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。
����� �������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2 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
- 2024-03-11
王大真到田家河园区和楚星����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������片区现场办公 - 2023-03-14
王大真一行到化机公司现场办公 - 2022-09-19
王大真一行到股份公司、化机公司����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������现场办公 - 2022-05-23
高效执行展实力 规范施工����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������创品牌 - 2022-04-26
化机公司召开党委(扩大)会议专题研究党建工作 - 2022-01-14
祝贺!化机公司首批新一代换����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������热器产品成功交付 - 2021-12-23
【学习贯彻宜昌市第七次党代会精神】化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������机公司:学深悟透 知行合一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� - 2021-11-26
王大真到化机公司现场办公 - 2021-11-17
中共中央关于党的百年奋斗重大成就和����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������历史经验的决议 - 2021-11-13
宜化化机:关爱职工健康 开展����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������职业健康体检