer som 304 og 316, selv under installasjonsfasen, kan bolten overskride materialets flytestyrke eller til og med bryte på grunn av mangel på momentkontroll. Naturligvis, hvis det oppstår lekkasje under trykktesten eller ved start av drift, selv om boltene fortsetter å strammes, vil ikke boltekraften øke og lekkasjen vil ikke bli forhindret. I tillegg kan disse boltene ikke gjenbrukes etter å ha blitt demontert, fordi boltene har blitt permanent deformert og boltenes tverrsnittsstørrelse har blitt mindre, og de er utsatt for vridning og brudd når de monteres på nytt.
