承壓螺栓

       螺栓強(qiáng)度

       ASME B16.5將螺栓強(qiáng)度分成三類：

     1.高強(qiáng)度螺栓指允許應(yīng)力不低于ASTM A193 B7。對于不同螺栓材質(zhì)的允許應(yīng)力值，適用的標(biāo)準(zhǔn)是ASMEB31.3“工藝管道”表格A-2“螺栓材質(zhì)的設(shè)計(jì)應(yīng)力值”。符合A193 B7標(biāo)準(zhǔn)，尺寸小于或等于2 1/2的螺栓，強(qiáng)度為125KSI,屈服值為105KSI。常溫中，螺栓的最大允許應(yīng)力通常是強(qiáng)度值的五分之一，即25KSI。用于低溫碳鋼閥體閥門的ASTMA320 L7螺栓即屬于高強(qiáng)度螺栓。
      2.中等強(qiáng)度螺栓的標(biāo)準(zhǔn)是ASMEB16.5“ 管道法蘭和法蘭接頭”之表格1B。ASTM A193 B8和B8M CL2,相當(dāng)于SS304和SS316，即屬于中等強(qiáng)度螺栓。中等強(qiáng)度ASTM A193 B7M材質(zhì)可用于酸性工況(含硫化氫)碳鋼閥體的螺栓。

      3.低強(qiáng)度螺栓的定義是最大強(qiáng)度不超過30KSI”(例如: ASTM A193 B8和B8M CL1)， 適用標(biāo)準(zhǔn)是ASME B16.5和ASME B31.3。這類螺栓只能用于150和300等低壓工況。

      螺栓材質(zhì)選擇

     1.碳鋼閥體閥門

      ASTM A193 B7螺栓搭配ASTM A153熱浸鍍鋅ASTM A194 2H螺母，是碳鋼閥體閥門最常用的螺栓配置。B7螺栓是合金鋼材質(zhì)，含鉻和鉬。2H是碳鋼螺母，適用標(biāo)準(zhǔn)是ASME B31.3之表格A2。

      ASTM A320 L7螺栓配熱浸鍍鋅ASTM A194 Gr.4或7螺母，是低溫碳鋼閥體閥門常用的螺栓配置。螺栓和螺母都是合金鋼材質(zhì)(Cr-Mo)。根據(jù)ASTM (美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，L7螺栓的最大規(guī)格(含)是2 1/2” (65mm)，L43螺栓適用于大于2 1/2”(65mm)的規(guī)格。

      根據(jù)ISO 15156“石油及天然氣行業(yè)用于油氣生產(chǎn)中含硫化氫工況的材質(zhì)”,標(biāo)號(hào)以“M”結(jié)尾的中等強(qiáng)度螺栓，比如B7M或L7M，可用于酸性工況中的碳鋼或低溫碳鋼閥體閥門。

      由于承受應(yīng)力的面積很小，直徑10mm或以下的螺栓具有較大的應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險(xiǎn)。因此如果工作環(huán)境溫度超過60° C,鎳合金螺栓是比較好的選擇。對于小直徑螺栓，閥門制造商可以提供ASTMA453 Gr.660 (25%Ni-20%Cr)材質(zhì)。但是，API RP 14E“海上生產(chǎn)平臺(tái)管道系統(tǒng)的推薦設(shè)計(jì)安裝方法”并未推薦此款螺栓。對于工作環(huán)境溫度超過60°C的小直徑螺栓，625合 金是很好的替代材質(zhì)，但成本高昂。

      由于不銹鋼螺栓在高溫中的膨脹系數(shù)大于碳鋼閥體的膨脹系效，因此對于碳鋼閥體并不推薦不銹鋼螺栓，否則就會(huì)有閥門泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。此外，在超過60 C的海洋工況中，SS316材質(zhì)容易發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。碳鋼閥體的閥門多數(shù)都是用于60 C以上的環(huán)境，唯一可將SS316螺栓用于碳鋼閥體屬門的例外情況，是螺栓直徑等于或小于10mm,而且工作溫度低于60° C。小直徑SS316螺栓的標(biāo)準(zhǔn)來自Norsok M-001“材質(zhì)選擇”,以及ISO 3506“耐腐蝕不銹鋼緊固件的機(jī)械性能”

      對于熱浸鍍鋅螺栓和螺母的涂裝，不同客戶(終端用戶) 會(huì)有不同的要求。在噴砂和涂裝過程中，可以將熱浸鍍鋅螺栓覆蓋住，這是因?yàn)橥繉雍蜔峤冧\層之間的附著力不夠好。

      2.不銹鋼(SS)閥體閥門

      對于海洋工況，推薦使用316SS奧氏體不銹鋼閥體。316SS含2%鉬，和其它牌號(hào)的不銹鋼相比，比如304, 316SS對含氯環(huán)境的耐蝕性更好一些。ASTM A193B8M CL1/CL2或A320 B8M CL1/CL2螺栓以及A194 8MA螺母，都是316SS閥體閥門的常用螺栓配置。

      注1: SS31 6材質(zhì)的CL1螺栓材質(zhì)只能用于300磅級(jí)或以下的低壓工況。CL2螺栓可用于600磅級(jí)或以上的高壓工況。

      注2:不建議將B7/B7M/L7/L7M熱浸鍍鋅螺栓和2H/2HM/Gr.4或7熱浸鍍鋅螺母用于不銹鋼閥體，因?yàn)殄冧\層會(huì)導(dǎo)致不銹鋼閥體腐蝕。

      3. 22Cr雙相鋼和25Cr超級(jí)雙相鋼閥門