用于法兰的螺栓(ASME B16.5)

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什么是螺栓螺栓?凸缘的螺栓螺栓由完全螺纹钢棒和两个重型六角形钢螺母组成。螺柱插入法兰孔中并拧紧以密封一个法兰接头。凸缘连接所需的数量,长度,螺柱的直径取决于法兰类型,直径和等级(根据)ASME法兰螺栓图表)。

螺栓和坚果

螺柱螺栓由一个螺纹钢棒和两个(匹配)六角形重型螺母组成。螺栓螺栓和螺母是法兰接头的必需组件,因为它们是密封法兰接头的关键。

螺栓螺栓材料

螺栓螺栓有多个直径和长度的组合,公制和帝国,以及各种来自碳钢到合金的材料,不锈钢和镍合金(常见的等级为:ASTM A193 B7,L7,B8,B8M,B16,合金20,纪念碑,哈氏合金,Inconel,17-4ph,钛等)。这些成绩在本文中讨论。

六角钢螺母的材料应匹配螺纹杆的材料(一般,螺柱材料ASTM A193与螺母材料ASTM A194匹配)。

ASME B16.5规格涵盖ASME法兰的螺栓和螺母(所需螺柱螺栓的数量,直径和长度,即“法兰螺栓图”)法兰直径,压力级和面部饰面(rf,ff,rtj)。

螺栓(螺纹杆)

螺柱(螺纹杆)

螺柱是插入配合凸缘的孔中的螺纹杆,然后通过向两端施加特定扭矩来拧紧到钢螺母中。

螺柱螺栓长度(OAL / FTF)

螺柱的长度可以作为总长度(即,“OAL”)或作为“第一可用线程的第一可用线程”(即“FTF”)测量。

可以通过减去四分之一英寸到OAL长度来计算FTF长度,并且是管道应用的标准螺柱长度测量。

不同直径和额定值的法兰需要不同的长度和直径的缝合。
OAL和FTF螺柱长度

螺柱螺栓螺纹螺距和螺纹系列

螺柱根据所设定的规格进行螺纹ASME B1.1.
术语“螺距”是指螺纹角度的陡度,其在每英寸的螺纹中测量。

最常用的线程是具有“V-Profile”的对称线程间距型(60度角),由于与非对称类型相比,制造商更容易检查。

螺纹序列涉及直径和俯仰组合,由每英寸的螺纹数(“TPI”)施加到单个直径:

  • 粗螺纹系列(UNC / Unrc):UNC是螺钉,螺栓和螺母最常见的类型。粗螺纹用于低强度材料中的螺纹,如铁,低碳钢,铜和更柔软的合金,铝等。粗螺纹也更容易耐受不利条件,便于快速装配
  • 细小螺纹系列(UNF / UNRF):不广泛用于精确职责,并且当需要更高的拉伸强度时(Vs.粗螺纹系列)
  • 8线系列(8UN)是几种ASTM标准的选修线方法,包括A193 B7,A193 B8 / B8M和A320。该系列广泛用于从一英寸向上的直径

ASTM A193或A320规格覆盖的螺柱螺栓用于所有直径1“及以上的8U,这意味着这些尺寸为8个螺纹。对于任何其他材料等级,买方应指定螺距,除非适用的ASTM规范给出。

螺栓螺纹间距V音高60度

螺栓螺栓的坚果

为了固定螺柱,两根重六角钢螺母必须螺栓固定在杆的相对端。

螺柱和钢螺母由于其各自的螺纹之间存在的摩擦而完美地连接,通过螺栓的轻微拉伸和两个连接部件的压缩。

重六角坚果

在过去,钢螺母具有平方头。如今,六角形头螺母(具有6个侧面代替4),完全更换了较旧的形状,因为它们可以更快,更有效地拧紧螺柱。

用于石化应用的坚果被收紧到a特定扭矩使用特殊扭矩扳手。钢螺母材料的机械强度应与配合螺栓的强度相容。

螺栓螺栓重型螺母的尺寸和重量由ASME B18.2.2规范覆盖。

螺柱VS螺栓

常见问题是螺柱和螺栓之间有什么区别?

答案是螺柱是金属杆或轴,其在两侧上具有螺纹(如上图所示)并且需要两个重型六角形螺母被锯齿化;螺栓是一个紧固件,一侧具有“内置”的头螺母,并且需要一个待锯齿的单个螺母。

双头螺栓螺栓
螺柱与螺栓(左侧图像上的螺柱,右侧图像上的螺栓)

螺栓材料

用于螺栓螺栓(用于凸缘)的最常见的材料是ASTM A193(B7,B8,B8M,B8T),ASTM A453(660级),ASTM A320(级L7,L7M)和ASTM A182(双面和超级双面螺栓)。对于侵蚀性液体和环境,螺柱螺栓可涂有木聚糖,木龙和其他材料。

ASTM A193螺栓(高温)

ASTM A193规范涵盖了高温或高压服务的合金 - 钢和不锈钢螺栓螺栓材料。

ASTM A193 Stud螺栓可用于国家粗(UNC)螺纹间距,通常用于传统应用,这意味着有8个螺纹(“每英寸螺纹”),用于杆直径以上1英寸。B7是螺栓螺栓最常见的规格等级。

螺栓材料
螺纹螺栓

ASTM A193所涵盖的最常见的螺柱材料是:

  • ASTM A193 B5
  • ASTM A193 B6
  • ASTM A193 B7:合金钢,AISI 4140/4142淬火和回火
  • ASTM A193 B7M.
  • ASTM A193 B16
  • ASTM A193 B8:1级不锈钢,AISI 304,碳化物溶液处理。
  • ASTM A193 B8A
  • ASTM A193 B8M:1级不锈钢,AISI 316,碳化物溶液处理。
  • ASTM A193 B8MA.
  • ASTM A193 B8T(SS 321)
  • ASTM A193 B8CL2:2级不锈钢,AISI 304,碳化物溶液处理,菌株硬化
  • ASTM A193 B8TCL2.
  • ASTM A193 B8MCL2:2级不锈钢,AISI 316,碳化物溶液处理,菌株硬化

ASTM A193螺栓:化学成分

物理元素 ASTM A193等级B7(AISI 4140) ASTM A193级B8(AISI 304) ASTM A193级B8M(AISI 316)
0.38 - 0.48% 最大值0.08% 最大值0.08%
0.75 - 1.00% 2.00%Max. 2.00%Max.
磷,最大 0.035% 0.045% 0.045%
硫磺,最大 0.040% 0.030% 0.030%
0.15 - 0.35% 最多1.00% 最多1.00%
0.80 - 1.10% 18.0 - 20.0% 16.0 - 18.0%
缺席的 8.0 - 11.0% 10.0 - 14.0%
0.15 - 0.25% 缺席的 2.00 - 3.00%

ASTM A193螺栓:机械性能

ASTM A193 尺寸 最小的拉伸强度,在KSI中 MIN屈服强度,在KSI中 闵伸长,% ra%min. 最大HBW. Max HRC.
ASTM A193等级B7 高达2-1 / 2 125. 105. 16. 50. 321. 35
2-5 / 8 - 4 115. 95. 16. 50.
4-1 / 8 - 7 100. 75. 18. 50.
ASTM A193级B8级1 全部 75. 30. 30. 50. 223. 35
ASTM A193等级B8M级1 全部 75. 30. 30. 50. 223. 96.
ASTM A193等级B8级 高达3/4 125. 100. 12. 35 321. 35
7/8 - 1 115. 80 15. 35
1-1 / 8 - 1-1 / 4 105. 65. 20. 35
1-3 / 8 - 1-1 / 2 100. 50. 28. 45.
ASTM A193级B8M 2级 高达3/4 110. 95. 15. 45. 321. 35
7/8 - 1 100. 80 20. 45.
1-1 / 8 - 1-1 / 4 95. 65. 25. 45.
1-3 / 8 - 1-1 / 2 90. 50. 30. 45.

选择用于螺纹螺柱和六角螺母的材料应兼容。基于该过程的工作温度选择螺栓固化材料,如下表所示:

温度°C(°F)
螺栓螺栓材料 闵。 最大限度。
碳素钢 -29(-20) 300(572)
A193 B7,L7 -73(-100) 400(752)
A193 B6 0(32) 500(932)
A193 B8 -200(-325) 575(1067)
A193 B16 0(32) 520(968)
A193 B17B. -29(-20) 650(1202)
A913 Inconel 718 0(32) 750(1382)
A453 GR。660. -29(20) 538(1000)

螺栓螺栓也可以使用“双重认证”,即,它们符合多组ASTM标准(A193 B7螺栓可以满足A320 L7的要求; B8和B8M螺栓的要求也通常符合A193和A320)。

ASTM A453螺栓(高温)

ASTM A453规范涵盖660级(A,B,C和D),651年级(A和B),662年级(A和B类)和螺栓级别的665年(A和B类)的标准材料,10类屈服强度范围为50至120 ksi [345至827mPa],用于高温服务,如紧固件,压力容器和法兰。

ASTM A453中的螺栓连接材料覆盖轧制,锻造或热挤出的杆,以及螺栓,螺母,螺钉,垫圈,螺柱和螺栓螺栓。
材料应粘附于指定的碳,锰,磷,硫,硅,镍,铬,钼,钨,钛,铌,铝,钒,硼和铜。

根据ASTM A453材料应受到张力,应力破裂和硬度测试。材料应符合屈服强度,拉伸强度,伸长,降低面积,布氏硬度和罗克韦尔硬度要求。

还给出了每个材料类的硬化和解决方案治疗要求。ASTM A453下最常见的等级是:

  • ASTM A453 660A
  • ASTM A453 660B.
  • ASTM A453 660C
  • ASTM A453 660D

ASTM A453化学成分

元素 ASTM A453 660年级 ASTM A453年级651 ASTM A453级662 ASTM A453年级665 ASTM A453年级668
0.08最大 0.28-0.35. 0.08最大 0.08最大 0.08最大
2.00最大 0.75-1.5 0.40-1.00 1.25-2.00 2.00最大
磷,最大 0.040最大 0.040最大 0.040最大 0.040最大 0.040最大
硫磺,最大 0.030最大 0.030最大 0.030最大 0.030最大 0.030最大
1.00最大 0.30-0.80 0.40-1.00 0.1-0.80 1.00最大
24.0-27.0 8.0-11.0 24.0-28.0 24.0-28.0 17.5-21.5.
13.5-16.0 18.0-21.0. 12.0-15.0. 12.0-15.0. 13.5-16.0
1.00-1.50 1.00-1.75 2.0-3.50 1.25-2.25 1.50最大
...... 1.00-1.75 ...... ...... ......
1.9-2.35 0.1-0.35. 1.80-2.10 2.70-3.30. 2.20-2.80
殖民地* ...... 0.25-0.6 ...... ...... ......
0.35最大 0.35最大 0.25最大 0.50最大
0.10-0.50 ...... ...... 0.50最大
0.001-0.010 0.001-0.010 0.01-0.07 0.001-0.010
0.50最大 0.50最大 0.25最大 ......

ASTM A453螺栓:机械性能

ASTM A453等级 班级 拉伸,MPA 产量,MPA 伸长。%,min. ra%,min
ASTM A453 660年级 A,B,&C 895分钟 585分钟 15. 18.
D. 895分钟 725分钟 15. 18.
ASTM A453年级651 一种 690分钟 485分钟 18. 35
415分钟
B. 655分钟 415分钟 18. 35
345分钟
ASTM A453级662 一种 895分钟 585分钟 15. 18.
B. 860分钟 550分钟 15. 18.
ASTM A453年级665 一种 1170分钟 830分钟 12. 15.
B. 1070分钟 830分钟 12. 15.
ASTM A453年级665 A&B. 895分钟 858分钟 15. 18.

ASTM A453螺栓:热处理要求

ASTM A453 班级 solutiona治疗 硬化处理
660. 一种 1650 +/- 25°F [900 +/- 14°C],保持2小时,最小和液体淬火 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h,气酷
B. 1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持1小时,最小和液体淬火 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h,气酷
C 1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持1小时,最小和油淬火 1425 +/- 25°F [775 +/- 14°C]保持16小时,空气凉爽,然后达到1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持16小时,气酷
D. 1650 +/- 25°F [900 +/- 14°C],保持2小时,最小和液体淬火或 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C]保持16小时,空气凉爽,然后达到1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持16小时,气酷
如有必要,实现房产,第二次:1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C]保持16小时,气酷
1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持1小时,最小和液体淬火
651. 一种 热冷在1200°F [650]最小值,横截面积减少15%,1200°F的应力 - 减压退火[650°C] min或4h,min
B. 在1200°F [650] min的热冷,横截面积减少15%,1350°F的应力 - 减压退火[730°C] min或4h,min
662. 一种 1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持1小时,最小和液体淬火 1350至1400°F [730至760°C],保持20小时,炉冷却至1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持20小时,气酷
B. 1950 +/- 25°F [1065 +/- 14°C],保持2小时,最小和液体淬火 1350至1400°F [730至760°C],保持20小时,炉冷却至1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持20小时,气酷
665. 一种 1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持3小时,最小和液体淬火 1350至1400°F [730至760°C],保持20小时,炉冷却至1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持20小时,气酷
B. 2000 +/- 25°F [1095 +/- 14°C],保持3小时,最小和液体淬火 1350至1400°F [730至760°C],保持20小时,炉冷却至1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C],保持20小时,气酷
668. 一种 1650 +/- 25°F [900 +/- 14°C],保持2小时,最小和液体淬火 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h,气酷
B. 1800 +/- 25°F [980 +/- 14°C],保持1小时,最小和液体淬火 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h,气酷

A453螺栓螺栓:时间破裂和伸长

年级 班级 测试温度 压力,分钟 是时候破裂了 伸长
deg f [deg c] ksi. MPA. 分钟,H * 分钟%
660. A,B&C 1200 [650] 56. 385. 100. 5.
651. A&B. 1200 [650] 40 275. 100. 5.
662. A&B. 1200 [650] 55. 380. 100. 5.
665. 一种 1200 [650] 75. 515. 100. 3.
B. 1200 [650] 70 485. 100. 5.

ASTM A320螺栓(低温)

ASTM A320规格涵盖了低温服务的合金钢和不锈钢螺栓螺栓材料。

ASTM A320下的每个合金应符合规定的化学要求。由张力标本表示的材料应在拉伸强度,屈服强度,伸长率和硬度方面符合具体要求。螺柱螺栓材料应符合规定的冲击能量吸收要求和目标测试温度。

根据ASTM A320规范,制造商应至少在材料上执行以下机械测试:冲击试验,张力试验和硬度测试。

下面列出了ASTM A320下的最常见的螺柱螺栓材料(低温服务):

  • ASTM A320 L7:合金钢,AISI 4140/4142淬火和回火
  • ASTM A320 L7M.
  • ASTM A320 L43:合金钢,AISI 4340淬火和回火
  • ASTM A320 B8级别1:不锈钢,AISI 304,碳化物溶液处理
  • ASTM A320 B8A
  • ASTM A320 B8T.
  • ASTM A320 B8TA
  • ASTM A320 B8C
  • ASTM A320 B8M:1级不锈钢,AISI 316,碳化物溶液处理
  • ASTM A320 B8MA.
  • ASTM A320 B8Cl2:不锈钢,AISI 304,碳化物溶液处理,菌株硬化
  • ASTM A320 B8MCL2:不锈钢,AISI 316,碳化物溶液处理,菌株硬化

ASTM A320螺栓螺栓:机械性能

ASTM A320等级 直径 拉伸,ksi,min 产量,ksi,min Charpy Impact 20-FT-LBF @ TEMP elong,%,min ra,%,min
ASTM A320级L7 取决于21/2 125. 105. -150°F 16. 50.
ASTM A320级L43 最多4个 125. 105. -150°F 16. 50.
ASTM A320级B8级1 全部 75. 30. N / A. 30. 50.
ASTM A320 B8M级1 全部 75. 30. N / A. 30. 50.
ASTM A320级B8类2 取决于3./4. 125. 100. N / A. 12. 35
7./8.- 1 115. 80 N / A. 15. 35
11/8.- 11/4. 105. 65. N / A. 20. 35
13./8.- 11/2 100. 50. N / A. 28. 45.
ASTM A320 Bug B8M 2级 取决于3./4. 110. 95. N / A. 15. 45.
7./8.- 1 100. 80 N / A. 20. 45.
11/8.- 11/4. 95. 65. N / A. 25. 45.
13./8.- 11/2 90. 50. N / A. 30. 45.

ASTM A182螺栓(双工和超级双工)

双工钢螺栓

化学成分:

C MN. Si. P. S. CR. N.
双工2205.
(S31803)
0.03
最大限度
2.0
最大限度
1.0
最大限度
0.03
最大限度
0.02
最大限度
MIN:21.0.
最大:23.0
MIN:2.5
最大:3.5
最少:4.5
最大:6.5
MIN:0.08
最大:0.20
双工2205.
(S32205)
0.03
最大限度
2.0
最大限度
1.0
最大限度
0.03
最大限度
0.02
最大限度
最少:22.0
最大:23.0
最小:3.0
最大:3.5
最少:4.5
最大:6.5
Min:0.14
最大:0.20

机械性能:

年级 抗拉强度
ksi(min)
屈服强度
0.2%KSI(分钟)
伸长率% 硬度(HB)最大
2205. 90. 65. 25. 217.

物理性质:

密度
M./在3.
电气
电阻率
MW•in.
热的
电导率
(BTU / HR•FT•°F)

容量
BTU / LB.M.•°F.
电气
电阻率
(在x 10-6的)
在68°F 0.278 27.6 8.7 0.112
在212°F 26.1 9.2 0.119 35.4
在392°F 25.4 9.8 0.127 37.4
在572°F 24.9 10.4 0.134 39.4

超级双工螺栓

化学成分:

C CR. N. 其他
0.02 25. 7. 4. 0.27 s = 0.001.

机械性能:

终极拉伸强度,ksi 16分钟。
0.2%偏置屈服强度0.2%,KSI 80分钟。
0.1%偏置屈服强度0.2%,KSI 91分钟。
伸长2英寸,% 15分钟。
硬度罗克韦尔C. 32最大。
冲击能量,FT.-LBS。 74分钟。

物理性质:

密度 lb / in.3. 0.28
弹性模量 psi x 10.6. 29.
热膨胀系数 X10-6/°F. 7.2
68-212°F /°F
导热系数 BTU / H FT°F 8.7
热力 BTU / LB /°F 0.12
电阻率 w-in x 10-6 31.5

涂层螺栓

螺栓螺栓可以涂层,以增加腐蚀性的抵抗力。下面列出了螺柱螺栓最常见的涂料类型:

  • 电镀镀锌
  • 电镉电镀
  • 热浸镀锌
  • PTFE涂层
  • 磷酸涂层
  • 化学镀镍
  • 锌镍涂层
  • 铝涂层
  • 银涂层
  • 电沉积锌/镍
  • dacromet.
  • 几何

此外,Xylan和Xylar涂料还提供:

  • Xylan 1070.
  • Xylan 1024.
  • Xylar 1

螺柱螺栓的木龙和木质涂层具有多种优点:

  • 较低的摩擦与未涂层螺栓(COF低至0.02)
  • 即使在极端压力下也增加了螺栓的耐磨性。
  • 争吵最苛刻的环境中的NG腐蚀和耐化学性
  • 增加对恶劣天气条件的抵抗力(如极端阳光,盐水暴露于化学品)
  • 在温度方面更宽的工作范围(从-420°至+ 550°F,即-250°至285°C)。
  • 颜色编码以更容易的可追溯性
  • 柔韧性:木聚糖涂料容易又反复弯曲,不会破裂
  • 可加工性:多个木聚糖涂层可应用于螺柱螺栓
  • 对螺栓材料的强烈粘附

螺栓螺栓涂层材料

螺栓螺栓和螺母选择(服务与等级)

用于螺栓螺栓的材料取决于多个因素,主要是凸缘和管道设计温度的材料:

设计
温度
法兰材料 螺栓 重六角钢螺母
-195°至102°C ASTM A 182 GR。F304,F304L,F316,F316L,F321,F347 A320 GR。B8类2 A194 GR。8A
-101°至-47°C ASTM A 350 GR。LF3. 一个320 gr。L7 一个194 gr。7.
-46°至-30°C ASTM A 350 GR。LF2. 一个320 gr。L7 一个194 gr。7.
-29°至427°C ASTM A 105. 一个193克。B7. 一个194 gr。2h
428°至537°C ASTM A 182 GR。F11,F22 一个193克。B16. 一个194 gr。2h
538°至648°C ASTM A182 GR。F11,F22 一个193克。B8级1 一个194 gr。8A
649°至815°C ASTM A182 GR。F304 H,F316 H. 一个193克。B8M类1 一个194 gr。8A

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9回复

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