Төслүүдэд тохиромжтой шингэн зэвэрдэггүй болт сонгох арга
Зэвэрдэггүй ганы ангилал болон түүний гүйцэтгэлийн онцлогийг ойлгох
Материалын техникийн шаардлага (AISI 304, 316 гэх мэт) ба тэдгээрийн чухал ач холбогдол
Зэвэрдэггүй болтнууд нь юунаас хийсэн, хэрхэн ажилладаг вэ гэдэгт суурилсан янз бүрийн ангилалтай байдаг. Жишээ нь AISI 304-ийг авч үзэхэд түүнд ойролцоогоор 18% хром, 8% никкель агуулагддаг. Ихэнх хэрэглэгчид энэ ангиллыг өдөр тутмын зүйлсэнд ашигладаг нь муруйхад хялбар, хугардаггүй, зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй тул юм. Гэсэн хэдий ч далайн усны ойролцоо эсвэл химийн бодисын нөхцөлд илүү хатуу нөхцөл байдалд үйлдвэрлэгчид AISI 316-г сонгодог. Энэ нэмэлтээр 2-3 хувийн молибден нэмснээр хлор, хүчилтийн эсрэг их сайн тэсвэртэй болдог. Зэвэрдэггүй сталийн найрлаганд хольсон металлууд нь зэврэлтийн толбо үүсэхийг, цаг соёоны дараа метал харлахыг, дарагтын дор трещин үүсэхийг сааруулахад маш их ялгаатай байдаг.
Зэвэрдэггүй болтнуудын коррозийн тэсвэрт чанар ба хүчийг 304 ба 316-г харьцуулах
304 нь дотоод эсвэл хялбар нөхцөлд сайн ажилладаг бол 316 нь далайн ба химийн идэвхтэй орчинд илүү сайн ажилладаг. Судалгаагаар 316 нь давсны түтээмийн нөлөөлөлд 304-өөс 3–4 дахин илүү удаан тэсвэрлэдэг байна. Гэсэн хэдий ч энэхүү сайжруулсан исэлдэлтийн тэсвэрт чадал нь 316-ын харьцангуй хүч (580 МПа) ижил батжуулах нөхцөлд 304-ийнхээс (620 МПа) бага байдагтай холбоотой юм.
| Чадвар | 304 зэвэрдэггүй ган | 316 төгсгөлтэй нүүрс |
|---|---|---|
| Хэт зэвэрдэггүй | Дунд шатны | Их |
| Таталтын бат бэх | 620 МПа | 580 МПа |
| Үндсэн хайлшийн нэмэлт | Хром/Никель | + Молибден |
Механик шинж чанар: Аустенитийн ангилалд хамаарах рзгалтын болон хязгаарын хүч
Аустенитийн нержис хайлш болон 304L, 316L-гийн зэрэг ангилалууд нь механик хүч чанараас илүүтэйгээр коррозийн эсрэг тэсвэрт чанар бүхий материалыг хэлнэ. Тодорхой тооцооллыг авч үзье. 304L-ийн уян хатан байдлын хүч нь ойролцоогоор 485 МРа байдаг бол 316L нь ойролцоогоор 415 МРа-ыг хангана. Эдгээр утга нь ердийн нүүрстөрөгчийн гангуудын холбоосны ихэвчлэн гарах хүчтэй харьцуулахад доогуур байна. Иймд илүү их ачаалалтай ажиллах үед инженерүүд ихэвчлэн том хэмжээтэй болт ашиглах эсвэл 316H зэрэг тусгай хувилбар руу шилждэг. Энэхүү агшаасан хувилбар нь ойролцоогоор 650 МРа хүртэлх суналтын хүчийг хүртэл хүртэл хүрэх боломжтой бөгөөд чухал хүч чанар шаардлагатай хэрэглүүрүүдэд илүү тохиромжтой байдаг боловч чухал коррозийн эсрэг хамгаалалтын чанарыг алдахгүй.
Хэвийн ангилалд: Өндөр түвшний коррозийн эсрэг тэсвэрт чанар болон бага суналтын хүчний хоорондын харьцаа
Материалд хром ба молибден их агуулагдаж байвал илүү сайн исэлдэхээс хамгаалагдах ч ихэвчлэн механик хүч чанар мууддаг. Жишээ нь, 316 төрлийн цэвэр төмөр далайн ойролцоо шороороор бохирдох аюултай газруудад түүний эсрэг тэсвэртэй байдаг ч бүтээцэнд ашиглахад харьцангуй сул учраас инженерүүд ихэвчлэн том болт сонгох хэрэгтэй болдог. Зах зээл дээр ASTM A193 стандартын дагуу хосолсон цэвэр төмөр 2205 зэрэг орон тохойнууд гарч ирсэн бөгөөд эдгээр материал нь хүч чанар ба исэлдэлтээс хамгаалах чанарын хооронд сайн тэнцвэрийг олж өгдөг. Тэдгээрийн рзгалтын хүч чанар ойролцоогоор 550 МПа байдаг бол стандарт 316 цэвэр төмрийн шиг исэлдэлтээс хамгаалах чанартай байдаг. Энэ хослолын улмаас ихэнх барилгын төслүүд одоо асуудалтай газруудад зогсох чадвар ба бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг шаарддаг газруудад, жишээ нь хөндийн зам, далайн цэвэрхий, бусад бүтэц барилгад 2205-г илүүд үздэг.
Цэвэр төмрийн болтны ISO-ийн A2-70, A4-80 тэмдэглэгээг тайлбарлах
ISO-ийн ангилалын систем нь коррозийн тэсвэрт чанар болон хүчийг нэгэн эмх цэгцтэй кодод баглах тул материал сонгохыг хамаагүй хялбар болгодог. Жишээ нь A2-70 гэдэг нь 700 МПа-аас доошгүй хандвалын хүч шаарддаг аустенитик 304 зэвэрдэггүй ган гэсэн үг юм. Өөр талаар A4-80 нь ойролцоогоор 800 МПа хандвалын хүч шаарддаг 316-р анги ган гэж заана. Инженерүүд эдгээр кодуудыг тухайн материал тодорхой нөхцөлд ажиллах эсвэл тодорхой ачааллыг даах эсэхийг тодорхойлоход маш ихээр ашигладаг. Энэ системийн гол зорилго бол дизайн хийх үед цаг хэмнэх, багууд хэрэглээндээ тохирох зүйл сонгохын тулд төгсгөлгүй техникийн шаардлагын хуудсуудыг судлах шаардлага гарахаас сэргийлэх явдал юм.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд ASTM стандарт болон харилцах шаардлагууд
Хүнд нөхцөл байдлын аж үйлдвэрийн орчинд зэвэрдэггүй гангаар хийсэн болтын хувьд ASTM F593 стандарт хүчин төгөлдөр бөгөөд гол performance шаардлагуудыг тодорхойлсон:
| Чадвар | ASTM F593-ийн шаардлага | ISO 3506-1-тэй эквивалент |
|---|---|---|
| Таталтын бат бэх | ≥ 515 МПа (B8 ангилал) | 700–900 МПа (A2/A4) |
| Хлоридын эсрэг тэсвэрт чанар | 240 цагийн давстай туршилтыг амжилттай өнгөрсөн | 4-р ангийн эсэргүүцэл |
Цөмийн энерги, далайн эрэлхийллийн ийлчлэл зэрэг салбарууд нь давтамжтай ачаалал дорх хатуу нөхцөлт туршилтыг шаарддаг тул ASTM-ийн шаардлагад илүүд дуртай байдаг бөгөөд энэ нь урт хугацааны найдвартай ажиллагааг хангана.
Стандарчлал Хангамжийн Чанар болон Солилцох Чадварыг Хэрхэн Хангах вэ
Холбогч элементийн хувьд стандартчилалыг дагаж мөрдөх нь тэдгээрийг дэлхийн аль ч буланд ажиллуулах боломжийг олгоно. Сингапур дахь нийлүүлэгчээс худалдан авсан ISO 3506-т нийцсэн A4-80 болт болон Техасын доод хязгаарт байрлах шинжилгээний төвд ASTM F593-ийн шаардлагад нийцсэн нэгийг жишээ болгон авч үзье – эдгээр болтууд газар зүйн хувьд маш их зайтай байрладаг боловч үндсэндээ ижил ажлыг гүйцэтгэдэг. Ийм болтуудын хооронд сайн нийцэлтэй байдаг нь 2023 оны Fastener Supply Chain Report-ийн саяхны өгөгдлийн дагуу, стандарт бус компонент ашигласнаас үүдэлтэй төслийн саатлыг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулдаг. Мөн стандартчлал нь инженерүүдийн тооцоог хийхэд таамаглалын албадлага гарахаас салган, хялбарчилдаг. Жишээлбэл, хэрэв ASME B18.2.1-ийг 5-р ангийн болтод зааж өгсөн бол инженерүүд энэ болт ядаж 120 мянган фунт/квадрат инчийн хүчийг тэсвэрлэж чадна гэдгийг шууд мэдэж авдаг.
Орчин үеийн болон хэрэглээний онцлогт нийцсэн сонголтын шалгуур
Болтын ангийг орчны нөхцөл байдалд нийцүүлэх: Дотоод, далайн эргийн, химийн, ба гадаа газрын нөхцөл
Зөөлөн чанарын зэвэрдэггүй гангийн зэрэглэлийг зөв сонгох нь ихэвчлэн орчны хатуу байдлаас хамаарна. Далайн орчинд харьцуулбал, NACE International-ийн 2023 оны тайлангийн судалгаагаар AISI 316 нь ердийн 304 гангийн эсрэг уусгалтын идэвхжлийг ойролцоогоор 60%-иар бууруулдаг байна. Ихэнх хүмүүс чийгшил багатай дотоод HVAC системд 304 ган хангалттай сайн ажилладаг гэж үздэг. Гэтэл химийн боловсруулах үйлдвэрт инженерчлэгчид идэвхтэй хүчиллэг ууртай тэмцэх чадвар сайтай 316L эсвэл даблын зэргийн аль нэгийг сонгодог. Мөн далайн хашаанд давстай агаар металл хэсгүүдийг тасралтгүй цохих үед ихэнх барилга байгууламжууд илүү их зэврэлтээс хамгаалахын тулд 316 зэвэрдэггүй ган болон тусгай далайн смазкийг хослуулан зааж өгдөг.
Тохиолдол: Номхотгогч платформ болон далайн цэгт зэврэлтээс хамгаалсан зэвэрдэггүй ган шулуу
2024 онд Их Материк нуурт олборлох тосны цөмийг судалж байх үед эрдэм шинжилгээний ажилтанууд далайн ус байнга хүрэх мөргөлтийн бүсэд стандарт 304 цэвэр төмрийн болтнуудыг 316-р ангиллын болтнуудаар солиход сонирхолтой зүйлийг анзаарсан. Үр дүн нь гайхамшигтай байсан ба ялангуяа зөвхөн таван жилийн дотор солих хувь гурван дөрөвний нэг хүртэл буурсан. Инженерүүд юу хийсэн бэ? Тэд ISO 3506 стандартад нийцсэн A4-80 болтнуудыг сонгож, PTFE давхар бэлхүүсийг нэмж тавьсан. Энэ хослол нь бүтэц рүү долгион 15 кН/м² хүчээр байнга мөргөх үед үүсдэг цоорхойн коррозийн асуудлыг зогсооход тусалсан. Үүнээс ч илүү сайн нь, шинэчилсэн холбогчид усанд 10,000 цаг ороход анхны суналтын багтаамжийн бараг 90%-ийг хадгалж чадсан бөгөөд туршилтаар илрүүлсэн. Усны давсны агуулга ойролцоогоор 3.8% байсан.
Барилга, инфраструктурын төслүүдийн хамгийн сайн аргачлал
- Болтны зэрэглэлийг сонгохын өмнө ISO 9223 ашиглан агаарын нөхцөлд коррозид орох магадлалыг үнэлнэ үү
- Холбогдсон хэсгүүдийн материалтай ижил болтны материалыг сонгож, цахилгаан хагалах коррозийг саатуулна уу (жишээ нь: 316 ган хамт 316L болт)
- Гүүр, туннель зэрэг бетоноор бүрхэгдсэн бүс нутгийн хувьд 316 болттой хамт диэлектрик шүргээсийн багийг ашиглана уу
- Өндөр хэвийн хэлбэлзэл бүхий орчинд стресс-коррозийн хагналтаас сэргийлэхийн тулд B8M шиг хүйтэн боловсруулсан 316 хатуужуулсан болтыг зааж өгнө үү
ASTM A193 стандарт нь чухал дэд бүтцийн хувьд байгууламжийн хэмжээнд нийцэхийг дэмжихэд зориулан нержавейка ган болтны хамгийн бага руйлах бат бэхийг 620 МПа-аар тогтоодог
Бүтцийн бат бэхийг хангах болтны хэмжээ ба резьбийн шаардлага
Ачааллын аюулгүй байдлыг хангахын тулд зөв диаметр, урт, холболтыг сонгох
Бүтцийн аюулгүй байдлын тулд хэмжээ нарийвчлал нь маш чухал юм. Хэт жижигхэн холбох элементүүд нь үйлдвэрийн цуглуулгын нийлмэлийн 27%-д задрал үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг (ASME 2023). Сул зуурасны тохиолдолд болтны диаметртэй тэнцүү, их ачаалалтай хэрэглээнд хамгийн багадаа 1.5– дахин илүү урт нь татагдахаас сэргийлнэ.
| Болтны диаметр (Метрик) | Болтны диаметр (Империйн) | Ерөнхий хэрэглээ |
|---|---|---|
| 8 мм | 5/16" | Хөнгөн барилга |
| 12 мм | 1/2" | Тоног төхөөрөмжийн суурь |
| 16 мм | 5/8" | Бүтэц болон ган холболтууд |
Оёдол дээрх алхам ба суурилуулах, бат бэх байдалд үзүүлэх нөлөө
Элбэг оёдол (жишээ нь UNC) нь хурдан цуглуулах боломжийг олгодог ч энгийн оёдлоос (UNF) 15–20% бага хэвийн хөдөлгөөнд тэсвэртэй байдаг. 316 шиг аустенитийн ангилалд нарийн оёдлын алхам нь оёдлын ховхрохоос 30% илүү тэсвэртэй байдаг ч суналт үүсгэхээс сэргийлэхийн тулд нарийвчлалтай моментаар түгжих шаардлагатай.
Үйлдвэрлэлд гардаг хэмжээний алдаанууд ба тэдгээрийг хэрхэн зөв засах талаар
Хамгийн түгээмэл алдаанууд бол:
- Холимог стандарт : Метрик болт, инчийн гайкаа хольж ашиглах нь барилгын 23%-д шалтгаан болдог
- Уртын тооцооны алдаа : Шовхор, материаллын зузааныг тооцохгүй байх нь барьцын уртыг нөлөөлдөг
- Оёслын алдаа : Таарахгүй гайкаа ашиглах нь ачааллын багтаамжийг 40%-иар бууруулж болно
Эцсийн суурилуулалт хийхээс өмнө оёслын дугуйн ISO 898-1 эсвэл ASTM F593 дагуу шалгаж баталгаажуулна уу.
Үргэлжилсэн найдвартай байдлыг хангах: Ачааллын үзүүлэлт ба гулсахаас сэргийлэх
Динамик ба цикл ачаалал дахь сайн чанарын болт
Гүүр, хүнд машин техник зэрэг хөдөлгөөнт эсвэл дулааны горимтой системд ашиглагдах нержисэл зэсэлтийн болт нь хоёрсогдолын эрсдэлтэй байдаг. 304, 316 шиг аустенитийн ангиудын тэсвэрт чадал нь тэдгээрийн хамгийн их сунгалтын хүчний ойролцоогоор 35–40% байдаг бөгөөд нүүрстөрөгчтэй болтоос доогуур байдаг. Инженерүүд энэ сул жинхэнэ чадварыг нөхөхийн тулд аюулгүй байдлын коэффициентийг ихэвчлэн 15–20% -иар нэмэгдүүлдэг.
Бат бөх чанарын сул талыг нөхөх арга зам: Хэмжээг нь ихэсгэх, хайлшийг сонгох
Стандарт ангилал нь хангалттай бат бөх чанартай байхгүй үед хоёр үр дүнтэй арга хэмжээ нь найдвартай байдлыг сайжруулдаг:
- Хэмжээг нь ихэсгэх : Болтын диаметрийг 1/4"-аар ихэсгэх нь ихэвчлэн ачааллын чадавхийг 30–50%-иар нэмэгдүүлдэг
- Өндөр үзүүлэлттэй хайлш : 316 (85 ksi) -тэй харьцуулахад илүү сайн коррозийн тэсвэрт чадал хадгалж 17-4 PH (170 ksi сунгалтын хүч) зэрэг туяарлын батжих материал руу шилжих нь бат бөх чанарыг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг
Хайрцаглахыг урьдчилан сэргийлэх: Тослох, гадаргуугийн боловсруулалт, зөв суурилуулах арга техник
Галлих үзэгдэл нь зэвэрдэггүй ган хүртэл хүрэх үеийн үрэлтийн дор хүйтэн цавуулагдах илүүдлийн улмаас үүсдэг. Торк шалгах туршилтод галлах эрсдэлийг 80%-иар бууруулах гурван хэсгийн стратеги:
- Шатахуунд суурилсан смазкийн оронд никельд суурилсан наалдахгүй бодисыг хэрэглэ
- Огтлогдсон резьбийн эсрэг шидсэн резьбийг зааж өгч, илүү жигд гадаргуу авах
- Торк-хяналттай багаж ашиглан суурилуулах хурдыг 25 эрг/мин-д доош хязгаарлах
Суурилуулалтын үе болон дараа коррозийн эсэргүүцэл хадгалах
Зэвэрдэггүй гангийн хамгаалалтын хромын исэлтийн давхарга нь зөөх, чангаруулах үед гэмтэж болно. Суурилуулалт дууссаны дараа лимон эсвэл азотын хүчил ашиглан пассивжуулалт хийж энэ уян хальсыг сэргээх боломжтой. Далайн орчинд ASTM B117 давсны найрлагаар шүршилтийн аргачлалын дагуу жилд нэг удаа шалгалт хийж эхний үеийн цэврүүжилтийг илрүүлж, урт хугацааны элэгдлийг урьдчилан сэргийлнэ.
Түгээмэл асуултууд
Коррозийн эсэргүүцэлд AISI 304 ба 316-ийн ялгаа юу вэ?
AISI 316 нь молибден агууламжийн баялаг байдлаас шалтгаалан илүү сайн исэлдэхгүйн чанартай бөгөөд AISI 304-тэй харьцуулахад далайн ба химийн идэвхитэй орчинд илүү тохиромжтой.
Зэвэрдэггүй ган болтнуудыг цооргоноос хэрхэн сэргийлэх вэ?
Цооргоноос сэргийлэхийн тулд никельд суурилсан наалдахгүй нунтаг хэрэглэж, гадаргууг илүү жигд болгохын тулд угалзан утас хэрэглэх, суурилуулах хурдыг хязгаарлах хэрэгтэй.
Зэвэрдэггүй ган болтны хувьд ISO ба ASTM стандартын ач холбогдол юу вэ?
ISO ба ASTM стандартууд нь зэвэрдэггүй ган болтнууд дэлхий даяар ижил ажиллагаатай, солилцоно шахалттай байдлыг хангаж, төслийн хоцрогдол багасгаж, инженерийн тооцоонд таамаглал хийх шаардлагыг арилгана.
Болтны хэмжээс болон утасны нарийвчлалыг яагаад анхаарч үзэх шаардлагатай вэ?
Бүтцийн аюулгүй байдлын хувьд болтны зөв хэмжээ болон утасны нарийвчлал маш чухал. Хэт жижиг хэмжээтэй холбох хэрэгслүүд нь холболтын эвдрэлд хүргэж болох боловч, буруу утасны алхам нь ачааллын багтаамжийг бууруулж болно.
