Flange Joint Sealing - Kwa nini vifaa 304 havipendekezwi kwa bolts?
Wakati chuma cha kaboni au flange za chuma cha pua hutumiwa na bolts 304 za vifaa katika kuziba kwa pamoja flange, matatizo ya kuvuja mara nyingi hutokea wakati wa operesheni. Hotuba hii itafanya uchambuzi wa ubora wa jambo hili.
(1) Kuna tofauti gani za msingi kati ya vifaa vya 304, 304L, 316 na 316L?
304, 304L, 316 na 316L ni madaraja ya chuma cha pua ambayo hutumiwa sana katika viungo vyenye ncha kali ikiwa ni pamoja na flanges, vitu vya kuziba na fasteners.
304, 304L, 316 na 316L ni majina ya daraja la chuma cha pua ya Kiwango cha Amerika cha Vifaa (ANSI au ASTM), ambayo ni ya mfululizo wa 300 wa chuma cha pua cha austenitic. Madaraja yanayolingana na viwango vya vifaa vya ndani (GB/T) ni 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L). Aina hii ya chuma cha pua kwa kawaida hujulikana kama chuma cha pua cha 18-8.
Tazama Jedwali namba 1, 304, 304L, 316 na 316L zina mali tofauti za kimwili, kemikali na mitambo kutokana na kuongezwa kwa vitu na kiasi. Ikilinganishwa na chuma cha kawaida cha pua, wana upinzani mzuri wa kutu, upinzani wa joto na utendaji wa usindikaji . Upinzani wa kutu wa 304L ni sawa na ule wa 304, lakini kwa sababu maudhui ya kaboni ya 304L ni ya chini kuliko ile ya 304, upinzani wake kwa kutu ya intergranular ni nguvu. 316 na 316L ni chuma cha pua chenye molybdenum. Kutokana na kuongezwa kwa molybdenum, upinzani wao wa kutu na upinzani wa joto ni bora kuliko ule wa 304 na 304L. Kwa njia hiyo hiyo, kwa sababu maudhui ya kaboni ya 316L ni ya chini kuliko ile ya 316, uwezo wake wa kupinga kutu ya fuwele ni bora. Chuma cha pua cha austenitic kama vile 304, 304L, 316 na 316L vina nguvu ya chini ya mitambo. Joto la chumba hutoa nguvu ya 304 ni 205MPa, 304L ni 170MPa; joto la chumba hutoa nguvu ya 316 ni 210MPa, na 316L ni 200MPa. Kwa hivyo, bolts zilizotengenezwa kwao ni za bolts za daraja la chini.
Jedwali 1 Maudhui ya Kaboni, % Joto la chumba hutoa nguvu, MPa Inapendekezwa joto la juu la huduma, °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) Kwa nini viungo vya flange visitumie bolts za vifaa kama vile 304 na 316?
Kama ilivyoelezwa katika mihadhara iliyopita, kiungo cha flange kwanza hutenganisha nyuso za kuziba kwa flange mbili kutokana na hatua ya shinikizo la ndani, na kusababisha kupungua sambamba kwa msongo wa mawazo wa gesi, na pili, kupumzika kwa nguvu ya bolt kutokana na kupumzika kwa creep ya gasket au creep ya bolt yenyewe kwa joto la juu , pia hupunguza msongo wa mawazo wa gesi, ili kiungo cha flange kivuje na kushindwa.
Katika operesheni halisi, kupumzika kwa nguvu ya bolt ni jambo lisiloepukika, na nguvu ya awali ya bolt inayokaza daima itashuka kwa muda. Hasa kwa viungo vya flange chini ya joto kali na hali mbaya ya mzunguko, baada ya masaa 10,000 ya operesheni, hasara ya mzigo wa bolt mara nyingi itazidi 50%, na itahudhuria na mwendelezo wa wakati na ongezeko la joto.
Wakati flange na bolt zinatengenezwa kwa vifaa tofauti, hasa wakati flange imetengenezwa kwa chuma cha kaboni na bolt imetengenezwa kwa chuma cha pua, mgawo wa upanuzi wa joto 2 wa nyenzo za bolt na flange ni tofauti, kama vile mgawo wa upanuzi wa joto wa chuma cha pua kwa 50 ° C (16.51×10-5 / ° C) ni kubwa kuliko mgawo wa upanuzi wa joto wa chuma cha kaboni (11.12×10-5 / ° C). Baada ya kifaa kupashwa moto, wakati upanuzi wa flange ni mdogo kuliko upanuzi wa bolt, baada ya uharibifu kuratibiwa, uingizaji wa bolt hupungua, na kusababisha nguvu ya bolt kupungua. Ikiwa kuna ulegevu wowote, inaweza kusababisha kuvuja kwa kiungo cha flange. Kwa hivyo, wakati vifaa vya joto la juu flange na flange ya bomba vimeunganishwa, hasa coefficients ya upanuzi wa joto ya vifaa vya flange na bolt ni tofauti, coefficients ya upanuzi wa joto ya vifaa viwili inapaswa kuwa karibu iwezekanavyo.
Inaweza kuonekana kutoka (1) kwamba nguvu ya mitambo ya chuma cha pua cha austenitic kama vile 304 na 316 ni ya chini, na joto la chumba hutoa nguvu ya 304 ni 205MPa tu, na ile ya 316 ni 210MPa tu. Kwa hivyo, ili kuboresha uwezo wa kupambana na kupumzika na kupambana na uchovu wa bolts, hatua za kuongeza nguvu ya bolt ya bolts za ufungaji huchukuliwa. Kwa mfano, wakati nguvu ya juu ya bolt ya usakinishaji inatumika katika jukwaa la ufuatiliaji, inahitajika kwamba mkazo wa bolts za usakinishaji kufikia 70% ya nguvu ya mavuno ya vifaa vya bolt, ili daraja la nguvu la vifaa vya bolt lazima liboreshwe, na vifaa vya juu vya bolt ya chuma au vya kati vinatumika. Ni wazi, isipokuwa kwa chuma cha kutupwa, flange zisizo za metali au gesi za mpira, kwa gesi za nusu metali na chuma zenye flanges za daraja la juu la shinikizo au gesi zenye msongo mkubwa wa mawazo, bolts zilizotengenezwa kwa vifaa vyenye nguvu ndogo kama vile 304 na 316, kwa sababu ya nguvu ya bolt Haitoshi kukidhi mahitaji ya kuziba. Kinachohitaji umakini maalum hapa ni kwamba katika kiwango cha vifaa vya chuma cha pua cha Amerika, 304 na 316 vina makundi mawili, ambayo ni B8 Cl.1 na B8 Cl.2 ya 304 na B8M Cl.1 na B8M Cl.2 ya 316. Cl.1 ni suluhisho thabiti linalotibiwa na carbides, wakati Cl.2 inapitia shida kuimarisha matibabu pamoja na matibabu thabiti ya suluhisho. Ingawa hakuna tofauti ya msingi katika upinzani wa kemikali kati ya B8 Cl.2 na B8 Cl.1, nguvu ya mitambo ya B8 Cl.2 imeboreshwa sana jamaa na B8 Cl.1, kama vile B8 Cl.2 na kipenyo cha 3 / 4 " Nguvu ya mavuno ya vifaa vya bolt ni 550MPa, wakati nguvu ya mavuno ya nyenzo ya bolt ya B8 Cl.1 ya vipenyo vyote ni 205MPa tu, Tofauti kati ya hizo mbili ni zaidi ya mara mbili. Viwango vya vifaa vya bolt vya ndani 06Cr19Ni10 (304), 06Cr17Ni12Mo2(316), na B8 Cl.1 ni sawa na B8M Cl.1. [Kumbuka: Vifaa vya bolt S30408 katika GB / T 150.3 "Pressure Vessel Part Three Design" ni sawa na B8 Cl.2; S31608 ni sawa na B8M Cl.1.
Kwa kuzingatia sababu zilizo hapo juu, GB / T 150.3 na GB / T38343 "Kanuni za Kiufundi za Usakinishaji wa Pamoja wa Flange" zinaeleza kuwa flange za vifaa vya shinikizo na viungo vya flange ya bomba hazishauriwi kutumia 304 ya kawaida (B8 Cl.1) na 316 (B8M Cl. . 1) Bolts za vifaa, hasa katika joto kali na hali mbaya ya mzunguko, zinapaswa kubadilishwa na B8 Cl.2 (S30408) na B8M Cl.2 ili kuepuka nguvu ya chini ya bolt ya usakinishaji.
Ikumbukwe kwamba wakati vifaa vya bolt vyenye nguvu ya chini kama vile 304 na 316 vinatumika, hata wakati wa hatua ya usakinishaji, kwa sababu torque haijadhibitiwa, bolt inaweza kuwa imezidi nguvu ya mavuno ya nyenzo, au hata kuvunjika. Kwa kawaida, ikiwa uvujaji utatokea wakati wa mtihani wa shinikizo au kuanza kwa operesheni, hata kama bolts zitaendelea kuimarishwa, nguvu ya bolt haitapanda na uvujaji hauwezi kusimamishwa. Kwa kuongezea, bolts hizi haziwezi kutumika tena baada ya kutengwa, kwa sababu bolts zimepitia uharibifu wa kudumu, na ukubwa wa sehemu ya msalaba wa bolts umekuwa mdogo, na wanakabiliwa na kuvunjika baada ya kusakinishwa tena.
