Co jsou to třídy šroubů a proč na výběru správné třídy záleží
Definice jakosti šroubů - Standardizovaná klasifikace pevnosti, materiálu a tepelného zpracování
Typy šroubů jsou standardizované klasifikace, které definují mechanické vlastnosti, chemické složení a požadavky na tepelné zpracování šroubů. Každá třída specifikuje minimální pevnost v tahu, mez kluzu, rozsah tvrdosti a prodloužení, což zajišťuje předvídatelný výkon za definovaných podmínek zatížení. Systém tříd umožňuje konstruktérům vybrat šrouby s jistotou, že budou splňovat konstrukční požadavky, aniž by příliš-specifikovali nebo ohrozili bezpečnost.
Náklady na výběr špatného stupně - Zlomenina, uvolnění, havárie zařízení
Výběr třídy šroubu pod požadovanou pevností může vést k odtržení závitu, zlomení šroubu, oddělení spoje a katastrofálnímu selhání zařízení. Naopak nadměrná specifikace na vyšší stupeň, než je potřeba, často zvyšuje zbytečné náklady a může představovat rizika, jako je náchylnost k vodíkové křehkosti. Správná třída musí odpovídat návrhovému zatížení, provozní teplotě, podmínkám prostředí a příslušným požadavkům kódu.
Global Mainstream Standard Systems - SAE J429, ASTM A193/A320, ISO 898, GB/T 3098
Mezi hlavní globální normy pro šrouby patří SAE J429 pro šrouby z uhlíkové a legované oceli v imperiálních velikostech (Severní Amerika), ASTM A193 pro šrouby z legované a nerezové oceli ve vysoko-teplotním/vysokotlakém-provozu, ASTM A320 pro nízkoteplotní-servisní šrouby, ISO 898 (mezinárodní metrické šrouby), GB3 a 90 standardní šrouby. Pochopení křížových{9}}odkazů mezi těmito systémy je zásadní pro mezinárodní projekty a globální zadávání zakázek.
Vysvětlení tříd šroubů SAE J429 (stupeň 2, 5, 8)
Šrouby třídy 2 - nízkouhlíková ocel, nejnižší pevnost, vhodné pro všeobecné ne-kritické aplikace
Šrouby SAE J429 Grade 2 jsou vyrobeny z nízkouhlíkové nebo středně uhlíkové oceli bez požadovaného tepelného zpracování. Mají minimální pevnost v tahu 60 000 psi (414 MPa) pro velikosti do 3/4 palce a 55 000 psi pro větší průměry. Šrouby třídy 2 nemají žádné označení hlavy a jsou vhodné pro aplikace s lehkým{12}}zátěžem, jako je montáž nábytku, svítidla a nekonstrukční držáky, kde jsou požadavky na pevnost minimální.
Šrouby třídy 5 - středně uhlíková ocel kalená a temperovaná, střední pevnost
Šrouby třídy 5 jsou vyrobeny ze středně uhlíkové oceli, která je kalená a temperovaná pro dosažení minimální pevnosti v tahu 120 000 psi (827 MPa) pro průměry do 1 palce. Jsou identifikovány třemi radiálními čarami na hlavě šroubu, které jsou od sebe vzdáleny 120 stupňů. Stupeň 5 se běžně používá v automobilových sestavách, zemědělských zařízeních, strojích a obecné konstrukci, kde je vyžadována střední až vysoká pevnost bez nákladů na prémiové třídy.
Šrouby třídy 8 - středně uhlíková legovaná ocel kalená a temperovaná, vysoká pevnost
Šrouby třídy 8 jsou vyrobeny ze středně uhlíkové legované oceli (typicky 4140 nebo podobné) kalené a temperované tak, aby poskytovaly minimální pevnost v tahu 150 000 psi (1 034 MPa). Jsou označeny šesti radiálními čarami na hlavě a jsou určeny pro těžkou techniku, stroje pro zemní práce, vojenské aplikace a konstrukční spoje vyžadující maximální pevnost v systému SAE.
Tabulka dat mechanických vlastností
| Stupeň | Materiál | Min | Výtěžek (0,2 %) | Tvrdost | Označení hlavy |
|---|---|---|---|---|---|
| 2. třída | Nízko/středně uhlíková ocel | 60 000 psi | 36 000 psi | - | Žádný |
| 5. třída | Středně uhlíková ocel Q&T | 120 000 psi | 92 000 psi | 19-30 HRC | 3 radiální čáry |
| 8. třída | Legovaná ocel Q&T | 150 000 psi | 130 000 psi | 33-39 HRC | 6 radiálních čar |
Vysvětlení tříd šroubů ASTM A193 (B7, B8, B8M, B16)
B7 - Chrom-Molybdenová legovaná ocel, vysokoteplotní a vysokotlaká
ASTM A193 B7 je nejrozšířenější třída pro šroubování tlakových nádob, ventilů, přírub a potrubních systémů. Šrouby B7 jsou vyrobeny z chrom-molybdenové oceli AISI 4140 nebo 4142 a jsou kalené a temperované, aby bylo dosaženo minimální pevnosti v tahu 125 ksi (860 MPa) s vynikající houževnatostí a odolností proti tečení až do 450 stupňů. Šrouby B7 jsou na hlavě označeny označením "B7" a jsou obvykle spárovány s maticemi ASTM A194 Grade 2H.
B8 / B8M - 304 / 316 Nerezová ocel, korozi-odolné prostředí
Šrouby ASTM A193 B8 jsou vyrobeny z nerezové oceli typu 304, zatímco šrouby B8M používají nerezovou ocel typu 316 s přidaným molybdenem pro zvýšenou odolnost proti důlkové korozi. Tyto jakosti poskytují střední pevnost (přibližně 75-80 ksi minimální pevnost v tahu pro napěťově zpevněné podmínky) v kombinaci s vynikající odolností proti korozi vhodnou pro chemické zpracování, potraviny a nápoje, farmaceutické a námořní prostředí. Šrouby B8 jsou označeny "B8" a šrouby B8M "B8M" na hlavě.
B16 - Chrom-Molybden-Vanadová legovaná ocel, vyšší teplota (méně než nebo rovna 593 stupňům)
Šrouby ASTM A193 B16 jsou vyrobeny z chrom{2}}molybdenové-legované oceli s řízeným obsahem vanadu pro zvýšenou pevnost při vysokých-teplotách. Šrouby B16 si udržují užitečnou pevnost až do 593 stupňů (1100 stupňů F), díky čemuž jsou preferovanou volbou pro turbíny na výrobu energie, ohřívače rafinérií a vysokoteplotní procesní potrubí. Na hlavě jsou označeny „B16“ a sladěny s maticemi ASTM A194 třídy 7 pro kompletní sestavy pro vysoké-teploty.
B7 vs B8 Hranice výběru - Provozní teplota, korozivnost média
Volba mezi B7 a B8 závisí především na servisním prostředí. B7 je vybrán pro -nekorozivní, vysokoteplotní- aplikace až do 450 stupňů, kde je prioritou pevnost, jako jsou parní systémy a zpracování uhlovodíků. B8 se volí, když je médium korozivní (kyseliny, chloridy, žíravé roztoky) i při nižších teplotách nebo když je třeba zabránit kontaminaci produktu rzí. V teplotním rozsahu 300-450 stupňů s mírnou korozivností může být B8 preferován i přes jeho nižší pevnost.
Nízkoteplotní šrouby ASTM A320- (L7, L7M, L43)
L7 - Nízká-nárazová houževnatost, vhodná pro -101 stupňů a vyšší
ASTM A320 L7 je standardní nízkoteplotní typ šroubů vyrobený z chrom-molybdenové legované oceli se specifikovanou Charpy V-vrubovou rázovou houževnatostí při -101 stupních. Šrouby L7 jsou kalené a temperované, aby se dosáhlo stejné úrovně pevnosti jako B7 (minimální pevnost v tahu 125 ksi), ale se zaručenými rázovými vlastnostmi, které zabraňují křehkému lomu při provozu za studena. Jsou široce používány v kryogenních skladovacích nádržích, zařízeních na LNG a infrastruktuře studeného klimatu.
L7M - Stejné jako L7, ale nižší tvrdost, zabraňuje vodíkovému křehnutí
A320 L7M je upravená verze L7 s požadavkem na maximální tvrdost 22 HRC (oproti přibližně 35 HRC u standardní L7). Tato nižší tvrdost snižuje riziko praskání sulfidovým napětím a vodíkové křehnutí v kyselém provozním prostředí obsahujícím sirovodík. Šrouby L7M jsou určeny pro aplikace vyhovující NACE MR0175/ISO 15156 při těžbě ropy a zemního plynu, kde je vyžadována jak houževnatost za nízkých teplot, tak odolnost proti kyselému provozu.
L43 - Nižší teplota, -150 stupňů
A320 L43 je vyroben z nikl-chrom-molybdenové legované oceli (AISI 4340) se zvýšenou houževnatostí při nízkých-teplotách certifikovanou na -150 stupňů. Tato třída je určena pro nejnáročnější kryogenní aplikace včetně zpracování LNG při -162 stupních a provozu kapalného dusíku. Šrouby L43 mají nejvyšší pevnostní úroveň z nízkoteplotních tříd s minimální pevností v tahu 125 ksi a garantovanými hodnotami rázu při extrémně nízkých teplotách.
Požadavky na test při nízké teplotě- - Charpy V-Zářez
Všechny nízkoteplotní třídy A320 vyžadují rázovou zkoušku Charpy V-vrubem při specifikované teplotě. L7 vyžaduje minimálně 20 stop{6}}lb (27 J) v průměru při -101 stupních, L43 vyžaduje totéž při -150 stupních. Vzorky se odebírají podélně z materiálu šroubu a testují se pro ověření tažného chování při minimální návrhové teplotě. Tyto požadavky na rázy jsou kritické pro prevenci katastrofického křehkého lomu v tlakových nádobách a potrubních systémech provozovaných za studena.
Bolt Grade Cross-Reference (SAE / ASTM / ISO / GB)
| Stupeň | Materiál | Tah (min) | Výtěžek (min) | Tvrdost | Teplotní rozsah |
|---|---|---|---|---|---|
| SAE Gr 2 | Nízkouhlíková ocel | 60 ksi | 36 ksi | - | -20 až 150 stupňů |
| SAE Gr 5 | Středně uhlíkové Q&T | 120 ksi | 92 ksi | 19-30 HRC | -20 až 150 stupňů |
| SAE Gr 8 | Legovaná ocel Q&T | 150 ksi | 130 ksi | 33-39 HRC | -20 až 150 stupňů |
| A193 B7 | 4140 / 4142 Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -20 až 450 stupňů |
| A193 B8 | 304 SS | 75-80 ksi | 30-40 ksi | ~20 HRC | -200 až 800 stupňů |
| A193 B16 | Cr-Po-V | 125 ksi | 105 ksi | ~37 HRC | -20 až 593 stupňů |
| A320 L7 | 4140 / 4142 | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -101 až 450 stupňů |
| A320 L43 | 4340 Ni-Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -150 až 450 stupňů |
| ISO 8.8 | Středně uhlíkové Q&T | 116 ksi (800 MPa) | 92 ksi (640 MPa) | 22-32 HRC | -20 až 150 stupňů |
| ISO 10.9 | Legovaná ocel Q&T | 145 ksi (1000 MPa) | 130 ksi (900 MPa) | 32-39 HRC | -20 až 150 stupňů |
Jak identifikovat třídy šroubů
Systém značení hlavy - stupeň 2 (bez značek), stupeň 5 (3 radiální čáry), stupeň 8 (6 radiálních čar)
Systém značení hlav SAE poskytuje rychlou vizuální identifikaci třídy šroubu. Šrouby třídy 2 nemají na hlavě žádné identifikační značky. Šrouby třídy 5 mají na povrchu hlavy tři rovnoměrně rozmístěné radiální čáry. Šrouby stupně 8 jsou označeny šesti radiálními čarami. Kromě toho je na hlavě obvykle vyražena značka výrobce pro dohledatelnost. Tato označení umožňují rychlé ověření sklonu během instalace a kontrol údržby.
Označení šroubů ASTM - B7, B7M Označení na hlavě
Šrouby ASTM jsou na hlavě označeny alfanumerickým označením třídy. Šrouby A193 B7 jsou vyraženy "B7" nebo "B7M" pro variantu s nižší tvrdostí. Šrouby B8 jsou označeny "B8", B8M s "B8M" a B16 s "B16." Nízkoteplotní třídy A320 jsou označeny „L7“, „L7M“ nebo „L43“ podle potřeby. Symbol výrobce obvykle sousedí s označením třídy. Tyto značky poskytují definitivní identifikaci, když je potřeba vizuální potvrzení jakosti.
Metrické značky šroubů - čísla hlav 8.8, 10.9, 12.9
Metrické šrouby používají na hlavě označení třídy vlastností se dvěma{0}}čísly, například 8,8, 10,9 nebo 12,9. První číslo vynásobené 100 udává minimální pevnost v tahu v MPa a druhé číslo za desetinnou čárkou udává poměr kluzu k pevnosti v tahu v procentech. Například 10,9 označuje pevnost v tahu 1000 MPa a výtěžnost 900 MPa. Pro specializované aplikace jsou k dispozici vyšší třídy vlastností až do 14,9.
Průvodce výběrem třídy šroubů (podle aplikace)
Konstrukční spoje obvykle vyžadují šrouby třídy 8 nebo ASTM A490 se specifikovaným předpětím a instalačními postupy. Přírubové potrubní systémy v petrochemických závodech se spoléhají na šrouby ASTM A193 B7 nebo B16 pro vysokou-teplotu a vysoký-tlak. Potravinářské a farmaceutické zpracování upřednostňuje nerezovou ocel ASTM A193 B8 (304) nebo B8M (316) pro odolnost proti korozi a čištění. Nízkoteplotní nádrže a kryogenní nádoby vyžadují normu ASTM A320 L7 nebo L43 s certifikovanou rázovou houževnatostí. Obecnou instalaci strojů a zařízení dobře poslouží šrouby třídy 5 nebo ISO 8.8 pro rovnováhu mezi pevností a hospodárností.
Časté mylné představy při výběru třídy šroubů
Jedním z běžných mýtů je, že stupeň 8 je vždy lepší než stupeň 5 - ve skutečnosti, vyšší tvrdost stupně 8 zvyšuje riziko vodíkové křehkosti v korozivním nebo galvanizovaném prostředí. Další mylnou představou je, že B7 může nahradit třídu 8 - tyto třídy jsou navrženy pro různé standardní systémy a provozní podmínky. Kritickým nedorozuměním je, že -kvalitní šrouby nevyžadují odpovídající-kvalitní matice -, matice musí být vždy alespoň tak pevná jako šroub, aby bylo dosaženo plné kapacity spoje. A konečně, někteří se domnívají, že galvanizace nemění výkon šroubu, ale proces-topení za horka může ovlivnit lícování závitu a vodíkové křehnutí u šroubů s vysokou{12}}pevností.
Schopnosti produktu šroubu výrobcePipe
ManufacturerPipe dodává šrouby v celé řadě tříd SAE 2/5/8, ASTM A193 B7/B7M/B8/B8M/B16 a A320 L7/L7M/L43. Náš rozsah velikostí pokrývá M6 až M100 v metrických a 1/4 palce až 4 palce v imperiálních systémech. Nabízíme vlastní možnosti včetně speciálních délek,{20}}nestandardních materiálů a vlastních označení hlav. Každá zásilka obsahuje originální certifikáty o zkoušce materiálu (MTC) s plnou sledovatelností od taveniny až po konečné testování, což zajišťuje shodu se specifikacemi projektu a požadavky na zajištění kvality.
Potřebujete správný typ šroubu pro vaši aplikaci?
Obraťte se na ManufacturerPipe pro odborný výběr třídy, konkurenceschopné ceny a certifikovanou kvalitu.
