您好,欢迎访问湖北宜化集团化工机����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������械设备制造安装有限公司!
压力容器
联系我们
宜化化机
邮箱:yihuahuaji123@����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������163.com
电话:186-7173-0943
地址:湖北省宜昌市猇亭大道399号
当前位置: 首页 > 解决方案 > 压力容器

压力容器

法兰连接,为啥不用304����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������螺栓?
发布时间:2024-03-24 19:31:5����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������3浏览次数:1106

  在法兰接头密封中当碳钢或不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������锈钢法兰配用 304 材料螺栓时,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������在运行状态时常会发生泄漏问题。本讲 将对此作������� �������Ƴ������������ �������Ƴ���������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ��������一定性的剖析。


    (1) 304、3����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������04L、316 和 316L����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������ 材料有什么基本区别?


    304、304L、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������316 和 316L 是法兰接头(包括法兰����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、密封元件和紧固件)中通常选����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用的不锈钢种材料。


    304、304L����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、316 和 316L 是美国材料标准(ANS����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������I 或 ASTM)的不锈钢种代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������号,隶属于奥氏体不锈钢的 30����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������0 系列一类钢。与国内材料标准(GB����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������/T)对应的牌号是 06Cr19Ni����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������10(304)、022Cr19Ni10����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������(304L)、06Cr17Ni12Mo2 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������ (316)、022Cr17Ni12Mo����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������2(316L)。通常把这类不锈钢统称为 18—8不锈钢。

法兰连接,为啥不用304螺栓?(图3)

    ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������参见表 1,304、30����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������4L、316 和 316L 由于加入合金元素和加����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������入量的不同,其理化和机械性能也是不同的, 与����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������普通不锈钢相比,它们具有良好的耐蚀性、耐����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������热性和加工性能。304L 的耐蚀性与 304 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������相似,但因 304L 的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������含碳量比304低,故其抗晶间腐蚀能力更����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������强。316、316L 是含钼不锈钢,因添����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������加钼元素,故其耐蚀性和 耐热性比30����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������4、304L 更优异����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。同理,因316L 的含碳量比3����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������16 低,故其抗晶腐蚀能力更优良。304、304����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������L、316 和 316L 一类奥����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氏体不锈钢的力学强度低,304的室温屈����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������服强度为205MPa,304L 为 170M����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Pa;316 的室温 屈服��������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������� �������Ƴ�������强度为210M����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Pa,316L 为 200����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������MPa。因此,用它们制作����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的螺栓属于低强度级别的螺栓����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。



表 1 含碳量,% 室温屈服强度,MPa ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������推荐最高使用温度,℃ 

304   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������; 0.08    ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 205   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;     &n����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������bsp;      ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;816 

304L   0.03     ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������   170 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������       &n����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������bsp;   &nbs����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������p;  538 

316   &����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������nbsp;0.08    ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������    210&n����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������bsp;      ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������;    ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;    816

316L   0.03    &nb����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������sp;   200  ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;       ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������  538 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;


  (2) 为什么法����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������兰接头不应采用 304 和 316 等一类����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������材料的螺栓? 

   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������ 如前面几讲所述,法兰接头一是因内压力����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������作用使两法兰����� ������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������������Ƴ�������密封面分离,引起����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������垫片应力相应减少,二是因 高温下垫片����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������蠕变松弛或螺栓本身蠕变引起螺栓力松����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������弛,同样使垫片应力下降,以至法兰接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������头发生泄漏失效。


    实际运行中,螺栓力����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������松弛是不可避免的,初始拧紧的螺栓力����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������总会随时间而有所跌落。特别是处于����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������高温 和剧烈循环工况的法兰接头,经过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������10000 小时运行后,螺栓载荷����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������损失常会超过50%,并随时间����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������的延续和温度 的提高而衰减下去。


    当法兰和螺栓为不同����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一材料,尤其当法兰为碳钢,螺栓为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������不锈钢时,因螺栓和法兰材料的热膨胀系数不同,如 50℃下不锈钢的热膨胀系数(����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������16.51×10-5/℃)比碳钢热膨胀系数(11����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������.12×10-5/℃)大,装置升温后,当法兰的����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������膨胀量小于螺栓的膨胀量时,在变形协调后,螺栓����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������伸长量减小引起螺栓力的松弛,就可能 导致法����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������兰接头发生泄漏。因此,高温����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的设备法兰和管法兰接头时,特别是法兰和螺栓����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������材料的热膨胀系数不同,尽可能使两����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������者材料的热膨胀系数相近。


   ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������ 由(1)可见,304 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和 316 一类奥氏体不锈钢的力学强度低,304����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������ 的室温屈服强度仅为205MP����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������a,316 也只有2����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������10MPa。因此,为了提高螺栓抗松弛和抗疲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������劳的能力,采取提高安装螺栓力的措施,如����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������在后续的讲坛中 将会讲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������到采用最大安装螺栓力时,要����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������求安装螺栓应力达到 70%的螺栓材料屈服强度,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������这样就必须提高螺栓 材料的强����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������度等级,采用高强度或中强度合金钢螺栓����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������材料。显易而见,除铸铁������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������、非����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������金属法兰或橡胶垫片外,对于压����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������力等级较高法兰或垫片应力较大的半金属����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和金属垫片,304、316 这类����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������低强度材料螺栓,因螺栓力不够而达不到密封����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������要求。


    这里需����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������要特别关注的是在美国不锈钢螺栓材料标准中304����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和316分别有两个类别,即304的B8 C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������l.1和B8 Cl.2 以及 316 的 ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������� B8M Cl.1 和 B8M ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������Cl.2。Cl.1 是经过碳化物固溶处理,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������而 Cl.2 除固溶处理外,还经过 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������应变强化处理。虽然 B8 Cl.2 和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������� B8 Cl.1 在耐化学腐蚀性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������上没有根本区别,但相对 B8 Cl.1,B8 C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������l.2 的 力学强度获得相当提高,如直径����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������为3/4”的B8 C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������l.2 螺栓材料的屈服强度为550MP����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������a,而所有直径的 B8 C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������l.1 螺栓材料的屈服强度仅为205MP����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������a,两者相差两倍以上。国内螺栓材料标准中的 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������06Cr19Ni10(304)、06Cr17����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������Ni12Mo2(316),与B8 Cl.1 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和 B8M Cl.1 相当。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������[注:GB/T 150.3《压力容器 第三部分����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������ 设计》中的螺栓材料 S30408 与 B8 C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������l.2 相当;S31608 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������与 B8M Cl.1 相当。


   ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������; 鉴于以上原因,GB/T ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������150.3 和 GB/T38343《法兰接头����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������安装技术规定》中,规定承压����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������设备法兰和管法兰接头不推荐使用通常的 304����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������(B8 Cl.1)和 316(B8����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������M Cl.1)材料的螺栓,尤其在高温和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ���������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ���������剧烈循环工况,应更替为 B8 Cl.2����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������(S30408) 和 B8M Cl.����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������2,以避免低下的安装螺栓力。


    值得注����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������意的是当采用 304、31����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������6 这类低强度螺栓材料,甚至在安装阶段,由����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������于没有对扭矩进行控制,螺栓可能����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������已超过材料屈服强度,甚至发生断����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������裂。自然,若耐压试验或开����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������始运行就出现了泄漏,即使����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������继续拧紧螺栓,螺栓力也上不去,不能阻����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������止泄漏。此外,这些螺栓拆卸后不能重复����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������使用,因螺栓已经产生了永久变形,螺栓截����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������面尺寸变小,再安装就容易发生拧断

更多>>

推荐新闻