法兰连接螺栓的选择,应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素。
1. 螺栓根据所应用的范围不同,分为商品级和专用级两个类别。
商品级螺栓,不借用螺栓材料来规范其力学性能,而是用螺栓成品所具有的力学性能来标记其性能等级。相同性能等级的螺栓,不管其材料和产地的区别,设计上只选用性能等级即可。
专用级螺栓,就是某些行业专用的螺栓,比如化工行业,石化行业,核电行业等行业专用的螺栓螺母,专用级要求标明材料,力学性能等要符合特定标准的要求,其标识通常使用材料牌号来表示,性能等级等同其材料的力学性能。如全螺纹螺柱:35CrMo,0Cr18Ni9,A193,B8 CL.2。
合金钢螺柱均应采用高级优质钢,即材料牌号后均应加字母A,如35CrMoA、25CrMoVA
法兰螺栓所用的螺母,一般也采用六角形的,分为AB两种型号,A形螺母与被连接件接触的表面是平的,只在另一面的六角上导圆,B形螺母的两面均导圆。
3. 螺栓按制造方法又可分为:粗螺栓、半精制螺栓和精螺栓,粗螺栓除螺纹部分外,其余部分不加工,所能承受的拉紧力不高,螺栓的尺寸规格以“螺栓直径x螺栓长度”表示。
二、螺栓强度等级和材质
强度等级主要是指商品级的碳钢类紧固件,商品级的不锈钢螺栓按性能等级和材料组别区分。
碳钢螺栓常见的强度等级有:4.8级、5.8级、6.8级、8.8级、10.9级、12.9级。螺母则相应有:4级、6级、8级、10级、12级。
一般8.8级以下的螺栓都叫普通螺栓,而8.8级以上(含8.8级)则为高强度螺栓。区别在于高强度螺栓都需要经过调质热处理。
目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。
(一)碳钢。我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢,中碳钢和高碳钢以及合金钢。
1、低碳钢C%≤0.25% 国内通常称为A3钢。国外基本称为1008,1015,1018,1022等。主要用于4.8级螺栓及4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品。一般1008材质都是做普通等级产品,比如说4.8级螺丝,普通等级螺母;1015一般做吊环螺丝;1018一般做机螺丝,当然也有拿来做自攻钉的;(注:自攻螺钉主要用1022材料。)
2、中碳钢0.25%<c%≤0.45% 国内通常称为35号、45号钢,国外基本称为1035,ch38f,1039,40acr等。主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。< span>
3、高碳钢C%>0.45%。目前市场上基本没使用。
4、合金钢:在普碳钢中加入合金元素,增加钢材的一些特殊性能:如35、40铬钼、SCM435(日本钢号,对应国内35CrMo),10B38。1045/ 10B21/ 40Cr做10.9级螺丝;40Cr/ SCM435做12.9级螺丝。芳生螺丝(台湾的商标品牌)就使用SCM435铬鉬合金钢,主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
(二)不锈钢。性能等级分45,50,60,70,80:组别由一个字母表示不锈钢类:
— A 表示奥氏体(18%Cr、8%Ni)耐热性好,耐腐蚀性好,可焊性好。A1,A2,A4;
— C 表示马氏体,13%Cr耐腐蚀性较差,强度高,耐磨性好。C1,C2,C4;
— F 表示铁素体,18%Cr镦锻性较好,耐腐蚀性强于马氏体;
— D 表示双相体(奥氏体-铁素体)。
目前市场上进口材料主要是日本产品。按级别主要分SUS302、SUS304、SUS316。
例:A2-70 表示A2组别钢,70代表产品强度等级为70等级,螺栓、螺钉及螺柱的抗拉强度达到700MPa以上,螺母的保证载荷满足70等级要求,在加载对应载荷力并保持15s,螺母不应脱扣或断裂。
螺栓、螺钉和螺柱的命名规则
螺母的命名规则
对于碳含量低于 0.03%的低碳奥氏体不锈钢,可附加字母“ L”标记。例如:A4L-80。
(三)铜。常用材料为黄铜、锌铜合金。市场上主要用H62、H65、H68铜做标准件。
三、法兰螺栓的选用要点:
在选择法兰连接用的螺栓时,应确定螺栓的类型、尺寸、数目和材料的牌号等。
1、法兰所用螺栓类型、材质、数量、尺寸,主要取决于法兰的公称直径、公称压力和工作温度,可按相应的法兰技术标准选用。
2、螺栓数目通常为4的倍数,便于用十字法拧紧。
3、《工业金属管道工程施工规范》GB50235 -2019标准规定:螺栓连接应安装方向一致,所有螺母应全部拧入螺栓,且紧固后的螺栓与螺母宜平齐。
4、螺母的硬度不要超过螺栓的硬度。
5、一般情况不设垫圈,当螺杆上的螺纹长度短无法拧紧时,可加一个平垫圈,垫圈不得叠加。
四、管道法兰连接螺栓的选用
从上表中可以看到,虽然化工行业,石化行业,核电行业等行业有专用的螺栓螺母,但某些条件下也使用商品级螺栓。
钢制管法兰用紧固件材料也分为高强度、中强度和低强度材料。其中高强度螺栓包括:8.8、35CrMo、25Cr2MoV等,中强度螺栓包括:A2-70、A4-70、B8-2、B8M-2等,低强度螺栓包括:0Cr17Ni12Mo2(316)、0Cr18Ni9(304)、5.6、A4-50、A2-50等。
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