Flanschgelenkversiegelung - Warum werden 304 Schrauben nicht empfohlen

Flanschgelenkversiegelung - Warum werden 304 Schrauben nicht empfohlen

In der China C63200 Check -Ventil -Fabrik treten wir häufig auf Leckageprobleme auf, wenn während des Betriebs mit 304 Schrauben mit 304 Bolzen aus Edelstahl oder Edelstahl -Flanschen gepaart werden. Dieser Artikel enthält eine qualitative Analyse dieses Phänomens.

1. Grundunterschiede zwischen 304, 304L, 316 und 316L Materialien
304, 304L, 316 und 316L werden üblicherweise Edelstähle für Flanschgelenke, einschließlich Flansche, Versiegelungselemente und Befestigungen, verwendet. Diese Noten gehören zur 300er -Serie Austenitic Edelstahl nach den amerikanischen Materialstandards (ANSI oder ASTM). Ihre entsprechenden chinesischen Materialklassen (GB/T) sind 06CR19NI10 (304), 022CR19NI10 (304L), 06CR17NI12MO2 (316) und 022CR17NI12MO2 (316L). Insgesamt werden sie als 18-8 Edelstähle bezeichnet.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, führen die Unterschiede in der Legierungszusammensetzung zu unterschiedlichen physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften. Im Vergleich zu gewöhnlichen Edelstählen bieten sie eine gute Korrosionsbeständigkeit, Wärmefestigkeit und maßgasspflichtige Korrosionsbeständigkeit. 304L hat eine Korrosionsbeständigkeit ähnlich wie 304, bietet jedoch aufgrund seines niedrigeren Kohlenstoffgehalts eine bessere intergranuläre Korrosionsbeständigkeit. 316 und 316L sind molybdänhaltige rostfreie Stähle, die im Vergleich zu 304 und 304L überlegene Korrosions- und Wärmebeständigkeit bieten. In ähnlicher Weise bietet der niedrigere Kohlenstoffgehalt von 316L eine verbesserte intergranuläre Korrosionsbeständigkeit.
Die mechanische Stärke dieser austenitischen Edelstähle ist relativ niedrig. Die Ertragsstärken der Raumtemperatur sind: 304-205 MPa, 304L-170 MPa, 316-210 MPa und 316L-200 MPa. Daher werden von diesen Materialien hergestellte Schrauben als Schrauben mit geringer Faktor als Schrauben angesehen.

Tabelle 1: Kohlenstoffgehalt, Ertragsfestigkeit von Raumtemperatur und empfohlene maximale Betriebstemperatur

2. Warum 304 und 316 Schrauben für Flanschfugen nicht empfohlen werden
Wie bereits erwähnt, können Flanschfugen aufgrund von zwei Hauptfaktoren Leckagen auftreten: Erstens kann der Innendruck die Dichtflächen trennen und die Dichtungsspannung verringert; Zweitens können bei hohen Temperaturen die Schraubenrelaxation oder das Kriechen des Dichtung die Bolzenvorspannung verringern, wodurch die Dichtungsspannung abfällt und zu Leckagen führt.
Bolzenentspannung im Laufe der Zeit ist unvermeidlich. Sogar die anfänglich an das richtigen Drehmoment festgezogenen Schrauben verlieren nach und nach die Vorspannung, insbesondere unter Hochtemperatur- oder zyklischen Bedingungen. Nach 10.000 Betriebsstunden kann der Bolzenlastverlust 50%überschreiten, und dies setzt sich mit längerer Betrieb und höheren Temperaturen fort.
Wenn Flansch und Bolzen aus verschiedenen Materialien bestehen - besonders wenn Flansche Kohlenstoffstahl und Bolzen aus rostfreiem Stahl sind - kann der Unterschied der thermischen Expansionskoeffizienten die Entspannung verschärfen. Beispielsweise ist bei 50 ° C der thermische Expansionskoeffizient aus rostfreiem Stahl (16,51 × 10⁻⁶ /° C) höher als der von Kohlenstoffstahl (11,12 × 10 ° C /° C). Wenn sich das System erwärmt, dehnten die Schrauben mehr als der Flansch, reduzieren die Bolzenvorladung und verursachen möglicherweise Leckagen. Daher wird für Hochtemperaturgeräte empfohlen, dass Flansch- und Bolzenmaterialien ähnliche thermische Expansionskoeffizienten aufweisen.
Aus Abschnitt 1 ist die niedrige mechanische Stärke von 304 und 316 rostfreien Stählen (Ertragsfestigkeit 205–210 MPa) offensichtlich. Um den Bolzenwiderstand gegen Entspannung und Müdigkeit zu verbessern, muss die Installationsvorspannung erhöht werden. Zum Beispiel erfordert das Erreichen von 70% der Stellvertretung der Bolzenmaterial während der Installation höhere Bolzenmaterialien wie mit mittlerer oder hochstärklicher Legierung.
Es ist wichtig zu beachten, dass 304 und 316 in den US -amerikanischen Edelstahl -Bolzenstandards jeweils zwei Klassen: 304 (B8 Cl.1 und B8 Cl.2) und 316 (B8M Cl.1 und B8M Cl.2) haben. CL.1-Schrauben sind mit Lösungen geeastet, während Cl.2-Schrauben zusätzlich kalt gearbeitet werden. Obwohl B8 Cl.2 und B8 Cl.1 eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit aufweisen, weist B8 Cl.2 eine signifikant höhere mechanische Stärke auf. Beispielsweise hat ein 3/4 "B8 Cl.2 Bolt eine Streckgrenze von 550 MPa, mehr als doppelt so hoch wie die von B8 Cl.1 (205 MPa). Chinesische Standards 06CR19NI10 (304) und 06CR17NI12MO2 (316) entsprechen B8 Cl.1 und B8M CL.1.
Aus diesen Gründen empfehlen GB/T 150.3- und GB/T 38343-Standards die Vermeidung von Standardschrauben von 304 (B8 Cl.1) und 316 (B8M Cl.1) für Druckgeräteflansche, insbesondere unter Hochtemperatur- oder zyklischen Bedingungen. Stattdessen sollten B8 CL.2 (S30408) und B8M Cl.2 -Schrauben verwendet werden, um eine unzureichende Bolzenvorladung zu vermeiden.
Es ist auch erwähnenswert, dass die Schrauben mit niedrigem Heften wie 304 und 316 während der Installation ergeben oder sogar zu Bruch kommen können, wenn das Drehmoment nicht ordnungsgemäß gesteuert wird. Sobald diese Schrauben deformiert sind, können sie nicht wiederverwendet werden, da ihr Querschnitt dauerhaft verringert ist, was das Versagensrisiko während der Neuinstallation erhöht.