承壓螺栓

       螺栓強度

       ASME B16.5將螺栓強度分成三類：

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

      3.低強度螺栓的定義是最大強度不超過30KSI”(例如: ASTM A193 B8和B8M CL1)， 適用標準是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，含鉻和鉬。2H是碳鋼螺母，適用標準是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(Cr-Mo)。根據ASTM (美國材料與試驗協(xié)會)標準，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ISO 15156“石油及天然氣行業(yè)用于油氣生產中含硫化氫工況的材質”,標號以“M”結尾的中等強度螺栓，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。

      由于承受應力的面積很小，直徑10mm或以下的螺栓具有較大的應力腐蝕開裂風險。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。但是，API RP 14E“海上生產平臺管道系統(tǒng)的推薦設計安裝方法”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，但成本高昂。

      由于不銹鋼螺栓在高溫中的膨脹系數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，否則就會有閥門泄漏的風險。此外，在超過60 C的海洋工況中，SS316材質容易發(fā)生氯化物應力腐蝕開裂。碳鋼閥體的閥門多數都是用于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螺栓的標準來自Norsok M-001“材質選擇”,以及ISO 3506“耐腐蝕不銹鋼緊固件的機械性能”

      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，這是因為涂層和熱浸鍍鋅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材質的CL1螺栓材質只能用于300磅級或以下的低壓工況。CL2螺栓可用于600磅級或以上的高壓工況。

      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，因為鍍鋅層會導致不銹鋼閥體腐蝕。

      3. 22Cr雙相鋼和25Cr超級雙相鋼閥門

       4.6MO及英科耐爾625閥體閥門

      5.鈦閥體閥門

      6.鎳鋁青銅閥體閥門