फ्लैंज संयुक्त सील - बोल्ट के लिए 304 सामग्री की सिफारिश क्यों नहीं की जाती है?

(1) 304, 304L, 316 और 316L सामग्रियों के बीच बुनियादी अंतर क्या हैं?
​
​
​
304, 304L, 316 और 316L स्टेनलेस स्टील सामग्री हैं जिनका उपयोग आमतौर पर फ्लैंज जोड़ों में किया जाता है, जिसमें फ्लैंज, सीलिंग तत्व और फास्टनर शामिल हैं।
​
​
​
304, 304L, 316, और 316L अमेरिकन मटेरियल स्टैंडर्ड (ANSI या ASTM) स्टेनलेस स्टील के नाम हैं जो ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की 300 सीरीज से संबंधित हैं। घरेलू सामग्री मानक (GB/T) के संगत ग्रेड 06Cr19Ni10 (304), 022Cr19Ni10 (304L), 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L) हैं। इस प्रकार के स्टेनलेस स्टील को आमतौर पर 18-8 स्टेनलेस स्टील कहा जाता है।

तालिका 1 देखें। 304, 304L, 316 और 316L मिश्र धातु तत्वों के योग और मात्रा के कारण भिन्न होते हैं, उनके भौतिक, रासायनिक और यांत्रिक गुण भी भिन्न होते हैं, साधारण स्टेनलेस स्टील की तुलना में, उनके पास अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और प्रसंस्करण गुण होते हैं। 304L का संक्षारण प्रतिरोध 304 के समान है, लेकिन क्योंकि 304L की कार्बन सामग्री 304 की तुलना में कम है, इसलिए इसका अंतर-दानेदार संक्षारण प्रतिरोध अधिक मजबूत है। 316, 316L मोलिब्डेनम युक्त स्टेनलेस स्टील है, मोलिब्डेनम तत्व के योग के कारण, इसलिए इसका संक्षारण प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध 304, 304L से बेहतर है। इसी तरह, क्योंकि 316L की कार्बन सामग्री 316 की तुलना में कम है, इसलिए इसका क्रिस्टल संक्षारण प्रतिरोध बेहतर है। 304, 304L, 316 और 316L ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की यांत्रिक शक्ति कम है, और कमरे के तापमान पर 304 की उपज शक्ति 205MPa है, और 304L 170MPa है। कमरे के तापमान पर 316 की उपज शक्ति 210MPa है और 316L की 200MPa है। इसलिए, इनसे बने बोल्ट बोल्ट की कम शक्ति श्रेणी के हैं।

तालिका 1 कार्बन सामग्री % कमरे के तापमान पर उपज शक्ति एमपीए अनुशंसित अधिकतम परिचालन तापमान, डिग्री
​
304 0 से कम या बराबर.08                                          205                                                   816
​
304L 0.03                                          170                                                   538 से कम या बराबर
​
316 008                                          210                                                   816 से कम या बराबर
​
316L 0.03                                          200                                                   538 से कम या बराबर

(2) फ्लैंज जोड़ में 304 और 316 सामग्री के बोल्ट का उपयोग क्यों नहीं करना चाहिए?
​
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, निकला हुआ किनारा संयुक्त दो फ्लैंग्स की सीलिंग सतह को अलग करने के लिए आंतरिक दबाव कार्रवाई के कारण होता है, जिससे गैसकेट तनाव तदनुसार कम हो जाता है, और दूसरा उच्च तापमान पर गैसकेट के रेंगने के विश्राम के कारण होता है या बोल्ट स्वयं बोल्ट बल विश्राम के रेंगने के कारण होता है, जो गैसकेट तनाव को कम करने और निकला हुआ किनारा संयुक्त रिसाव विफलता का कारण बनता है।

वास्तविक संचालन में, बोल्ट बल में छूट अपरिहार्य है, और प्रारंभिक कसने का बोल्ट बल हमेशा समय के साथ कम हो जाता है। विशेष रूप से उच्च तापमान और गहन चक्र स्थितियों के तहत निकला हुआ किनारा संयुक्त में, 10,000 घंटे के संचालन के बाद, बोल्ट लोड हानि अक्सर 50% से अधिक हो जाती है, और समय की निरंतरता और तापमान की वृद्धि के साथ घट जाती है।

जब निकला हुआ किनारा और बोल्ट अलग-अलग सामग्री होते हैं, खासकर जब निकला हुआ किनारा कार्बन स्टील होता है और बोल्ट स्टेनलेस स्टील होता है, क्योंकि बोल्ट और निकला हुआ किनारा सामग्री का थर्मल विस्तार गुणांक अलग होता है, जैसे कि 50 डिग्री पर स्टेनलेस स्टील का थर्मल विस्तार गुणांक (16.51 × 10-5 / डिग्री) कार्बन स्टील (11.12 × 10-5 / डिग्री) के थर्मल विस्तार गुणांक से बड़ा होता है, डिवाइस गर्म हो जाता है। जब निकला हुआ किनारा का विस्तार बोल्ट के विस्तार से कम होता है, विरूपण समन्वय के बाद, बोल्ट बढ़ाव में कमी बोल्ट बल की छूट का कारण बनती है, जिससे निकला हुआ किनारा संयुक्त के रिसाव का कारण बन सकता है। इसलिए, जब उच्च तापमान उपकरण निकला हुआ किनारा और पाइप निकला हुआ किनारा संयुक्त, विशेष रूप से निकला हुआ किनारा और बोल्ट सामग्री के थर्मल विस्तार गुणांक अलग होते हैं, तो दोनों सामग्रियों का थर्मल विस्तार गुणांक जितना संभव हो सके समान होता है।

यह (1) से देखा जा सकता है कि 304 और 316 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की यांत्रिक शक्ति कम है, और कमरे के तापमान पर 304 की उपज शक्ति केवल 205 एमपीए है, और 316 केवल 210 एमपीए है। इसलिए, बोल्ट एंटी-रिलैक्सेशन और एंटी-थकान की क्षमता में सुधार करने के लिए, इंस्टॉलेशन बोल्ट बल को बेहतर बनाने के लिए उपाय करें, जैसे कि अधिकतम इंस्टॉलेशन बोल्ट बल पर बाद के फोरम में चर्चा की जाएगी, इंस्टॉलेशन बोल्ट तनाव बोल्ट सामग्री की उपज शक्ति के 70% तक पहुंचने के लिए आवश्यक है, इसलिए बोल्ट सामग्री की ताकत में सुधार करना आवश्यक है, उच्च शक्ति या मध्यम शक्ति मिश्र धातु स्टील बोल्ट सामग्री का उपयोग करें। यह देखना आसान है कि, कच्चा लोहा, गैर-धातु फ्लैंग्स या रबर गैसकेट के अलावा, उच्च दबाव ग्रेड या गैसकेट तनाव वाले अर्ध-धातु और धातु गैसकेट के लिए, 304, 316 ऐसी कम ताकत वाली सामग्री बोल्ट अपर्याप्त बोल्ट बल के कारण सीलिंग आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है।

यहां विशेष ध्यान देने की आवश्यकता यह है कि संयुक्त राज्य अमेरिका के स्टेनलेस स्टील बोल्ट सामग्री मानक में 304 और 316 की दो श्रेणियां हैं, अर्थात् 304 के B8 Cl.1 और B8 Cl.2 और 316 के B8M Cl.1 और B8M Cl.2। Cl.1 को कार्बाइड ठोस घोल के साथ इलाज किया जाता है, जबकि Cl.2 को ठोस घोल उपचार के अलावा तनाव सुदृढ़ीकरण के साथ इलाज किया जाता है। हालांकि रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध में B8 Cl.2 और B8 Cl.1 के बीच कोई मौलिक अंतर नहीं है, B8 Cl.1 की तुलना में B8 Cl.2 की यांत्रिक शक्ति में काफी सुधार हुआ है, जैसे कि 3/4 "व्यास वाले B8 Cl.2 बोल्ट सामग्री की उपज शक्ति 550MPa है। B8Cl.1 बोल्ट सामग्री के सभी व्यासों की उपज शक्ति केवल 205MPa है, जो दोनों के बीच के अंतर से दोगुने से भी अधिक है। घरेलू बोल्ट सामग्री मानक 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316), और B8Cl.1 और B8M Cl.1 समतुल्य हैं। [नोट: GB/T 150.3 "प्रेशर वेसल पार्ट III डिज़ाइन" में बोल्ट सामग्री S30408 ​​B8 Cl.2 के बराबर है; S31608 B8M Cl.1 के बराबर है।

उपरोक्त कारणों को देखते हुए, GB/T 150.3 और GB/T38343 "फ्लैंज जॉइंट इंस्टॉलेशन के लिए तकनीकी विनियम" यह निर्धारित करते हैं कि दबाव उपकरण फ्लैंज और पाइप फ्लैंज के लिए सामान्य 304 (B8 Cl.1) और 316 (B8M Cl.1) सामग्री बोल्ट की सिफारिश नहीं की जाती है, खासकर उच्च तापमान और तीव्र चक्र स्थितियों में। कम माउंटिंग बोल्ट बलों से बचने के लिए B8 Cl.2 (S30408) और B8M Cl.2 को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

यह ध्यान देने योग्य है कि जब 304 और 316 जैसी कम ताकत वाली बोल्ट सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो स्थापना चरण में भी, बोल्ट सामग्री की उपज शक्ति को पार कर सकता है या टॉर्क नियंत्रण की अनुपस्थिति के कारण टूट भी सकता है। स्वाभाविक रूप से, यदि दबाव परीक्षण या संचालन की शुरुआत में कोई रिसाव होता है, भले ही बोल्ट को कसना जारी रहे, बोल्ट बल नहीं बढ़ेगा और रिसाव को रोका नहीं जा सकता है। इसके अलावा, इन बोल्टों को हटाने के बाद दोबारा इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है, क्योंकि बोल्ट ने स्थायी विरूपण पैदा किया है, बोल्ट सेक्शन का आकार छोटा हो जाता है, और फिर स्थापना को तोड़ना आसान होता है।