14 نومبر 2022
فلینج جوائنٹ سیلنگ - بولٹ کے لئے 304 مواد کی سفارش کیوں نہیں کی جاتی ہے؟
جب کاربن سٹیل یا سٹینلیس سٹیل فلینجز کو فلینج جوائنٹ سیلنگ میں 304 مواد بولٹ کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے تو ، آپریشن کے دوران لیکیج کے مسائل اکثر پیش آتے ہیں۔ یہ لیکچر اس کا معیاری تجزیہ کرے گا۔
(1) 304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل مواد کے درمیان بنیادی فرق کیا ہیں؟
304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل سٹینلیس سٹیل گریڈ ہیں جو عام طور پر فلینجڈ جوڑوں میں استعمال ہوتے ہیں جن میں فلینجز، سیلنگ عناصر اور فاسٹنر شامل ہیں۔
304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل امریکن اسٹینڈرڈ فار مٹیریلز (اے این ایس آئی یا اے ایس ٹی ایم) کے سٹینلیس سٹیل گریڈ کے عہدے ہیں ، جو آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیلز کی 300 سیریز سے تعلق رکھتے ہیں۔ گھریلو مواد کے معیار (جی بی / ٹی) سے مطابقت رکھنے والے گریڈ 06 کروڑ 19 این آئی 10 (304)، 022 کروڑ 19 این آئی 10 (304 ایل)، 06 کروڑ 17 این آئی 12 ایم او 2 (316 ایل)، 022 کروڑ 17 این آئی 12 ایم او 2 (316 ایل) ہیں۔ اس قسم کے سٹینلیس سٹیل کو عام طور پر اجتماعی طور پر 18-8 سٹینلیس سٹیل کہا جاتا ہے۔
ٹیبل 1 ، 304 ، 304 ایل ، 316 اور 316 ایل میں مرکب عناصر اور مقدار کے اضافے کی وجہ سے مختلف جسمانی ، کیمیائی اور میکانی خصوصیات ہیں۔ عام سٹینلیس سٹیل کے مقابلے میں ، ان میں اچھی سنکنرن مزاحمت ، گرمی کی مزاحمت اور پروسیسنگ کی کارکردگی ہے۔ 304 ایل کی سنکنرن مزاحمت 304 کی طرح ہے ، لیکن چونکہ 304 ایل کا کاربن مواد 304 کے مقابلے میں کم ہے ، لہذا اس کی انٹرگرینولر سنکنرن کے خلاف مزاحمت زیادہ مضبوط ہے۔ 316 اور 316 ایل مولیبڈینیم پر مشتمل سٹینلیس سٹیل ہیں۔ مولیبڈینیم کے اضافے کی وجہ سے ، ان کی سنکنرن مزاحمت اور گرمی کی مزاحمت 304 اور 304 ایل کے مقابلے میں بہتر ہے۔ اسی طرح ، چونکہ 316 ایل کا کاربن مواد 316 کے مقابلے میں کم ہے ، لہذا کرسٹل سنکنرن کے خلاف مزاحمت کرنے کی اس کی صلاحیت بہتر ہے۔ آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیلز جیسے 304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل میں کم میکانی طاقت ہوتی ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 304 ایم پی اے 205 ایم پی اے ہے، 304 ایل 170 ایم پی اے ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 316 ایم پی اے 210 ایم پی اے ہے ، اور 316 ایل 200 ایم پی اے ہے۔ لہذا ، ان سے بنے بولٹ کم طاقت والے گریڈ بولٹ سے تعلق رکھتے ہیں۔
جدول 1 کاربن مواد، ٪ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت، ایم پی اے تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ سروس درجہ حرارت، °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) فلینج جوڑوں کو 304 اور 316 جیسے مواد کے بولٹ کا استعمال کیوں نہیں کرنا چاہئے؟
جیسا کہ پچھلے لیکچرز میں ذکر کیا گیا ہے، فلینج جوائنٹ سب سے پہلے اندرونی دباؤ کے عمل کی وجہ سے دونوں فلینجز کی سیلنگ سطحوں کو الگ کرتا ہے، جس کے نتیجے میں گیسکٹ کے دباؤ میں اسی طرح کی کمی واقع ہوتی ہے، اور دوسرا، زیادہ درجہ حرارت پر گیسکٹ کے رینگنے یا بولٹ کی رینگنے کی وجہ سے بولٹ فورس میں نرمی آتی ہے۔ گیسکٹ کے تناؤ کو بھی کم کرتا ہے ، تاکہ فلینج جوڑ لیک اور ناکام ہوجائے۔
اصل آپریشن میں ، بولٹ فورس میں نرمی ناگزیر ہے ، اور ابتدائی سخت بولٹ فورس ہمیشہ وقت کے ساتھ گر جائے گی۔ خاص طور پر اعلی درجہ حرارت اور شدید سائیکل کے حالات میں فلینج جوڑوں کے لئے ، آپریشن کے 10،000 گھنٹوں کے بعد ، بولٹ لوڈ کا نقصان اکثر 50٪ سے تجاوز کر جائے گا ، اور یہ وقت کے تسلسل اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوجائے گا۔
When the flange and the bolt are made of different materials, especially when the flange is made of carbon steel and the bolt is made of stainless steel, the coefficient of thermal expansion 2 of the material of the bolt and the flange is different, such as the thermal expansion coefficient of stainless steel at 50°C (16.51×10-5/ ℃) is larger than the thermal expansion coefficient of carbon steel (11.12×10-5/℃). After the device is heated up, when the expansion of the flange is smaller than the expansion of the bolt, after the deformation is coordinated, the elongation of the bolt decreases, causing the force of the bolt to decrease. If there is any looseness, it may cause leakage in the flange joint. Therefore, when the high-temperature equipment flange and pipe flange are connected, especially the thermal expansion coefficients of the flange and bolt materials are different, the thermal expansion coefficients of the two materials should be as close as possible.
یہ (1) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل کی میکانی طاقت جیسے 304 اور 316 کم ہے، اور کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 304 صرف 205 ایم پی اے ہے، اور 316 کی طاقت صرف 210 ایم پی اے ہے. لہذا ، بولٹ کی اینٹی آرام اور اینٹی تھکاوٹ کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لئے ، انسٹالیشن بولٹ کی بولٹ فورس کو بڑھانے کے اقدامات کیے جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، جب فالو اپ فورم میں زیادہ سے زیادہ انسٹالیشن بولٹ فورس کا استعمال کیا جاتا ہے تو ، یہ ضروری ہے کہ انسٹالیشن بولٹ کا دباؤ بولٹ مواد کی پیداوار کی طاقت کا 70٪ تک پہنچ جائے ، تاکہ بولٹ مواد کی طاقت کے گریڈ کو بہتر بنایا جائے ، اور اعلی طاقت یا درمیانی طاقت والے مرکب سٹیل بولٹ مواد کا استعمال کیا جائے۔ واضح طور پر کاسٹ آئرن، نان میٹل فلینجز یا ربڑ گیسکٹس کے علاوہ نیم دھاتی اور دھاتی گیسکٹس جن میں زیادہ دباؤ ہوتا ہے یا زیادہ دباؤ والے گیسکٹس، 304 اور 316 جیسے کم طاقت والے مواد سے بنے بولٹ سیلنگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے کافی نہیں ہیں۔
What needs special attention here is that in the American stainless steel bolt material standard, 304 and 316 have two categories, namely B8 Cl.1 and B8 Cl.2 of 304 and B8M Cl.1 and B8M Cl.2 of 316. Cl.1 is solid solution treated with carbides, while Cl.2 undergoes strain strengthening treatment in addition to solid solution treatment. Although there is no fundamental difference in chemical resistance between B8 Cl.2 and B8 Cl.1, the mechanical strength of B8 Cl.2 is considerably improved relative to B8 Cl.1, such as B8 Cl.2 with a diameter of 3/4" The yield strength of the bolt material is 550MPa, while the yield strength of the B8 Cl.1 bolt material of all diameters is only 205MPa, the difference between the two is more than twice. The domestic bolt material standards 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316), and B8 Cl.1 is equivalent to B8M Cl.1. [Note: The bolt material S30408 in GB/T 150.3 "Pressure Vessel Part Three Design" is equivalent to B8 Cl.2; S31608 is equivalent to B8M Cl.1.
In view of the above reasons, GB/T 150.3 and GB/T38343 "Technical Regulations for Flange Joint Installation" stipulate that the flanges of pressure equipment and pipe flange joints are not recommended to use the usual 304 (B8 Cl.1) and 316 (B8M Cl. .1) Bolts of materials, especially in high temperature and severe cycle conditions, should be replaced with B8 Cl.2 (S30408) and B8M Cl.2 to avoid low installation bolt force.
یہ بات قابل ذکر ہے کہ جب 304 اور 316 جیسے کم طاقت والے بولٹ مواد کا استعمال کیا جاتا ہے ، یہاں تک کہ تنصیب کے مرحلے کے دوران بھی ، کیونکہ ٹارک کو کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے ، بولٹ مواد کی پیداوار کی طاقت سے تجاوز کرسکتا ہے ، یا یہاں تک کہ ٹوٹ گیا ہے۔ قدرتی طور پر، اگر پریشر ٹیسٹ یا آپریشن کے آغاز کے دوران لیکج ہوتا ہے، یہاں تک کہ اگر بولٹ سخت ہوتے رہتے ہیں، تو بولٹ فورس اوپر نہیں جائے گی اور لیکیج کو روکا نہیں جا سکتا ہے. اس کے علاوہ، ان بولٹس کو الگ ہونے کے بعد دوبارہ استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے، کیونکہ بولٹ مستقل خرابی سے گزر چکے ہیں، اور بولٹ کا کراس سیکشنل سائز چھوٹا ہو گیا ہے، اور وہ دوبارہ انسٹال ہونے کے بعد ٹوٹنے کا خطرہ رکھتے ہیں.
(1) 304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل مواد کے درمیان بنیادی فرق کیا ہیں؟
304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل سٹینلیس سٹیل گریڈ ہیں جو عام طور پر فلینجڈ جوڑوں میں استعمال ہوتے ہیں جن میں فلینجز، سیلنگ عناصر اور فاسٹنر شامل ہیں۔
304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل امریکن اسٹینڈرڈ فار مٹیریلز (اے این ایس آئی یا اے ایس ٹی ایم) کے سٹینلیس سٹیل گریڈ کے عہدے ہیں ، جو آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیلز کی 300 سیریز سے تعلق رکھتے ہیں۔ گھریلو مواد کے معیار (جی بی / ٹی) سے مطابقت رکھنے والے گریڈ 06 کروڑ 19 این آئی 10 (304)، 022 کروڑ 19 این آئی 10 (304 ایل)، 06 کروڑ 17 این آئی 12 ایم او 2 (316 ایل)، 022 کروڑ 17 این آئی 12 ایم او 2 (316 ایل) ہیں۔ اس قسم کے سٹینلیس سٹیل کو عام طور پر اجتماعی طور پر 18-8 سٹینلیس سٹیل کہا جاتا ہے۔
ٹیبل 1 ، 304 ، 304 ایل ، 316 اور 316 ایل میں مرکب عناصر اور مقدار کے اضافے کی وجہ سے مختلف جسمانی ، کیمیائی اور میکانی خصوصیات ہیں۔ عام سٹینلیس سٹیل کے مقابلے میں ، ان میں اچھی سنکنرن مزاحمت ، گرمی کی مزاحمت اور پروسیسنگ کی کارکردگی ہے۔ 304 ایل کی سنکنرن مزاحمت 304 کی طرح ہے ، لیکن چونکہ 304 ایل کا کاربن مواد 304 کے مقابلے میں کم ہے ، لہذا اس کی انٹرگرینولر سنکنرن کے خلاف مزاحمت زیادہ مضبوط ہے۔ 316 اور 316 ایل مولیبڈینیم پر مشتمل سٹینلیس سٹیل ہیں۔ مولیبڈینیم کے اضافے کی وجہ سے ، ان کی سنکنرن مزاحمت اور گرمی کی مزاحمت 304 اور 304 ایل کے مقابلے میں بہتر ہے۔ اسی طرح ، چونکہ 316 ایل کا کاربن مواد 316 کے مقابلے میں کم ہے ، لہذا کرسٹل سنکنرن کے خلاف مزاحمت کرنے کی اس کی صلاحیت بہتر ہے۔ آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیلز جیسے 304، 304 ایل، 316 اور 316 ایل میں کم میکانی طاقت ہوتی ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 304 ایم پی اے 205 ایم پی اے ہے، 304 ایل 170 ایم پی اے ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 316 ایم پی اے 210 ایم پی اے ہے ، اور 316 ایل 200 ایم پی اے ہے۔ لہذا ، ان سے بنے بولٹ کم طاقت والے گریڈ بولٹ سے تعلق رکھتے ہیں۔
جدول 1 کاربن مواد، ٪ کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت، ایم پی اے تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ سروس درجہ حرارت، °C
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) فلینج جوڑوں کو 304 اور 316 جیسے مواد کے بولٹ کا استعمال کیوں نہیں کرنا چاہئے؟
جیسا کہ پچھلے لیکچرز میں ذکر کیا گیا ہے، فلینج جوائنٹ سب سے پہلے اندرونی دباؤ کے عمل کی وجہ سے دونوں فلینجز کی سیلنگ سطحوں کو الگ کرتا ہے، جس کے نتیجے میں گیسکٹ کے دباؤ میں اسی طرح کی کمی واقع ہوتی ہے، اور دوسرا، زیادہ درجہ حرارت پر گیسکٹ کے رینگنے یا بولٹ کی رینگنے کی وجہ سے بولٹ فورس میں نرمی آتی ہے۔ گیسکٹ کے تناؤ کو بھی کم کرتا ہے ، تاکہ فلینج جوڑ لیک اور ناکام ہوجائے۔
اصل آپریشن میں ، بولٹ فورس میں نرمی ناگزیر ہے ، اور ابتدائی سخت بولٹ فورس ہمیشہ وقت کے ساتھ گر جائے گی۔ خاص طور پر اعلی درجہ حرارت اور شدید سائیکل کے حالات میں فلینج جوڑوں کے لئے ، آپریشن کے 10،000 گھنٹوں کے بعد ، بولٹ لوڈ کا نقصان اکثر 50٪ سے تجاوز کر جائے گا ، اور یہ وقت کے تسلسل اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوجائے گا۔
When the flange and the bolt are made of different materials, especially when the flange is made of carbon steel and the bolt is made of stainless steel, the coefficient of thermal expansion 2 of the material of the bolt and the flange is different, such as the thermal expansion coefficient of stainless steel at 50°C (16.51×10-5/ ℃) is larger than the thermal expansion coefficient of carbon steel (11.12×10-5/℃). After the device is heated up, when the expansion of the flange is smaller than the expansion of the bolt, after the deformation is coordinated, the elongation of the bolt decreases, causing the force of the bolt to decrease. If there is any looseness, it may cause leakage in the flange joint. Therefore, when the high-temperature equipment flange and pipe flange are connected, especially the thermal expansion coefficients of the flange and bolt materials are different, the thermal expansion coefficients of the two materials should be as close as possible.
یہ (1) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل کی میکانی طاقت جیسے 304 اور 316 کم ہے، اور کمرے کے درجہ حرارت کی پیداوار کی طاقت 304 صرف 205 ایم پی اے ہے، اور 316 کی طاقت صرف 210 ایم پی اے ہے. لہذا ، بولٹ کی اینٹی آرام اور اینٹی تھکاوٹ کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لئے ، انسٹالیشن بولٹ کی بولٹ فورس کو بڑھانے کے اقدامات کیے جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، جب فالو اپ فورم میں زیادہ سے زیادہ انسٹالیشن بولٹ فورس کا استعمال کیا جاتا ہے تو ، یہ ضروری ہے کہ انسٹالیشن بولٹ کا دباؤ بولٹ مواد کی پیداوار کی طاقت کا 70٪ تک پہنچ جائے ، تاکہ بولٹ مواد کی طاقت کے گریڈ کو بہتر بنایا جائے ، اور اعلی طاقت یا درمیانی طاقت والے مرکب سٹیل بولٹ مواد کا استعمال کیا جائے۔ واضح طور پر کاسٹ آئرن، نان میٹل فلینجز یا ربڑ گیسکٹس کے علاوہ نیم دھاتی اور دھاتی گیسکٹس جن میں زیادہ دباؤ ہوتا ہے یا زیادہ دباؤ والے گیسکٹس، 304 اور 316 جیسے کم طاقت والے مواد سے بنے بولٹ سیلنگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے کافی نہیں ہیں۔
What needs special attention here is that in the American stainless steel bolt material standard, 304 and 316 have two categories, namely B8 Cl.1 and B8 Cl.2 of 304 and B8M Cl.1 and B8M Cl.2 of 316. Cl.1 is solid solution treated with carbides, while Cl.2 undergoes strain strengthening treatment in addition to solid solution treatment. Although there is no fundamental difference in chemical resistance between B8 Cl.2 and B8 Cl.1, the mechanical strength of B8 Cl.2 is considerably improved relative to B8 Cl.1, such as B8 Cl.2 with a diameter of 3/4" The yield strength of the bolt material is 550MPa, while the yield strength of the B8 Cl.1 bolt material of all diameters is only 205MPa, the difference between the two is more than twice. The domestic bolt material standards 06Cr19Ni10(304), 06Cr17Ni12Mo2(316), and B8 Cl.1 is equivalent to B8M Cl.1. [Note: The bolt material S30408 in GB/T 150.3 "Pressure Vessel Part Three Design" is equivalent to B8 Cl.2; S31608 is equivalent to B8M Cl.1.
In view of the above reasons, GB/T 150.3 and GB/T38343 "Technical Regulations for Flange Joint Installation" stipulate that the flanges of pressure equipment and pipe flange joints are not recommended to use the usual 304 (B8 Cl.1) and 316 (B8M Cl. .1) Bolts of materials, especially in high temperature and severe cycle conditions, should be replaced with B8 Cl.2 (S30408) and B8M Cl.2 to avoid low installation bolt force.
یہ بات قابل ذکر ہے کہ جب 304 اور 316 جیسے کم طاقت والے بولٹ مواد کا استعمال کیا جاتا ہے ، یہاں تک کہ تنصیب کے مرحلے کے دوران بھی ، کیونکہ ٹارک کو کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے ، بولٹ مواد کی پیداوار کی طاقت سے تجاوز کرسکتا ہے ، یا یہاں تک کہ ٹوٹ گیا ہے۔ قدرتی طور پر، اگر پریشر ٹیسٹ یا آپریشن کے آغاز کے دوران لیکج ہوتا ہے، یہاں تک کہ اگر بولٹ سخت ہوتے رہتے ہیں، تو بولٹ فورس اوپر نہیں جائے گی اور لیکیج کو روکا نہیں جا سکتا ہے. اس کے علاوہ، ان بولٹس کو الگ ہونے کے بعد دوبارہ استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے، کیونکہ بولٹ مستقل خرابی سے گزر چکے ہیں، اور بولٹ کا کراس سیکشنل سائز چھوٹا ہو گیا ہے، اور وہ دوبارہ انسٹال ہونے کے بعد ٹوٹنے کا خطرہ رکھتے ہیں.