Заптивка прирубничког споја - Зашто се 304 материјал не препоручује за завртње?
(1) Које су основне разлике између 304, 304Л, 316 и 316Л материјала?
304, 304Л, 316 и 316Л су материјали од нерђајућег челика који се обично користе у прирубничким спојевима, укључујући прирубнице, заптивне елементе и причвршћиваче.
304, 304Л, 316 и 316Л су ознаке америчког стандарда материјала (АНСИ или АСТМ) од нерђајућег челика који припадају 300 серији аустенитних нерђајућих челика. Одговарајуће оцене домаћем стандарду материјала (ГБ/Т) су 06Цр19Ни10 (304), 022Цр19Ни10 (304Л), 06Цр17Ни12Мо2 (316), 022Цр17Ни12Мо2 (316Л). Овај тип нерђајућег челика се обично назива 18-8 нерђајући челик.
Видети табелу 1. 304, 304Л, 316 и 316Л због додавања легирајућих елемената и количине различитих, њихова физичка, хемијска и механичка својства су такође различита, у поређењу са обичним нерђајућим челиком, имају добру отпорност на корозију, отпорност на топлоту и својства обраде. Отпорност на корозију 304Л је слична оној код 304, али пошто је садржај угљеника у 304Л нижи од оног код 304, његова интергрануларна отпорност на корозију је јача. 316, 316Л је нерђајући челик који садржи молибден, због додатка молибденског елемента, тако да је његова отпорност на корозију и топлоту боља од 304, 304Л. Слично томе, пошто је садржај угљеника 316Л нижи од 316, његова отпорност на корозију кристала је боља. Механичка чврстоћа аустенитног нерђајућег челика 304, 304Л, 316 и 316Л је ниска, а граница попуштања 304 је 205МПа на собној температури, а 304Л је 170МПа. Граница течења 316 на собној температури је 210 МПа, а 316Л је 200 МПа. Дакле, вијци направљени од њих припадају класи вијака ниске чврстоће.
Табела 1 Садржај угљеника % Граница течења на собној температури МПа Препоручена максимална радна температура, степен
304 Мање или једнако 0.08 205 816
304Л Мање или једнако 0.03 170 538
316 Мање или једнако 0.08 210 816
316Л Мање или једнако 0.03 200 538
(2) Зашто прирубнички спој не би требало да користи завртње од 304 и 316 материјала?
Као што је раније поменуто, прирубнички спој је последица дејства унутрашњег притиска да одвоји заптивну површину две прирубнице, што доводи до смањења напрезања заптивке у складу са тим, а друго је последица опуштања заптивке при пузању на високој температури или завртња. сама узрокована пузањем опуштања силе завртња, што такође узрокује смањење напрезања заптивке и квар прирубничког споја.
У стварном раду, опуштање силе завртња је неизбежно, а сила почетног затезања увек опада са временом. Нарочито у прирубничким спојевима под условима високе температуре и интензивног циклуса, након 10,000 сати рада, губитак оптерећења завртња често прелази 50% и смањује се са наставком времена и повећањем температуре.
Када су прирубница и вијак различити материјали, посебно када је прирубница угљенични челик, а вијак је од нерђајућег челика, јер је коефицијент термичке експанзије материјала завртња и прирубнице различит, као што је коефицијент топлотног ширења нерђајућег челика на 50 степени ( 16,51×10-5 / степен) је већи од коефицијента термичког ширења угљеничног челика (11,12×10-5 / степен), уређај се загрева. Када је експанзија прирубнице мања од експанзије завртња, након координације деформације, смањење издужења вијка узрокује опуштање силе вијка, што може довести до цурења прирубничког споја. Стога, када су прирубница опреме за високе температуре и спој прирубнице цеви, посебно коефицијент топлотног ширења прирубнице и материјала завртња, различити, коефицијент топлотног ширења два материјала је сличан колико год је то могуће.
Из (1) се може видети да је механичка чврстоћа аустенитног нерђајућег челика 304 и 316 ниска, а граница течења 304 на собној температури је само 205 МПа, а 316 само 210 МПа. Стога, да бисте побољшали способност опуштања и замора завртња, предузмите мере за побољшање силе завртња за уградњу, као што је максимална сила завртња за уградњу о којој ће се расправљати на следећем форуму, потребно је да се напон завртња за уградњу постигне 70% границе попуштања материјала завртња, тако да је потребно побољшати чврстоћу материјала за вијке, коришћење материјала за вијке високе чврстоће или средње чврстоће од легираног челика. Лако је видети да, поред ливеног гвожђа, неметалних прирубница или гумених заптивки, за полуметалне и металне заптивке са вишим степеном притиска или напрезања заптивке, 304, 316 такви завртњи од материјала мале чврстоће не могу да испуне захтеве за заптивање због недовољне силе завртња.
Овде треба обратити посебну пажњу на то да 304 и 316 имају две категорије у стандарду за материјале за вијке од нерђајућег челика Сједињених Држава, наиме Б8 Цл.1 и Б8 Цл.2 од 304 и Б8М Цл.1 и Б8М Цл.2 од 316. Цл. 1 се третира чврстим раствором карбида, док се Цл.2, поред третмана чврстим раствором, третира деформационим ојачањем. Иако не постоји фундаментална разлика између Б8 Цл.2 и Б8 Цл.1 у отпорности на хемијску корозију, механичка чврстоћа Б8 Цл.2 је значајно побољшана у поређењу са Б8 Цл.1, као што је граница течења Б8 Цл.2 вијка материјал пречника 3/4" је 550МПа. Граница течења свих пречника Б8Цл.1 материјала за вијке је само 205МПа, што је више од двоструке разлике између ова два. Домаћи стандард материјала за вијке 06Цр19Ни10(304), 06Цр17Ни12Мо2(316 ), и еквивалент Б8Цл.1 и Б8М Цл.1 [Напомена: Материјал завртња С30408 у ГБ/Т 150.3 „Дизајн посуде под притиском“ је еквивалентан Б8М Цл.1.
Имајући у виду горе наведене разлоге, ГБ/Т 150.3 и ГБ/Т38343 „Технички прописи за уградњу прирубничких спојева“ предвиђају да се за прирубнице опреме под притиском и цеви користе уобичајени завртњи од 304 (Б8 Цл.1) и 316 (Б8М Цл.1). прирубнице се не препоручују, посебно у условима високе температуре и интензивног циклуса. Б8 Цл.2(С30408) и Б8М Цл.2 треба заменити да би се избегле мале силе монтажних вијака.
Вреди напоменути да када се користе материјали за вијке мале чврстоће као што су 304 и 316, чак иу фази уградње, вијак може премашити границу течења материјала или се чак сломити због одсуства контроле обртног момента. Наравно, ако дође до цурења у тесту притиска или почетку рада, чак и ако вијак настави да се затеже, сила вијка неће расти и цурење се не може спречити. Поред тога, ови вијци се не могу поново користити након уклањања, јер су завртњи произвели трајну деформацију, величина пресека завртња постаје мања, а онда се инсталација лако може сломити.
