承压螺栓

       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

       4.6MO及英科耐尔625阀体阀门

      5.钛阀体阀门

      6.镍铝青铜阀体阀门