Què són els graus de bolt i per què és important triar el grau adequat
Definició de graus de cargol - Classificació estandarditzada de resistència, material i tractament tèrmic
Els graus de cargols són classificacions estandarditzades que defineixen les propietats mecàniques, la composició química i els requisits de tractament tèrmic dels cargols. Cada grau especifica la resistència a la tracció mínima, la resistència a la fluència, el rang de duresa i l'allargament, assegurant un rendiment previsible en condicions de càrrega definides. El sistema de qualificació permet als enginyers seleccionar els cargols amb la confiança que compliran els requisits de disseny sense especificar-excés ni comprometre la seguretat.
Cost de triar el grau incorrecte - Fractura, afluixament, accidents d'equip
La selecció d'un grau de cargol per sota de la resistència requerida pot conduir a la separació de la rosca, la fractura del cargol, la separació de les articulacions i la fallada catastròfica de l'equip. Per contra, sobreespecificar a un grau superior al necessari sovint afegeix un cost innecessari i pot introduir riscos com ara la susceptibilitat a la fragilitat de l'hidrogen. El grau correcte ha de coincidir amb la càrrega de disseny, la temperatura de servei, les condicions ambientals i els requisits del codi aplicables.
Sistemes estàndard globals - SAE J429, ASTM A193/A320, ISO 898, GB/T 3098
Els principals estàndards mundials de qualitat de cargols inclouen SAE J429 per a cargols d'acer al carboni i aliatge de mides imperials (Amèrica del Nord), ASTM A193 per a cargols d'aliatge i acer inoxidable en servei d'alta-temperatura/alta-pressió, ASTM A320 per a cargols de servei de baixa{-temperatura, ISO 898 per a parabolts (estàndard internacional) i GB398 (T). Entendre les-referències creuades entre aquests sistemes és essencial per als projectes internacionals i la compra global.
Explicació dels graus de pern SAE J429 (graus 2, 5, 8)
Perns de grau 2 - Acer baix en carboni, resistència més baixa, adequat per a aplicacions generals no crítiques-
Els cargols SAE J429 de grau 2 estan fets d'acer de carboni baix o mitjà sense cap tractament tèrmic necessari. Tenen una resistència a la tracció mínima de 60.000 psi (414 MPa) per a mides de fins a 3/4 de polzada i 55.000 psi per a diàmetres més grans. Els cargols de grau 2 no tenen marques de capçal i són adequats per a aplicacions de càrrega lleugera-com ara muntatges de mobles, accessoris de llum i suports no-estructurals on els requisits de resistència són mínims.
Perns de grau 5 - Acer al carboni mitjà temperat i temperat, resistència mitjana
Els cargols de grau 5 estan fets d'acer al carboni mitjà que s'apaga i es tempera per aconseguir una resistència a la tracció mínima de 120.000 psi (827 MPa) per a diàmetres de fins a 1 polzada. S'identifiquen per tres línies radials al cap del cargol separades 120 graus. El grau 5 s'utilitza habitualment en conjunts d'automòbils, equips agrícoles, maquinària i construcció general on es requereix una resistència moderada a alta sense el cost de les qualitats superiors.
Perns de grau 8 - Acer d'aliatge de carboni mitjà apagat i temperat, alta resistència
Els cargols de grau 8 es fabriquen a partir d'acer d'aliatge de carboni mitjà (normalment 4140 o similar) temperat i temperat per oferir una resistència a la tracció mínima de 150.000 psi (1.034 MPa). Estan marcats amb sis línies radials al capçal i s'especifiquen per a equipament pesat, maquinària de moviment de terres, aplicacions militars i connexions estructurals que requereixen la màxima resistència al sistema SAE.
Taula de dades de propietats mecàniques
| Grau | Material | Tensió mínima | Rendiment (0,2%) | Duresa | Marques del cap |
|---|---|---|---|---|---|
| Grau 2 | Acer de carboni baix/mitjà | 60.000 psi | 36.000 psi | - | Cap |
| Grau 5 | Q&T d'acer al carboni mitjà | 120.000 psi | 92.000 psi | 19-30 HRC | 3 línies radials |
| Grau 8 | Acer aliat Q&T | 150.000 psi | 130.000 psi | 33-39 HRC | 6 línies radials |
Explicació dels graus de cargol ASTM A193 (B7, B8, B8M, B16)
B7 - Acer d'aliatge de crom-molibdè, alta temperatura i alta pressió
ASTM A193 B7 és el grau més àmpliament especificat per a cargols en recipients a pressió, vàlvules, brides i sistemes de canonades. Fabricats amb acer al crom-molibdè AISI 4140 o 4142, els cargols B7 s'apagan i es temperen per aconseguir una resistència a la tracció mínima de 125 ksi (860 MPa) amb una excel·lent tenacitat i resistència a la fluència de fins a 450 graus. Els cargols B7 estan marcats amb la designació "B7" al cap i normalment es combinen amb femelles ASTM A194 de grau 2H.
Acer inoxidable B8 / B8M - 304 / 316, ambients resistents a la corrosió-
Els cargols ASTM A193 B8 es fabriquen amb acer inoxidable tipus 304, mentre que els cargols B8M utilitzen acer inoxidable tipus 316 amb molibdè afegit per millorar la resistència a la picada. Aquests graus ofereixen una resistència moderada (aproximadament 75-80 ksi de tracció mínima per a condicions d'enduriment per deformació) combinada amb una excel·lent resistència a la corrosió adequada per al processament químic, aliments i begudes, farmacèutics i entorns marins. Els cargols B8 estan marcats amb "B8" i els perns B8M "B8M" al cap.
B16 - Crom-Molibdè-Acer d'aliatge de vanadi, temperatura més alta (menys o igual a 593 graus)
Els cargols ASTM A193 B16 estan fets d'acer d'aliatge de crom-molibdè-vanadi amb contingut de vanadi controlat per millorar la resistència a les altes-temperaturas. Els cargols B16 mantenen una resistència útil fins a 593 graus (1100 graus F), cosa que els converteix en l'opció preferida per a turbines de generació d'energia, escalfadors de refineries i canonades de procés d'alta-temperatura. Estan marcats amb "B16" al cap i es combinen amb femelles ASTM A194 de grau 7 per a muntatges complets d'alta temperatura{14}}.
Límits de selecció B7 vs B8 - Temperatura de funcionament, corrosivitat del medi
L'elecció entre B7 i B8 depèn principalment de l'entorn de servei. B7 es selecciona per a aplicacions no-corrosives i d'alta-temperatura de fins a 450 graus on la resistència és la prioritat, com ara sistemes de vapor i processament d'hidrocarburs. B8 es tria quan el medi és corrosiu (àcids, clorurs, solucions càustiques) fins i tot a temperatures més baixes, o quan s'ha d'evitar la contaminació del producte per rovell. En el rang de temperatura de 300-450 graus amb una corrosivitat lleu, es pot preferir B8 malgrat la seva menor resistència.
Graus de perns de baixa-temperatura ASTM A320 (L7, L7M, L43)
L7 - Resistents a l'impacte a la temperatura baixa-, apte per a -101 graus i més
ASTM A320 L7 és el grau estàndard de perns de baixa -temperatura, fet d'acer d'aliatge de crom-molibdè amb una resistència a l'impacte especificada Charpy V-a -101 graus. Els cargols L7 s'apagan i es temperen per aconseguir el mateix nivell de resistència que el B7 (tracció mínima de 125 ksi), però amb propietats d'impacte garantides que eviten la fractura fràgil en servei en fred. S'utilitzen àmpliament en tancs d'emmagatzematge criogènic, instal·lacions de GNL i infraestructures de clima fred.
L7M - Igual que L7 però amb duresa més baixa, evita la fragilització de l'hidrogen
A320 L7M és una versió modificada de L7 amb un requisit màxim de duresa de 22 HRC (en comparació amb aproximadament 35 HRC per a L7 estàndard). Aquesta duresa més baixa redueix el risc d'esquerdes per tensió de sulfur i fragilització de l'hidrogen en entorns de servei àcids que contenen sulfur d'hidrogen. Els cargols L7M s'especifiquen per a aplicacions que compleixen la norma NACE MR0175/ISO 15156 en la producció de petroli i gas on es requereix tant una resistència a baixa-temperatura com una resistència al servei agre.
L43 - Temperatura inferior, -150 graus
L'A320 L43 està fet d'acer d'aliatge de níquel-crom-molibdè (AISI 4340) amb una resistència millorada a baixa-temperatura certificada a -150 graus . Aquest grau s'especifica per a les aplicacions criogèniques més exigents, inclòs el processament de GNL a -162 graus i el servei de nitrogen líquid. Els cargols L43 tenen el nivell de resistència més alt dels graus de baixa temperatura amb una tracció mínima de 125 ksi i valors d'impacte garantits a temperatures extremadament baixes.
Requisits de la prova d'impacte de baixa-temperatura - Charpy V-Notch
Tots els graus de baixa-temperatura A320 requereixen proves d'impacte Charpy V-a la temperatura especificada. L7 requereix un mínim de 20 peus-lb (27 J) de mitjana a -101 graus, L43 requereix el mateix a -150 graus. Les mostres es prenen longitudinalment del material del cargol i es prova per verificar el comportament dúctil a la temperatura mínima de disseny. Aquests requisits d'impacte són crítics per prevenir fractures fràgils catastròfiques en recipients a pressió i sistemes de canonades de servei en fred.
Referència transversal-de grau de cargol (SAE/ASTM/ISO/GB)
| Grau | Material | Tensió (min) | Rendiment (min) | Duresa | Interval de temperatura |
|---|---|---|---|---|---|
| SAE Gr 2 | Acer baix en carboni | 60 ksi | 36 ksi | - | -20 a 150 graus |
| SAE Gr 5 | Q&T de carboni mitjà | 120 ksi | 92 ksi | 19-30 HRC | -20 a 150 graus |
| SAE Gr 8 | Acer aliat Q&T | 150 ksi | 130 ksi | 33-39 HRC | -20 a 150 graus |
| A193 B7 | 4140/4142 Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -20 a 450 graus |
| A193 B8 | 304 SS | 75-80 ksi | 30-40 ksi | ~20 HRC | -200 a 800 graus |
| A193 B16 | Cr-Mo-V | 125 ksi | 105 ksi | ~ 37 HRC | -20 a 593 graus |
| A320 L7 | 4140 / 4142 | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -101 a 450 graus |
| A320 L43 | 4340 Ni-Cr-Mo | 125 ksi | 105 ksi | ~35 HRC | -150 a 450 graus |
| ISO 8.8 | Q&T de carboni mitjà | 116 ksi (800 MPa) | 92 ksi (640 MPa) | 22-32 HRC | -20 a 150 graus |
| ISO 10.9 | Acer aliat Q&T | 145 ksi (1000 MPa) | 130 ksi (900 MPa) | 32-39 HRC | -20 a 150 graus |
Com identificar els graus dels cargols
Sistema de marcatge del cap - Grau 2 (Sense marques), Grau 5 (3 línies radials), Grau 8 (6 línies radials)
El sistema de marcatge del capçal SAE proporciona una identificació visual ràpida del grau del cargol. Els cargols de grau 2 no tenen marques identificatives al cap. Els cargols de grau 5 presenten tres línies radials igualment espaiades a la superfície del cap. Els cargols de grau 8 s'identifiquen per sis línies radials. A més, la marca del fabricant sol estar estampada al cap per a la traçabilitat. Aquestes marques permeten una ràpida verificació del grau durant les inspeccions d'instal·lació i manteniment.
Marques de cargols ASTM - B7, B7M Designacions al capçal
Els cargols ASTM estan marcats amb designacions alfanumèriques de grau al cap. Els cargols A193 B7 estan estampats amb "B7" o "B7M" per a la variant de duresa més baixa. Els cargols B8 estan marcats amb "B8", B8M amb "B8M" i B16 amb "B16". Els graus A320 de baixa-temperatura estan marcats com "L7", "L7M" o "L43", segons correspongui. El símbol del fabricant sol estar al costat de la marca de grau. Aquestes marques proporcionen una identificació definitiva quan es necessita una confirmació visual de la qualificació.
Marques de cargols mètriques - Números de capçal 8.8, 10.9, 12.9
Els cargols mètrics utilitzen una marca de classe de propietat de dos-números al cap, com ara 8.8, 10.9 o 12.9. El primer nombre multiplicat per 100 dóna la resistència a la tracció mínima en MPa, i el segon nombre després del decimal dóna la relació entre el rendiment i la resistència a la tracció com a percentatge. Per exemple, 10,9 indica 1000 MPa de tracció i 900 MPa de rendiment. Les classes de propietat superiors fins a 14,9 estan disponibles per a aplicacions especialitzades.
Guia de selecció de grau de cargol (per aplicació)
Les connexions estructurals solen requerir cargols de grau 8 o ASTM A490 amb procediments de precàrrega i instal·lació especificats. Els sistemes de canonades de brida a les plantes petroquímiques depenen dels cargols ASTM A193 B7 o B16 per a la integritat d'alta-temperatura i alta-pressió. El processament alimentari i farmacèutic afavoreix l'acer inoxidable ASTM A193 B8 (304) o B8M (316) per a la seva resistència a la corrosió i neteja. Els tancs de baixa-temperatura i els recipients criogènics exigeixen ASTM A320 L7 o L43 amb una resistència a l'impacte certificada. La instal·lació general de maquinària i equips està ben servida per cargols de grau 5 o ISO 8.8 per a un equilibri de força i economia.
Concepcions errònies habituals en la selecció de grau de bolt
Un mite comú és que el grau 8 sempre és millor que el grau 5 - en realitat, la duresa més alta del grau 8 augmenta el risc de fragilització de l'hidrogen en entorns corrosius o galvanitzats. Una altra idea errònia és que B7 pot substituir el grau 8 -, aquests graus estan dissenyats per a diferents sistemes estàndard i condicions de servei. Un malentès crític és que els-perns d'alta qualitat no requereixen que coincideixin-rosques d'alta qualitat -, la femella sempre ha de ser almenys tan forta com el cargol per aconseguir la capacitat total de la junta. Finalment, alguns creuen que la galvanització no canvia el rendiment dels cargols, però el procés d'immersió en calent-pot afectar l'ajust de la rosca i la fragilitat de l'hidrogen en els cargols-d'alta resistència.
Capacitats del producte Bolt de ManufacturerPipe
ManufacturerPipe subministra cargols a tota la gamma de graus SAE 2/5/8, ASTM A193 B7/B7M/B8/B8M/B16 i A320 L7/L7M/L43. El nostre rang de mides cobreix M6 a M100 en sistemes mètrics i 1/4 de polzada a 4 polzades en sistemes imperials. Oferim capacitats personalitzades, com ara longituds especials, materials no-estàndards i marques personalitzades del cap. Cada enviament inclou certificats de prova de materials (MTC) originals amb una traçabilitat total des de la fusió fins a les proves finals, garantint el compliment de les especificacions del projecte i els requisits de garantia de qualitat.
Necessites el grau de cargol adequat per a la teva aplicació?
Poseu-vos en contacte amb ManufacturerPipe per obtenir una selecció de qualitat experta, preus competitius i qualitat certificada.
