Jakie są gatunki śrub i dlaczego wybór odpowiedniego gatunku ma znaczenie
Definicja gatunków śrub - Znormalizowana klasyfikacja wytrzymałości, materiału i obróbki cieplnej
Gatunki śrub to znormalizowane klasyfikacje, które definiują właściwości mechaniczne, skład chemiczny i wymagania dotyczące obróbki cieplnej śrub. Każdy gatunek określa minimalną wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności, zakres twardości i wydłużenie, zapewniając przewidywalne działanie w określonych warunkach obciążenia. System ocen pozwala inżynierom wybierać śruby z pewnością, że spełnią one wymagania projektowe, bez nadmiernego-określania wymagań lub pogarszania bezpieczeństwa.
Koszt wyboru niewłaściwego gatunku - Pęknięcia, obluzowania, wypadki związane ze sprzętem
Wybór gatunku śruby poniżej wymaganej wytrzymałości może prowadzić do zerwania gwintu, złamania śruby, rozłączenia połączeń i katastrofalnej awarii sprzętu. I odwrotnie, zawyżenie specyfikacji w stosunku do wymaganej jakości często zwiększa niepotrzebne koszty i może wprowadzić ryzyko, takie jak podatność na kruchość wodorową. Właściwy gatunek musi odpowiadać obciążeniu projektowemu, temperaturze pracy, warunkom środowiskowym i odpowiednim wymaganiom norm.
Globalne główne systemy standardowe - SAE J429, ASTM A193/A320, ISO 898, GB/T 3098
Główne światowe normy dotyczące gatunków śrub obejmują SAE J429 dla śrub ze stali węglowej i stopowej w rozmiarach imperialnych (Ameryka Północna), ASTM A193 dla śrub ze stopów i stali nierdzewnej pracujących w wysokich-temperaturach/wysokim-ciśnieniu, ASTM A320 dla śrub eksploatacyjnych w niskich-temperaturach, ISO 898 dla śrub metrycznych (międzynarodowa) oraz GB/T 3098 (norma chińska). Zrozumienie powiązań-między tymi systemami jest niezbędne w przypadku projektów międzynarodowych i zamówień globalnych.
Wyjaśnienie gatunków śrub SAE J429 (klasa 2, 5, 8)
Śruby klasy 2 - Stal niskowęglowa, najniższa wytrzymałość, odpowiednia do zastosowań ogólnych,-niekrytycznych
Śruby SAE J429 klasy 2 wykonane są ze stali niskowęglowej lub średniowęglowej bez wymaganej obróbki cieplnej. Mają minimalną wytrzymałość na rozciąganie 60 000 psi (414 MPa) dla rozmiarów do 3/4 cala i 55 000 psi dla większych średnic. Śruby klasy 2 nie mają oznaczeń łbów i nadają się do zastosowań związanych z niewielkimi-obciążeniami, takich jak montaż mebli, opraw oświetleniowych i wsporniki nie-konstrukcyjne, gdzie wymagania dotyczące wytrzymałości są minimalne.
Śruby klasy 5 - Stal średniowęglowa, ulepszona cieplnie, średnia wytrzymałość
Śruby klasy 5 są wykonane ze stali średniowęglowej, która jest hartowana i odpuszczana w celu uzyskania minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 120 000 psi (827 MPa) dla średnic do 1 cala. Można je rozpoznać po trzech promieniowych liniach na łbie śruby oddalonych od siebie o 120 stopni. Klasa 5 jest powszechnie stosowana w zespołach samochodowych, sprzęcie rolniczym, maszynach i budownictwie ogólnym, gdzie wymagana jest umiarkowana do wysokiej wytrzymałość bez kosztów gatunków premium.
Śruby klasy 8 - Stal stopowa średniowęglowa, hartowana i odpuszczana, wysoka wytrzymałość
Śruby klasy 8 są produkowane ze stali średniowęglowej (zwykle 4140 lub podobnej) hartowanej i odpuszczanej w celu zapewnienia minimalnej wytrzymałości na rozciąganie wynoszącej 150 000 psi (1034 MPa). Oznaczone są sześcioma promieniowymi liniami na główce i przeznaczone są do stosowania z ciężkim sprzętem, maszynami do robót ziemnych, zastosowaniami wojskowymi oraz połączeniami konstrukcyjnymi wymagającymi maksymalnej wytrzymałości w systemie SAE.
Tabela danych właściwości mechanicznych
| Stopień | Tworzywo | Minimalna wytrzymałość na rozciąganie | Wydajność (0,2%) | Twardość | Oznaczenia głowy |
|---|---|---|---|---|---|
| klasa 2 | Stal o niskiej/średniej zawartości węgla | 60 000 psi | 36 000 psi | - | Nic |
| klasa 5 | Pytania i odpowiedzi dotyczące stali średniowęglowej | 120 000 psi | 92 000 psi | 19-30 HRC | 3 linie promieniowe |
| klasa 8 | Pytania i odpowiedzi dotyczące stali stopowej | 150 000 psi | 130 000 psi | 33-39 HRC | 6 linii promieniowych |
Wyjaśnienie gatunków śrub ASTM A193 (B7, B8, B8M, B16)
B7 -Chromowa-stal stopowa molibdenu, wysoka temperatura i wysokie ciśnienie
ASTM A193 B7 to najszerzej stosowany gatunek do połączeń śrubowych w zbiornikach ciśnieniowych, zaworach, kołnierzach i systemach rurociągów. Wykonane ze stali-molibdenowej AISI 4140 lub 4142, śruby B7 są hartowane i odpuszczane w celu uzyskania wytrzymałości na rozciąganie co najmniej 125 ksi (860 MPa) przy doskonałej wytrzymałości i odporności na pełzanie do 450 stopni. Śruby B7 są oznaczone na łbie oznaczeniem „B7” i zazwyczaj są łączone z nakrętkami ASTM A194 klasy 2H.
B8 / B8M - 304 / stal nierdzewna 316,-środowiska odporne na korozję
Śruby ASTM A193 B8 są produkowane ze stali nierdzewnej typu 304, natomiast śruby B8M wykorzystują stal nierdzewną typu 316 z dodatkiem molibdenu w celu zwiększenia odporności na wżery. Gatunki te zapewniają umiarkowaną wytrzymałość (około 75-80 ksi minimalnej wytrzymałości na rozciąganie w stanie utwardzonym przez odkształcenie) w połączeniu z doskonałą odpornością na korozję, odpowiednią do zastosowań w przetwórstwie chemicznym, żywności i napojów, farmaceutyce i środowisku morskim. Śruby B8 są oznaczone na łbie „B8”, a śruby B8M „B8M”.
B16 - Chrom-molibden-Stal stopowa wanadu, wyższa temperatura (mniejsza lub równa 593 stopni)
Śruby ASTM A193 B16 są wykonane ze stali stopowej chromowo-molibdenowej-wanadowej z kontrolowaną zawartością wanadu w celu zwiększenia-wytrzymałości temperaturowej. Śruby B16 zachowują użyteczną wytrzymałość do 593 stopni (1100 stopni F), co czyni je preferowanym wyborem do turbin wytwarzających energię, grzejników rafineryjnych i rurociągów procesowych-wysokotemperaturowych. Mają oznaczenie „B16” na łbie i są dopasowane do nakrętek ASTM A194 klasy 7, co pozwala na kompletne zespoły wysokotemperaturowe.-
Granice wyboru B7 i B8 - Temperatura robocza, korozyjność mediów
Wybór pomiędzy B7 i B8 zależy przede wszystkim od środowiska usługowego. B7 jest wybierany do zastosowań nie-korozyjnych,-w wysokich temperaturach do 450 stopni, gdzie priorytetem jest wytrzymałość, np. w instalacjach parowych i przetwarzaniu węglowodorów. B8 wybiera się, gdy media są żrące (kwasy, chlorki, roztwory zasadowe) nawet w niższych temperaturach lub gdy należy unikać zanieczyszczenia produktu rdzą. W zakresie temperatur 300-450 stopni przy łagodnej korozyjności B8 może być preferowany pomimo jego niższej wytrzymałości.
ASTM A320 Gatunki śrub do niskich{{1}temperatur (L7, L7M, L43)
L7 - Odporność na uderzenia w niskich-temperaturach, odpowiednia do temperatury -101 stopni i wyższej
ASTM A320 L7 to standardowy gatunek śrub do niskich{{2}temperatur, wykonany ze stali stopowej chromowej-molibdenowej o określonej udarności Charpy’ego V-w temperaturze -101 stopni. Śruby L7 są hartowane i odpuszczane, aby osiągnąć ten sam poziom wytrzymałości co B7 (minimalna wytrzymałość na rozciąganie 125 ksi), ale z gwarantowanymi właściwościami udarowymi, które zapobiegają kruchemu pękaniu podczas pracy na zimno. Są szeroko stosowane w kriogenicznych zbiornikach magazynowych, instalacjach LNG i infrastrukturze zimnego klimatu.
L7M - Taki sam jak L7, ale o niższej twardości, zapobiega kruchości wodorowej
A320 L7M to zmodyfikowana wersja L7 o maksymalnej wymaganej twardości 22 HRC (w porównaniu do około 35 HRC dla standardowego L7). Ta niższa twardość zmniejsza ryzyko pękania naprężeniowego siarczkowego i kruchości wodorowej w kwaśnych środowiskach zawierających siarkowodór. Śruby L7M są przeznaczone do zastosowań zgodnych z normą NACE MR0175/ISO 15156 w produkcji ropy i gazu, gdzie wymagana jest zarówno wytrzymałość w niskich temperaturach, jak i odporność na działanie kwasów.
L43 - Niższa temperatura, -150 stopni
A320 L43 jest wykonany ze stali stopowej niklowo-chromowej-molibdenowej (AISI 4340) o zwiększonej wytrzymałości-w niskich temperaturach, certyfikowanej do -150 stopni. Gatunek ten jest przeznaczony do najbardziej wymagających zastosowań kriogenicznych, w tym przetwarzania LNG w temperaturze -162 stopni i pracy w ciekłym azocie. Śruby L43 mają najwyższy poziom wytrzymałości spośród gatunków niskotemperaturowych z minimalną wytrzymałością na rozciąganie 125 ksi i gwarantowanymi wartościami udarności w ekstremalnie niskich temperaturach.
Wymagania dotyczące testu udarności w niskiej-temperaturze - Charpy V-Wycięcie
Wszystkie gatunki A320 niskotemperaturowe-wymagają testu udarności Charpy V-w określonej temperaturze. L7 wymaga średnio co najmniej 20 stóp- funtów (27 J) przy -101 stopniach, L43 wymaga tego samego przy -150 stopniach. Próbki pobiera się wzdłużnie z materiału śruby i testuje w celu sprawdzenia plastyczności w minimalnej temperaturze projektowej. Te wymagania dotyczące udarności mają kluczowe znaczenie dla zapobiegania katastrofalnym, kruchym pęknięciom w zbiornikach ciśnieniowych i systemach rurociągów pracujących na zimno.
Klasa śruby-Odniesienie (SAE / ASTM / ISO / GB)
| Stopień | Tworzywo | Rozciąganie (min) | Wydajność (min) | Twardość | Zakres temperatur |
|---|---|---|---|---|---|
| SAE gr. 2 | Stal niskowęglowa | 60 ksi | 36 ksi | - | -20 do 150 stopni |
| SAE gr.5 | Pytania i odpowiedzi na temat średniego węgla | 120 ksi | 92 ksi | 19-30 HRC | -20 do 150 stopni |
| SAE gr. 8 | Pytania i odpowiedzi dotyczące stali stopowej | 150 ksi | 130 ksi | 33-39 HRC | -20 do 150 stopni |
| A193 B7 | 4140 / 4142 Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -20 do 450 stopni |
| A193 B8 | 304 SS | 75-80 ksi | 30-40 ksi | ~20 HRC | -200 do 800 stopni |
| A193 B16 | Cr-Po-V | 125 ksi | 105 ksi | ~37 HRC | -20 do 593 stopni |
| A320 L7 | 4140 / 4142 | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -101 do 450 stopni |
| A320 L43 | 4340 Ni-Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -150 do 450 stopni |
| ISO 8.8 | Pytania i odpowiedzi na temat średniego węgla | 116 ksi (800 MPa) | 92 ksi (640 MPa) | 22-32 HRC | -20 do 150 stopni |
| ISO 10.9 | Pytania i odpowiedzi dotyczące stali stopowej | 145 ksi (1000 MPa) | 130 ksi (900 MPa) | 32-39 HRC | -20 do 150 stopni |
Jak rozpoznać klasę śrub
System znakowania głowicy - Stopień 2 (bez znaków), Stopień 5 (3 linie promieniowe), Stopień 8 (6 linii promieniowych)
System znakowania łba SAE umożliwia szybką wizualną identyfikację klasy śruby. Śruby klasy 2 nie mają żadnych znaków identyfikacyjnych na łbie. Śruby klasy 5 mają trzy równomiernie rozmieszczone promieniowe linie na powierzchni łba. Śruby klasy 8 są oznaczone sześcioma liniami promieniowymi. Dodatkowo na głowicy zazwyczaj wybity jest znak producenta w celu zapewnienia identyfikowalności. Oznaczenia te umożliwiają szybką weryfikację klasy podczas inspekcji instalacyjnych i konserwacyjnych.
Oznaczenia śrub ASTM - Oznaczenia B7, B7M na łbie
Śruby ASTM są oznaczone alfanumerycznymi oznaczeniami na łbie. Śruby A193 B7 mają oznaczenie „B7” lub „B7M” dla wariantu o niższej twardości. Śruby B8 są oznaczone „B8”, B8M – „B8M”, a B16 – „B16”. Niskotemperaturowe-gatunki A320 są oznaczone odpowiednio „L7”, „L7M” lub „L43”. Symbol producenta zwykle znajduje się obok oznaczenia gatunku. Oznaczenia te zapewniają ostateczną identyfikację, gdy potrzebne jest wizualne potwierdzenie jakości.
Metryczne oznaczenia śrub - Numery łbów 8,8, 10,9, 12,9
Śruby metryczne mają na łbie-dwucyfrowe oznaczenie klasy właściwości, np. 8,8, 10,9 lub 12,9. Pierwsza liczba pomnożona przez 100 daje minimalną wytrzymałość na rozciąganie w MPa, a druga liczba po przecinku podaje procentowy stosunek plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie. Na przykład 10,9 oznacza wytrzymałość na rozciąganie 1000 MPa i plastyczność 900 MPa. Do zastosowań specjalistycznych dostępne są wyższe klasy właściwości do 14,9.
Przewodnik po wyborze gatunku śruby (według zastosowania)
Połączenia konstrukcyjne zazwyczaj wymagają śrub klasy 8 lub ASTM A490 z określonymi procedurami napięcia wstępnego i montażu. Systemy rur kołnierzowych w zakładach petrochemicznych opierają się na śrubach ASTM A193 B7 lub B16 zapewniających integralność w wysokich-temperaturach i-ciśnieniu. W przetwórstwie spożywczym i farmaceutycznym preferuje się stal nierdzewną ASTM A193 B8 (304) lub B8M (316) ze względu na odporność na korozję i łatwość czyszczenia. Zbiorniki-niskotemperaturowe i zbiorniki kriogeniczne wymagają norm ASTM A320 L7 lub L43 z certyfikowaną udarnością. Ogólny montaż maszyn i urządzeń jest dobrze obsługiwany za pomocą śrub klasy 5 lub ISO 8.8, co zapewnia równowagę pomiędzy wytrzymałością i ekonomią.
Typowe błędne przekonania dotyczące doboru klasy śrub
Powszechnym mitem jest to, że klasa 8 jest zawsze lepsza niż klasa 5 -, w rzeczywistości wyższa twardość klasy 8 zwiększa ryzyko kruchości wodorowej w środowiskach korozyjnych lub ocynkowanych. Innym błędnym przekonaniem jest to, że B7 może zastąpić klasę 8 -, te gatunki są przeznaczone do różnych standardowych systemów i warunków obsługi. Podstawowym nieporozumieniem jest to, że-śruby wysokiej jakości nie wymagają pasowania-nakrętek wysokiej jakości -. Nakrętka musi zawsze być co najmniej tak mocna jak śruba, aby osiągnąć pełną zdolność połączenia. Wreszcie niektórzy uważają, że cynkowanie nie zmienia właściwości śrub, ale-proces zanurzania na gorąco może wpływać na dopasowanie gwintu i kruchość wodorową w-śrubach o wysokiej wytrzymałości.
Możliwości produktu śruby producenta Pipe
Producent rur dostarcza śruby w pełnym zakresie gatunków SAE 2/5/8, ASTM A193 B7/B7M/B8/B8M/B16 i A320 L7/L7M/L43. Nasz zakres rozmiarów obejmuje M6 do M100 w systemie metrycznym i od 1/4 cala do 4 cali w systemie imperialnym. Oferujemy niestandardowe możliwości, w tym specjalne długości,-niestandardowe materiały i niestandardowe oznaczenia główki. Każda przesyłka zawiera oryginalne certyfikaty testów materiałowych (MTC) z pełną identyfikowalnością od stopienia po testy końcowe, zapewniające zgodność ze specyfikacjami projektu i wymogami zapewnienia jakości.
Potrzebujesz odpowiedniej klasy śruby do swojego zastosowania?
Skontaktuj się z producentem rur, aby uzyskać fachowy wybór, konkurencyjne ceny i certyfikowaną jakość.
