1. Wprowadzenie
A193 B7 i A193 B8 to szeroko stosowane gatunki kołków do kołnierzy kotłów i rur parowych. Wielu zagranicznych klientów traktuje wszystkie gatunki A193 bez rozróżnienia jako śruby wysokotemperaturowe. Pomijają właściwości pełzania austenitycznej stali nierdzewnej i określają B8 do ciągłej pracy w wysokiej temperaturze. Po długotrwałej pracy kołek powoli się odkształca, napięcie wstępne spada, uszczelka traci kompresję, a kołnierz przecieka, co prowadzi do nieplanowanych przestojów. B8 zaprojektowano przede wszystkim pod kątem odporności na korozję, a nie długoterminowej odporności na pełzanie. B7 to stal stopowa chromowo-molibdenowa, zaprojektowana z myślą o stabilnym pełzaniu w umiarkowanie wysokich temperaturach. Nie są one wymienne.
2. Mechanizm pełzania i zanik napięcia wstępnego kołków A193 B8
2.1 Awaria pełzania B8
A193 B8 to austenityczna stal nierdzewna 304. Pod stałym napięciem i ciągłą wysoką temperaturą materiał ulega powolnemu odkształceniu plastycznemu zwanemu pełzaniem. Nie pęka natychmiast, ale kołek stopniowo się wydłuża, napięcie wstępne spada i zanika nacisk uszczelniający na złącze kołnierzowe. B8 może tolerować krótkotrwałą temperaturę szczytową, ale jego limitem użytkowym jest ciągła wysoka temperatura przy stałym obciążeniu.
2.2 Różnica pomiędzy klasą 1 i klasą 2 B8
Klasa 1: Wyżarzone rozpuszczająco, bardziej miękkie, o słabej odporności na pełzanie. Nadaje się do zastosowań korozyjnych, w temperaturze otoczenia lub w okresach wysokiej temperatury.
Klasa 2: Obrabiane na zimno w celu uzyskania wyższej wytrzymałości otoczenia. Jednak hartowanie na zimno zanika w wysokiej temperaturze. Ryzyko relaksacji pełzającej pozostaje w przypadku długoterminowej obsługi gorącej.
3. Porównanie: A193 B8 vs A193 B7
Przedmiot |
A193 B8 (austenityczna stal nierdzewna 304) |
A193 B7 (stal stopowa Cr-Mo) |
Podstawowa zaleta |
Odporność na korozję, odporność na utlenianie, dobra wydajność w niskich temperaturach |
Stabilna odporność na pełzanie, lepsze utrzymanie napięcia wstępnego w umiarkowanie wysokiej temperaturze |
Typowa usługa |
Kołnierze ze stali nierdzewnej, media korozyjne, niska temperatura, okresowe ciepło |
Kotły, rurociągi parowe, kołnierze ciągłe wysokotemperaturowe i wysokociśnieniowe |
Ograniczenie |
Wyraźne pełzanie pod wpływem długotrwałego ciepła, szybka utrata napięcia wstępnego |
Słaba odporność na korozję, łatwa do rdzewienia w środowisku korozyjnym |
Ciągły limit wysokiej temperatury |
Niezalecany do długotrwałego obciążenia pełzającego |
Dobra stabilność przy ciągłej pracy w temperaturze 400 ~ 450 ℃ |
Częsty błąd: kupujący widzą tylko ASTM A193 i zakładają, że wszystkie kołki A193 są równe w przypadku wysokich temperatur, ignorując fakt, że B7 i B8 należą do różnych rodzin materiałów.
4. Typowe przypadki awarii
Kołnierz parowy kotła: Śruby B8 zastępują B7. Przy uruchomieniu nie ma wycieków, ale po tygodniach ciągłej pracy następuje wyciek pary w wyniku rozluźnienia napięcia wstępnego.
Rurociągi procesowe pracujące w wysokiej temperaturze: stała wysoka temperatura plus cykle termiczne, ponowne dokręcanie nie zapewnia szczelności.
Rurociąg korozyjny pierwotnie zaprojektowany dla temperatury otoczenia z B8; później temperatura procesu wzrasta bez wymiany kołków.
5. Lista kontrolna zaopatrzenia i selekcji
Zdefiniuj priorytet: odporność na korozję → B8; ciągła wysoka temperatura i stabilne napięcie wstępne → B7 lub inny stop odporny na pełzanie
Sprawdź temperaturę roboczą: rozróżnij temperaturę krótkotrwałą szczytową i stałą, ciągłą temperaturę roboczą
Nakrętki meczowe: szpilki B8 z nakrętkami A194 8; Szpilki B7 z nakrętkami A194 2H. Nie mieszaj losowo.
Przejrzyj MTC: sprawdź gatunek i klasę obróbki cieplnej (klasa 1 / klasa 2), nie tylko sprawdź numer normy ASTM A193.
6. Powszechne nieporozumienia
Błędne przekonanie 1: B8 może zastąpić B7 w przypadku ciągłych kołnierzy kotłów wysokotemperaturowych. Wyjaśnienie: B8 jest dobrze odporny na korozję, ale ma słabsze właściwości pełzania. Straci napięcie wstępne pod długotrwałym obciążeniem cieplnym.
Błędne przekonanie 2: B8 klasa 2 ma wysoką wytrzymałość, dlatego nadaje się do połączeń wysokotemperaturowych, poddawanych krytycznym obciążeniom wstępnym. Wyjaśnienie: Wytrzymałość na zimno maleje w wysokiej temperaturze. Klasa 2 poprawia jedynie wytrzymałość w temperaturze pokojowej i nie zatrzymuje relaksacji pełzania.
Błędne przekonanie nr 3: Krótki test temperaturowy oznacza długotrwałe warunki pracy, dopuszczalny jest ten sam materiał. Wyjaśnienie: Pełzanie zależy od czasu, temperatury i obciążenia łącznie. Krótka ekspozycja na ciepło nie gwarantuje długoterminowej niezawodności.
7. Często zadawane pytania
P1: Zainstalowaliśmy już kołki B8 na rurociągach wysokotemperaturowych. Jak ocenić ryzyko? A1: Sprawdź stałą temperaturę pracy i ciągłe godziny pracy. Dodaj regularną kontrolę napięcia wstępnego. Jeśli to możliwe, przy następnej konserwacji należy wymienić na B7.
Pytanie 2: Złącze jest korozyjne i pracuje w ciągłej wysokiej temperaturze. B7 nie jest odporny na korozję. A2: Oceń rozwiązania powłokowe lub zmodernizuj je do odpowiedniego stopu odpornego na korozję w wysokiej temperaturze. Nie używaj B8 do spełnienia obu wymagań.
