在法蘭接頭密封中當(dāng)碳鋼配用304材料螺栓

碳鋼或不銹鋼法蘭在法蘭接頭密封處配用304材質(zhì)螺栓時(shí)，在運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)泄漏問題。在本文中，昌輝儀表對(duì)不推薦用于法蘭接頭密封的304和316材質(zhì)螺栓進(jìn)行了一定的分析。

1、304、304L、316、316L材料的基本區(qū)別是什么？

304、304L、316、316L是法蘭接頭（包括法蘭、密封件和緊固件）常用的不銹鋼材料。

304、304L、316、316L是美國(guó)材料標(biāo)準(zhǔn)（ANSI或ASTM）的不銹鋼代號(hào)，屬于奧氏體不銹鋼的300系列。國(guó)內(nèi)材料標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）對(duì)應(yīng)的牌號(hào)有（304)、（304L）、（316)、（316L）。通常這類不銹鋼統(tǒng)稱為18 -8 不銹鋼。

參見表1，304、304L、316和316L因合金元素和添加量不同而具有不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。與普通不銹鋼相比，它們具有良好的耐腐蝕性和耐熱性。性和加工性能。304L的耐腐蝕性能與304相近，但由于304L的含碳量比304低，因此其耐晶間腐蝕能力更強(qiáng)。316、316L 是一種含鉬不銹鋼。由于添加了鉬，其耐蝕性和耐熱性優(yōu)于304、304L。同理，由于316L的含碳量比316低，因此其抗晶體腐蝕能力更好。304、 304L、316、316L等奧氏體不銹鋼的機(jī)械強(qiáng)度較低。304的室溫屈服強(qiáng)度為304L；316的室溫屈服強(qiáng)度為316L。因此，用它們制成的螺栓屬于低強(qiáng)度螺栓。

表格1

螺栓材料的含碳量橡膠膨脹接頭法蘭處理，%室溫屈服強(qiáng)度，MPa 推薦最高使用溫度，℃ 304 ≤0.08 205 816

304L ≤0.03 170 538

316 ≤0.08 210 816

316L ≤0.03 200 538

2、法蘭接頭為什么不能用304、316等材質(zhì)的螺栓？

前面講講，法蘭接頭首先由于內(nèi)壓使兩個(gè)法蘭的密封面分離，使墊片應(yīng)力相應(yīng)減小，其次，由于墊片在高溫或高溫下蠕變，螺栓力松弛。螺栓本身的蠕變。，也減少了墊片的應(yīng)力，甚至法蘭接頭也不會(huì)漏氣。

在實(shí)際操作中，螺栓力的松動(dòng)在所難免，隨著時(shí)間的推移，初始擰緊螺栓力始終會(huì)下降。特別是在高溫和嚴(yán)酷循環(huán)條件下的法蘭接頭，在運(yùn)行數(shù)小時(shí)后，螺栓載荷損失往往會(huì)超過50%，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高而衰減。

當(dāng)法蘭與螺栓材質(zhì)不同時(shí)，尤其是法蘭為碳鋼與螺栓為不銹鋼時(shí)，螺栓與法蘭材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同，如不銹鋼在50℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)(16. 51×10-5/℃) 大于碳鋼的熱膨脹系數(shù)(11.12×10-5/℃)。設(shè)備升溫后，當(dāng)法蘭的膨脹量小于螺栓的膨脹量時(shí)，變形協(xié)調(diào)后，螺栓伸長(zhǎng)率的降低引起螺栓力的松弛，可能導(dǎo)致法蘭泄漏聯(lián)合的。因此，當(dāng)高溫設(shè)備法蘭和管道法蘭連接時(shí)，特別是法蘭和螺栓材料的熱膨脹系數(shù)不同，