استاد بولت فولادی گرید L 7 از فولاد کم آلیاژ با سختی پایین تر و چقرمگی بالاتر ساخته شده و برای دماهای پایین تا منفی 100 درجه سانتیگراد استفاده می شود. این تفاوت متالورژیکی باعث می شود که هر گرید در شرایط خاص مکانیکی و حرارتی عملکرد بهینه داشته باشد. سطح استاد بولت ها معمولاً با پوشش گالوانیزه سرد، فسفاته یا کادمیوم برای مقاومت در برابر خوردگی محافظت می شود.
مقاومت کششی و سایشی گرید های مختلف استاد بولت فولادی
گرید B7 دارای مقاومت کششی حدود 860 مگاپاسکال و استحکام تسلیم 720 مگاپاسکال است که برای اتصالات فلنجی فشار بالا ایده آل است. گرید B16 به دلیل حضور وانادیوم در ساختار فولاد، مقاومت کششی بالاتری تا 1000 مگاپاسکال دارد و پایداری بیشتری در خزش و تنش های حرارتی از خود نشان می دهد.
در مقایسه، گرید L7 با مقاومت کششی حدود 860 مگاپاسکال اما چقرمگی ضربه بالاتر، برای محیط های سرد مناسب تر است. مقاومت سایشی سطح در B16 حدود 10 درصد بیشتر از استاد بولت B7 است. در کاربردهای لرزشی یا دارای بارهای سیکلی، استفاده از L7 به دلیل انعطاف ساختاری توصیه می شود تا از شکست ترد جلوگیری گردد.
مقاومت حرارتی گرید B7, L7, B16
طبق استاندارد های معرفی شده در وبسایت نانو تجارت، گرید B7 تا دمای 425 درجه سانتیگراد بدون کاهش قابل توجه در استحکام مکانیکی عمل می کند. استاد بولت گرید B16 به دلیل ساختار پایدارتر و وجود وانادیوم، مقاومت حرارتی تا 550 درجه سانتیگراد را حفظ می کند. در مقابل، گرید L7 تنها تا دمای 340 درجه مناسب است اما در دماهای زیر صفر عملکرد بسیار بهتری دارد.
در کاربردهایی که تغییرات دمایی شدید وجود دارد، ضریب انبساط حرارتی پایین تر B16 از تغییر طول و تنش در اتصالات جلوگیری می کند. تست های حرارتی نشان داده اند که در دمای 500 درجه، افت استحکام در B7 حدود 25 درصد و در B16 تنها 10 درصد است. این ویژگی انتخاب B16 را در نیروگاه های بخار توجیه می کند.
موارد کاربرد
استاد بولت های گرید B7 بیشتر در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و خطوط فشار قوی تا 70 بار استفاده می شوند. گرید B16 برای توربین ها، بویلرها و تجهیزات دمای بالا در پالایشگاه ها به کار می رود. در مقابل، گرید L7 برای صنایع برودتی، خطوط انتقال گاز مایع و تجهیزات کرایوژنیک طراحی شده است.
در سیستم های لوله کشی صنعتی، انتخاب گرید مناسب بر اساس دمای کارکرد، نوع سیال و فشار کاری انجام می شود. به عنوان مثال در خطوط LNG با دمای منفی 60 درجه، L7 انتخاب ایده آل است، در حالی که برای فلنج های مبدل حرارتی بخار، B16 بهترین عملکرد را دارد.
استاندارد تولید و کنترل کیفیت استاد بولت
تولید هر سه گرید طبق استاندارد ASTM A193 انجام می شود و مهره های متناظر آنها طبق ASTM A194 ساخته می شوند. آزمون های کشش، سختی برینل، ضربه چارپی و بررسی ساختار متالورژیکی بخشی از کنترل کیفیت است. عملیات حرارتی شامل نرمالایزینگ و تمپر در دمای 600 تا 700 درجه انجام می گیرد.
هر قطعه باید دارای گواهی Mill Test Certificate باشد که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آن را مشخص کند. انحراف ابعادی مجاز طبق استاندارد ANSI B18.2.1 کمتر از 0.5 درصد است. رعایت این حدود تضمین می کند که استاد بولت تحت بارگذاری یکنواخت و بدون تمرکز تنش عمل کند.
فاکتورهای انتخاب گرید های B7, B16 و L7 از استاد بولت فولادی
انتخاب بین گریدهای B7، B16 و L7 به دمای کاری، فشار سیستم، نوع سیال و شرایط محیطی بستگی دارد. برای محیط های گرم و بخار اشباع، B16 بهترین گزینه است. برای دماهای زیر صفر، L7 برتری دارد و در شرایط عادی صنعتی، B7 اقتصادی ترین گزینه محسوب می شود.
علاوه بر خواص مکانیکی، هزینه تأمین و دسترسی به گرید نیز عامل مهمی است. تفاوت قیمت بین B7 و B16 حدود 25 درصد است و L7 معمولاً 10 درصد گران تر از B7 عرضه می شود. انتخاب بهینه باید بر اساس تحلیل مکانیکی، هزینه چرخه عمر و الزامات ایمنی انجام گیرد تا دوام اتصال فلنج در بلندمدت تضمین شود.
منبع : بورس پیچ آژاکس
∎