(1) Какви са основните разлики между 304,304L, 316 и316Lматериали?
304, 304L, 316 и 316L са материали от неръждаема стомана, които обикновено се използват във фланцови съединения (включително фланци, уплътнителни елементи и крепежни елементи).
304, 304L, 316 и 316L са кодове за качество на неръждаема стомана на американските стандарти за материали (ANSI или ASTM), които принадлежат към серията 300 на аустенитна неръждаема стомана. Класовете, съответстващи на местните стандарти за материали (GB/T), са 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Този тип неръждаема стомана обикновено се нарича 18-8 неръждаема стомана.
| Поцинкована стомана |
304, 304L, 316 и 316L имат различни физични, химични и механични свойства поради различни легиращи елементи и количества. В сравнение с обикновената неръждаема стомана, те имат добра устойчивост на корозия, устойчивост на топлина и производителност на обработка. Устойчивостта на корозия на 304L е подобна на тази на 304, но тъй като съдържанието на въглерод на 304L е по-ниско от това на 304, способността му да устои на междукристална корозия е по-силна. 316 и 316L са неръждаеми стомани, съдържащи молибден. Благодарение на добавянето на молибден, тяхната устойчивост на корозия и устойчивост на топлина са по-добри от тези на 304 и 304L. По същия начин, тъй като въглеродното съдържание на 316L е по-ниско от това на 316, неговата устойчивост на кристална корозия е по-добра. 304, 304L, 316 и 316L аустенитни неръждаеми стомани имат ниска механична якост. Границата на провлачване при стайна температура на 304 е 205MPa, а 304L е 170MPa; границата на провлачване при стайна температура на 316 е 210MPa, а 316L е 200MPa. Следователно болтовете, направени от тях, принадлежат към класа на болтовете с ниска якост.
Таблица 1 Съдържание на въглерод, % Граница на провлачване при стайна температура, MPa Препоръчителна максимална работна температура, градус
304 По-малко или равно на 0.08 205 816
304L По-малко или равно на 0.03 170 538
316 По-малко или равно на 0.08 210 816
316L По-малко или равно на 0.03 200 538
(2) Защо фланцовите съединения не трябва да използват болтове, направени от материали като 304 и 316?
Както бе споменато в предишните лекции, първата причина за фланцовите съединения е, че уплътнителните повърхности на двата фланеца са разделени поради вътрешното налягане, което води до съответно намаляване на напрежението на уплътнението; втората причина е, че силата на болта се отпуска поради релаксацията на пълзене на уплътнението или пълзенето на самия болт при високи температури. , което също намалява напрежението на уплътнението, което води до изтичане и повреда на фланцовото съединение.
При действителна работа отпускането на силата на болта е неизбежно и първоначалната сила на затягане на болта винаги ще намалява с времето. Особено за фланцови съединения при висока температура и тежки циклични условия, след 10, 000 часа работа, загубата на натоварване на болтовете често ще надвишава 50% и ще намалява с времето и повишаването на температурата.
Когато фланецът и болтовете са направени от различни материали, особено когато фланецът е изработен от въглеродна стомана и болтовете са от неръждаема стомана, коефициентите на топлинно разширение на материалите на болта и фланеца са различни. Например, коефициентът на топлинно разширение на неръждаема стомана при 50 градуса (16,51×10-5/градус) е по-голям от коефициента на топлинно разширение на въглеродната стомана (11,12×10-5/градус). След като устройството се загрее, когато разширението на фланеца е по-малко от разширението на болта, след координиране на деформацията, удължението на болта намалява, което води до намаляване на силата на болта. Разхлабването може да доведе до изтичане на фланцовото съединение. Следователно, когато свързвате фланци за високотемпературно оборудване и фланци за тръби, особено когато коефициентите на топлинно разширение на материалите на фланеца и болта са различни, коефициентите на топлинно разширение на двата материала трябва да бъдат възможно най-близки.
От (1) може да се види, че механичната якост на аустенитните неръждаеми стомани като 304 и 316 е ниска. Границата на провлачване при стайна температура на 304 е само 205MPa, а тази на 316 е само 210MPa. Следователно, за да се подобри способността на болтовете да издържат на отпускане и умора, се вземат мерки за увеличаване на силата на монтажния болт. Например, в следващите форуми ще бъде споменато, че когато се използва максималната сила на монтажния болт, напрежението на монтажния болт е необходимо да достигне 70% от границата на провлачване на материала на болта. , така че е необходимо да се подобри нивото на якост на материалите на болтовете и да се използват материали за болтове от легирана стомана с висока якост или средна якост. Очевидно е, че в допълнение към чугун, неметални фланци или гумени уплътнения, за фланци с по-високи нива на налягане или полуметални и метални уплътнения с голямо напрежение на уплътнението, болтове с ниска якост на материала като 304 и 316, поради силата на болта Не е достатъчна, за да отговори на изискванията за уплътняване.
Това, което се нуждае от специално внимание тук, е, че в американските стандарти за болтови материали от неръждаема стомана, 304 и 316 имат съответно две категории, а именно B8 Cl.1 и B8 Cl.2 от 304 и B8M Cl.1 и B8M Cl.2 от 316. Cl .1 е претърпял обработка с твърд разтвор на карбид, докато Cl.2 е претърпял обработка за усилване на деформацията в допълнение към обработката с твърд разтвор. Въпреки че няма фундаментална разлика в устойчивостта на химическа корозия между B8 Cl.2 и B8 Cl.1, механичната якост на B8 Cl.2 е значително подобрена в сравнение с B8 Cl.1, като B8 Cl.2 с диаметър 3 /4". Границата на провлачване на материала на болта е 550MPa, докато границата на провлачане на материалите на болта B8 Cl.1 от всички диаметри е само 205MPa, което е повече от два пъти разликата. 06Cr19Ni10 (304) и 06Cr17Ni12Mo2 (316) в домашни условия стандартите за материал на болта са различни от B8 Cl.1 е еквивалентен на B8M Cl.1 [Забележка: Материалът на болта S30408 в GB/T 150.3 „Конструкция на съд под налягане, част 3“ е еквивалентен на B8 Cl.2; S31608 е еквивалентен на B8M Кл.1.
С оглед на горните причини, GB/T 150.3 и GB/T 38343 „Технически регламенти за монтаж на фланцови съединения“ постановяват, че не се препоръчва използването на обичайните 304 (B8 Cl. 1) и 316 (B8M Cl) за фланци за оборудване под налягане и фланцови съединения на тръби. .1) Материалите на болтовете, особено при условия на висока температура и тежки цикли, трябва да бъдат заменени с B8 Cl.2 (S30408) и B8M Cl.2, за да се избегне ниска сила на монтажния болт.
Заслужава да се отбележи, че когато се използват материали за болтове с ниска якост като 304 и 316, дори по време на етапа на монтаж, болтът може да превиши границата на провлачване на материала или дори да се счупи поради липсата на контрол на въртящия момент. Естествено, ако възникне теч по време на изпитването под налягане или в началото на работа, дори ако болтовете продължат да се затягат, силата на болта няма да се увеличи и течът няма да бъде предотвратен. В допълнение, тези болтове не могат да се използват повторно, след като са били разглобени, тъй като болтовете са били трайно деформирани и размерът на напречното сечение на болтовете е станал по-малък и те са склонни към усукване и счупване при повторно инсталиране.
