Segell de la junta de brida: per què no es recomana el material 304 per als cargols?
(1) Quines són les diferències bàsiques entre els materials 304, 304L, 316 i 316L?
304, 304L, 316 i 316L són materials d'acer inoxidable que s'utilitzen habitualment en juntes de brida, incloses brides, elements de segellat i elements de fixació.
304, 304L, 316 i 316L són designacions d'acer inoxidable American Material Standard (ANSI o ASTM) que pertanyen a la sèrie 300 d'acers inoxidables austenítics. Els graus corresponents a l'estàndard de material domèstic (GB/T) són 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Aquest tipus d'acer inoxidable se sol denominar 18-8 acer inoxidable.
Vegeu la taula 1. 304, 304L, 316 i 316L a causa de l'addició d'elements d'aliatge i la quantitat de diferents, les seves propietats físiques, químiques i mecàniques també són diferents, en comparació amb l'acer inoxidable ordinari, tenen una bona resistència a la corrosió, resistència a la calor i propietats de processament. La resistència a la corrosió del 304L és similar a la del 304, però com que el contingut de carboni del 304L és inferior al del 304, la seva resistència a la corrosió intergranular és més forta. 316, 316L és acer inoxidable que conté molibdè, a causa de l'addició d'elements de molibdè, de manera que la seva resistència a la corrosió i resistència a la calor és millor que 304, 304L. De la mateixa manera, com que el contingut de carboni del 316L és inferior al del 316, la seva resistència a la corrosió del cristall és millor. La resistència mecànica dels acers inoxidables austenítics 304, 304L, 316 i 316L és baixa i la resistència a la fluència de 304 és de 205MPa a temperatura ambient i 304L és de 170MPa. El límit elàstic de 316 a temperatura ambient és de 210MPa i el de 316L és de 200MPa. Per tant, els cargols fets amb ells pertanyen a la classe de baixa resistència dels cargols.
Taula 1 Contingut de carboni % Límit de fluència a temperatura ambient MPa Temperatura màxima de funcionament recomanada, grau
304 Menor o igual a 0.08 205 816
304L Menys o igual a 0.03 170 538
316 Menor o igual a 0.08 210 816
316L Menor o igual a 0.03 200 538
(2) Per què la junta de brida no hauria d'utilitzar cargols de materials 304 i 316?
Com s'ha esmentat anteriorment, l'articulació de la brida es deu a l'acció de pressió interna per separar la superfície de segellat de les dues brides, fent que la tensió de la junta disminueixi en conseqüència, i la segona es deu a la relaxació de la junta a alta temperatura o el cargol. en si mateix causat per la fluència de la relaxació de la força del cargol, que també fa que la tensió de la junta disminueixi i la fallada de fuites de la junta de brida.
En el funcionament real, la relaxació de la força del cargol és inevitable i la força del cargol de l'estrenyiment inicial sempre disminueix amb el temps. Especialment a la junta de brida en condicions d'alta temperatura i cicle intens, després de 10,000 hores de funcionament, la pèrdua de càrrega del cargol sovint supera el 50% i disminueix amb la continuació del temps i l'augment de la temperatura.
Quan la brida i el cargol són materials diferents, especialment quan la brida és d'acer al carboni i el cargol és d'acer inoxidable, perquè el coeficient d'expansió tèrmica del pern i el material de la brida és diferent, com ara el coeficient d'expansió tèrmica de l'acer inoxidable a 50 graus ( 16,51 × 10-5 / grau ) és més gran que el coeficient d'expansió tèrmica de l'acer al carboni (11,12 × 10-5 / grau), el dispositiu s'escalfa. Quan l'expansió de la brida és menor que l'expansió del cargol, després de la coordinació de la deformació, la reducció de l'allargament del cargol provoca la relaxació de la força del cargol, que pot provocar la fuita de la junta de la brida. Per tant, quan la brida de l'equip d'alta temperatura i la junta de la brida del tub, especialment el coeficient d'expansió tèrmica de la brida i el material del cargol són diferents, el coeficient d'expansió tèrmica dels dos materials és similar en la mesura del possible.
Es pot veure a (1) que la resistència mecànica de l'acer inoxidable austenític 304 i 316 és baixa, i la resistència a la fluència de 304 a temperatura ambient és de només 205 MPa, i la de 316 només és de 210 MPa. Per tant, per tal de millorar la capacitat d'anti-relaxació i anti-fatiga del cargol, preneu mesures per millorar la força del cargol d'instal·lació, com ara la força màxima del cargol d'instal·lació que es discutirà al fòrum posterior, cal arribar a l'estrès del cargol d'instal·lació. 70% de la resistència a la fluència del material del cargol, per la qual cosa és necessari millorar la resistència del material del cargol, l'ús de material de pern d'aliatge d'alta resistència o resistència mitjana. És fàcil veure que, a més de les juntes de ferro colat, brides no metàl·liques o juntes de cautxú, per a juntes metàl·liques i metàl·liques amb graus de pressió més elevats o tensió de les juntes, 304, 316 d'aquests cargols de material de baixa resistència no poden complir els requisits de segellat. a causa de la força insuficient del cargol.
El que necessita una atenció especial aquí és que 304 i 316 tenen dues categories a l'estàndard de material de cargol d'acer inoxidable dels Estats Units, és a dir, B8 Cl.1 i B8 Cl.2 de 304 i B8M Cl.1 i B8M Cl.2 de 316. Cl. 1 es tracta amb una solució sòlida de carbur, mentre que el Cl.2 es tracta amb reforç de la tensió a més del tractament amb solució sòlida. Tot i que no hi ha cap diferència fonamental entre B8 Cl.2 i B8 Cl.1 en la resistència a la corrosió química, la resistència mecànica de B8 Cl.2 es millora significativament en comparació amb B8 Cl.1, com ara el límit elàstic del cargol B8 Cl.2. el material amb un diàmetre de 3/4 "és de 550 MPa. La resistència a la fluència de tots els diàmetres dels materials de pern B8Cl.1 és només de 205 MPa, més del doble de la diferència entre els dos. L'estàndard de material de pern domèstic 06Cr19Ni10 (304), 06Cr17Ni12Mo2 (316) ), i l'equivalent B8Cl.1 i B8M Cl.1 [Nota: el material del cargol S30408 a GB/T 150.3 "Disseny de la part III del recipient a pressió" és equivalent a B8 Cl.2.
Tenint en compte les raons anteriors, GB/T 150.3 i GB/T38343 "Normes tècniques per a la instal·lació de la junta de brida" estipulen que els cargols de material habituals 304 (B8 Cl.1) i 316 (B8M Cl.1) per a brides i canonades d'equips a pressió No es recomanen les brides, especialment en condicions d'alta temperatura i cicles intensos. S'han de substituir B8 Cl.2 (S30408) i B8M Cl.2 per evitar forces baixes dels cargols de muntatge.
Val la pena assenyalar que quan s'utilitzen materials de cargol de baixa resistència, com ara 304 i 316, fins i tot en l'etapa d'instal·lació, el cargol pot superar la resistència elàstica del material o fins i tot trencar-se a causa de l'absència de control de parell. Naturalment, si hi ha una fuita a la prova de pressió o a l'inici de l'operació, fins i tot si el cargol continua apretant, la força del cargol no augmentarà i la fuita no es pot evitar. A més, aquests cargols no es poden reutilitzar després de l'eliminació, perquè els cargols han produït una deformació permanent, la mida de la secció del cargol es fa més petita i la instal·lació és fàcil de trencar.