威尼斯下载-威尼斯平台下载-登录

欢迎访问,深圳市得锐自动化有限企业官方网站!

全国服务热线: 0755-3333-5656

得锐商城
企业动态

海工阀门的螺栓材质选择

编辑: 得锐自动化发表时间:2019-08-07 17:49:43浏览量:751

即使只是螺栓发生了腐蚀,阀门也可能需要保养甚至更换。对于海工阀门,选择螺栓材质时更要倍加谨慎。含氯的海洋环境以及各种腐蚀性介质,都会激化阀门和法兰螺栓的腐蚀。如果烃类工况中的螺栓发生腐蚀或强度不够,会导致螺栓损坏,进而导致油、气泄漏到大气环境,甚至很可能引起火灾和爆炸。本文将针对海工阀门上的承压螺栓、螺母,探讨有关材...
       即使只是螺栓发生了腐蚀,阀门也可能需要保养甚至更换。对于海工阀门,选择螺栓材质时更要倍加谨慎。含氯的海洋环境以及各种腐蚀性介质,都会激化阀门和法兰螺栓的腐蚀。如果烃类工况中的螺栓发生腐蚀或强度不够,会导致螺栓损坏,进而导致油、气泄漏到大气环境,甚至很可能引起火灾和爆炸。本文将针对海工阀门上的承压螺栓、螺母,探讨有关材质选择的一些基本理念。

      承压螺栓


      承压螺栓的定义是阀体构件之间,或阀体与阀盖之间的紧固件。图1是一合22铬双相钢阀体的叠加阀(ASTM A182F51)。阀体构件采用ASTM A453 Gr.660六角头螺栓(承压螺栓)固定,阀杆延长段采用ASTM A453 Gr.660内六角螺栓固
定到阀体。

海工阀门

       螺栓强度

       

       ASME B16.5将螺栓强度分成三类:

     1.高强度螺栓指允许应力不低于ASTM A193 B7。对于不同螺栓材质的允许应力值,适用的标准是ASMEB31.3“工艺管道”表格A-2“螺栓材质的设计应力值”。符合A193 B7标准,尺寸小于或等于2 1/2的螺栓,强度为125KSI,屈服值为105KSI。常温中,螺栓的最大允许应力通常是强度值的五分之一,即25KSI。用于低温碳钢阀体阀门的ASTMA320 L7螺栓即属于高强度螺栓。
      2.中等强度螺栓的标准是ASMEB16.5“ 管道法兰和法兰接头”之表格1B。ASTM A193 B8和B8M CL2,相当于SS304和SS316,即属于中等强度螺栓。中等强度ASTM A193 B7M材质可用于酸性工况(含硫化氢)碳钢阀体的螺栓。

      3.低强度螺栓的定义是最大强度不超过30KSI”(例如: ASTM A193 B8和B8M CL1), 适用标准是ASME B16.5和ASME B31.3。这类螺栓只能用于150和300等低压工况。


      螺栓材质选择

     1.碳钢阀体阀门


      ASTM A193 B7螺栓搭配ASTM A153热浸镀锌ASTM A194 2H螺母,是碳钢阀体阀门最常用的螺栓配置。B7螺栓是合金钢材质,含铬和钼。2H是碳钢螺母,适用标准是ASME B31.3之表格A2。


      ASTM A320 L7螺栓配热浸镀锌ASTM A194 Gr.4或7螺母,是低温碳钢阀体阀门常用的螺栓配置。螺栓和螺母都是合金钢材质(Cr-Mo)。根据ASTM (美国材料与试验协会)标准,L7螺栓的最大规格(含)是2 1/2” (65mm),L43螺栓适用于大于2 1/2”(65mm)的规格。


      根据ISO 15156“石油及天然气行业用于油气生产中含硫化氢工况的材质”,标号以“M”结尾的中等强度螺栓,比如B7M或L7M,可用于酸性工况中的碳钢或低温碳钢阀体阀门。


      由于承受应力的面积很小,直径10mm或以下的螺栓具有较大的应力腐蚀开裂风险。因此如果工作环境温度超过60° C,镍合金螺栓是比较好的选择。对于小直径螺栓,阀门制造商可以提供ASTMA453 Gr.660 (25%Ni-20%Cr)材质。但是,API RP 14E“海上生产平台管道系统的推荐设计安装方法”并未推荐此款螺栓。对于工作环境温度超过60°C的小直径螺栓,625合 金是很好的替代材质,但成本高昂。

      由于不锈钢螺栓在高温中的膨胀系数大于碳钢阀体的膨胀系效,因此对于碳钢阀体并不推荐不锈钢螺栓,否则就会有阀门泄漏的风险。此外,在超过60 C的海洋工况中,SS316材质容易发生氯化物应力腐蚀开裂。碳钢阀体的阀门多数都是用于60 C以上的环境,唯一可将SS316螺栓用于碳钢阀体属门的例外情况,是螺栓直径等于或小于10mm,而且工作温度低于60° C。小直径SS316螺栓的标准来自Norsok M-001“材质选择”,以及ISO 3506“耐腐蚀不锈钢紧固件的机械性能”

      对于热浸镀锌螺栓和螺母的涂装,不同客户(终端用户) 会有不同的要求。在喷砂和涂装过程中,可以将热浸镀锌螺栓覆盖住,这是因为涂层和热浸镀锌层之间的附着力不够好。


      2.不锈钢(SS)阀体阀门


      对于海洋工况,推荐使用316SS奥氏体不锈钢阀体。316SS含2%钼,和其它牌号的不锈钢相比,比如304, 316SS对含氯环境的耐蚀性更好一些。ASTM A193B8M CL1/CL2或A320 B8M CL1/CL2螺栓以及A194 8MA螺母,都是316SS阀体阀门的常用螺栓配置。

      注1: SS31 6材质的CL1螺栓材质只能用于300磅级或以下的低压工况。CL2螺栓可用于600磅级或以上的高压工况。

      注2:不建议将B7/B7M/L7/L7M热浸镀锌螺栓和2H/2HM/Gr.4或7热浸镀锌螺母用于不锈钢阀体,因为镀锌层会导致不锈钢阀体腐蚀。

      3. 22Cr双相钢和25Cr超级双相钢阀门


      在海工阀门领域,B7/B7M/L7/L7M热浸镀锌螺栓和2H/ 2HM/Gr.4或7热浸镀锌螺母,通常用于22Cr和25Cr双相钢阀门。

      使用5至10年后,热浸镀锌螺栓容易发生氯化物应力腐蚀开裂和电蚀,而且仅仅由于螺栓性能不合格,就需要维修或更换价格昂贵的双相钢或超级双相钢阀体。腐蚀的原因是热浸镀锌层在螺栓和螺母紧固过程中会被刮伤。此外,碳钢或低合金钢螺栓、螺母并非耐蚀合金(CRA)制品,不能抵抗腐蚀性海洋工况。非镀锌合金或碳钢螺栓如果接触双相钢或超级双相钢阀体,可能会发生电蚀。因此对于海洋工况中的22Ccx双相钢和25Cr超级双相钢阀门,

      推荐使用超级双相钢25Cr的螺栓和螺母,而且要符合ASTM A1082 UNS32250、32750、32760或同类标准。超级双相刚螺栓的价格可能比碳钢、合金钢螺栓贵四至六倍。

      注1:海洋工况中,无涂层超级双相钢制品的最高允许工作温度是110°C。因此对于工作温度超过110° C的22Cr双相钢阀门,推荐采用英科耐尔625或718螺栓和螺母。在挪威海工领域,25Cr 双相钢通常用于最高工作温度不超过20°C的海水环境。英科耐尔625螺栓的价格比超级双相钢螺栓高出三、四倍。

      注2:超级双相钢25Cr螺栓的强度比22Cr双相钢螺栓高,并和L7螺栓类似。这就是推荐将高强度25C双相锅作为爆栓材质的原因。


       4.6MO及英科耐尔625阀体阀门

      英科耐尔625螺栓及螺母是推荐用于上述阀门的螺栓配置。英科耐尔718螺栓也是可行的选项,但前提是阀门不能用于腐蚀性的海水介质。无氧海水可以被视为无腐蚀性。英科耐尔(合金) 59或686都被视为低强度螺栓材质,不推荐制成承压螺栓。如果选用低强度螺栓,比如59合金,阀体和(或)阀盖上就需要更多数量的螺孔,以便实现可靠连接。但这并不是什么好的方法。

      5.钛阀体阀门


      钛ASTM F467螺母/F468螺栓Gr.5适合用在钛阀体阀门上。超级双相钢螺栓或低合金热浸镀锌螺栓( 例如B7/2H)在接触介质后可能会腐蚀。在挪威大陆架区域,钛被用于温度超过20° C的腐蚀性海水工况。在这种工况下,超级双相钢会发生点蚀和氯化物应力腐蚀开裂。

      6.镍铝青铜阀体阀门

      和热浸镀锌B7/2H螺栓相比,镍铝青铜螺栓及螺母材质UNS C63000更适合用于镍铝青铜阀门。图5是一台镍铝青铜阀体的延长阀杆闸阀,搭配的是本文并不推荐的热浸镀锌B7/2H螺栓。


        备注:文章若有侵权,请联系删除。


2019-08-07 751人浏览
版权所有?2019 深圳市得锐自动化设备有限企业  免责声明  网站地图   技术支撑:国人伟业

威尼斯下载|威尼斯平台下载

XML 地图 | Sitemap 地图