ตารางแรงบิดสตัดโบลท์: การยึดหน้าแปลน ASME B16.5 คลาส 150 ถึง 2500

เหตุใดแรงบิดจึงสำคัญ: สมการความสมบูรณ์ของข้อต่อ

การรั่วไหลของข้อต่อหน้าแปลนเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของการหยุดกระบวนการผลิตที่ไม่ได้วางแผนในโรงกลั่นและโรงงานปิโตรเคมี การรั่วไหลส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากซีลชำรุดหรือสลักเกลียวคุณภาพต่ำ — แต่เกิดจากแรงดึงตึงล่วงหน้าของสลักเกลียวที่ไม่ถูกต้อง แรงบิดน้อยเกินทำให้ซีลถูกอัดไม่เพียงพอและเสี่ยงรั่วในระหว่างวงจรความร้อน แรงบิดมากเกินทำให้สตัดโบลท์เปลี่ยนรูปถาวรและลดแรงหนีบอย่างถาวร

ความสัมพันธ์แรงบิด-แรงดึงตึง

แรงบิดที่ใช้ (T) แปลงเป็นแรงดึงตึงสลักเกลียว (F) ผ่านความสัมพันธ์:

T = K × F × d

โดยที่:

• T = แรงบิดที่ใช้ (N·m หรือ ft·lbf)
• K = ปัจจัยน็อต (สัมประสิทธิ์แรงบิด — คำนึงถึงแรงเสียดทานเกลียวและแรงเสียดทานใต้น็อต)
• F = โหลดแรงดึงสลักเกลียว (N หรือ lbf)
• d = เส้นผ่านศูนย์กลางระบุสลักเกลียว (m หรือนิ้ว)

ปัจจัยน็อต K เป็นตัวแปรสำคัญ อยู่ในช่วงประมาณ 0.08 (สลักเกลียวเคลือบ PTFE หล่อลื่นดี) ถึง 0.25 (เกลียวแห้ง ไม่หล่อลื่น) การใช้ค่า K ผิดอาจทำให้แรงดึงตึงสลักเกลียวจริงต่างจากค่าที่ตั้งใจ 50–100% ที่แรงบิดเดียวกัน

ค่าปัจจัยน็อตทั่วไป

เงื่อนไข	ปัจจัย K	แรงบิดเทียบกับค่าอ้างอิงที่หล่อลื่น
เคลือบ PTFE/Xylan (เช่น Xylan 1424)	0.08–0.10	ลด 25–35% แรงบิดที่ต้องการ
ครีมโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (MoS₂)	0.12–0.14	ลด 10–20% แรงบิดที่ต้องการ
น้ำมันหรือจาระบีเบา	0.15–0.18	ค่าอ้างอิงพื้นฐาน
สารหล่อลื่นเกลียวที่มีสังกะสีสูง (Jet-Lube, Copperslip)	0.17–0.20	เพิ่ม 5–15% แรงบิดที่ต้องการ
ชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (HDG) ไม่เพิ่มการหล่อลื่น	0.20–0.22	เพิ่ม 15–30% แรงบิดที่ต้องการ
แห้ง ไม่หล่อลื่น (เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา)	0.20–0.25	เพิ่ม 25–60% แรงบิดที่ต้องการ

ตารางอ้างอิงแรงบิดสตัดโบลท์ ASME B16.5 (ASTM A193 B7 / A194 2H)

ค่าแรงบิดต่อไปนี้คำนวณสำหรับสตัดโบลท์ ASTM A193 B7 คู่กับน็อตหกเหลี่ยมหนัก A194 2H เป้าหมาย 50% ของค่าขีดจำกัดครากขั้นต่ำที่กำหนด (SMYS = 105 ksi = 724 MPa) — จุดเริ่มต้นแบบอนุรักษ์นิยมในภาคสนามตาม ASME PCC-1 ภาคผนวก J สมมติฐานการหล่อลื่น: น้ำมันเบาหรือสารประกอบป้องกันการล็อก K = 0.17

ขนาดหน้าแปลน	คลาส 150	คลาส 300	คลาส 600	คลาส 900	คลาส 1500	คลาส 2500
รูปแบบ: ขนาดสลักเกลียว × จำนวน → แรงบิดเป้าหมาย (N·m) ที่ 50% SMYS, K=0.17
1" NPS	½" × 4 → ~45	½" × 4 → ~45	⅝" × 4 → ~85	¾" × 4 → ~150	⅞" × 4 → ~230	1" × 4 → ~350
2" NPS	⅝" × 4 → ~85	⅝" × 8 → ~85	¾" × 8 → ~150	⅞" × 8 → ~230	1" × 8 → ~350	1¼" × 8 → ~680
4" NPS	⅝" × 8 → ~85	¾" × 8 → ~150	⅞" × 8 → ~230	1⅛" × 8 → ~490	1¼" × 8 → ~680	1½" × 8 → ~1,180
6" NPS	¾" × 8 → ~150	¾" × 12 → ~150	1" × 12 → ~350	1¼" × 12 → ~680	1⅜" × 12 → ~920	1¾" × 12 → ~1,800
8" NPS	¾" × 8 → ~150	¾" × 12 → ~150	1⅛" × 12 → ~490	1¼" × 12 → ~680	1½" × 12 → ~1,180	2" × 12 → ~2,700
10" NPS	⅞" × 12 → ~230	1" × 16 → ~350	1¼" × 16 → ~680	1⅜" × 16 → ~920	1¾" × 16 → ~1,800	2½" × 12 → ~5,100
12" NPS	⅞" × 12 → ~230	1" × 16 → ~350	1¼" × 20 → ~680	1½" × 20 → ~1,180	2" × 20 → ~2,700	3" × 12 → ~8,800

หมายเหตุ: ค่าแรงบิดเหล่านี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นอ้างอิง ค่าเป้าหมายแรงบิดสุดท้ายต้องกำหนดผ่านขั้นตอนการจัดการหน้าแปลนอย่างเป็นทางการตาม ASME PCC-1 โดยคำนึงถึงชนิดซีล ความหยาบผิวหน้าแปลน อุณหภูมิการทำงาน และคุณสมบัติแรงดึงจริงของล็อตสลักเกลียว

ลำดับการขันสลับ ASME PCC-1

การขันตามลำดับตามเข็มนาฬิกาง่ายๆ ส่งผลให้การรับน้ำหนักซีลไม่สม่ำเสมอ ลำดับการขันสลับ (รูปแบบดาว) ของ ASME PCC-1 ให้การอัดซีลที่สม่ำเสมอ:

1. รอบที่ 1 — ขันเบา (~20% ของแรงบิดเป้าหมาย): กำหนดหมายเลขสลักเกลียว 1 ถึง N จากตำแหน่ง 12 นาฬิกา ขันตามลำดับสลับให้หน้าแปลนทั้งสองประกบกัน
2. รอบที่ 2 — 50% ของแรงบิดเป้าหมาย: ทำซ้ำลำดับสลับที่ 50% ของแรงบิดสุดท้าย
3. รอบที่ 3 — 100% ของแรงบิดเป้าหมาย: ทำซ้ำลำดับสลับที่ 100% ของแรงบิดเป้าหมาย
4. รอบที่ 4 — ตรวจสอบ (ตามเข็มนาฬิกา): รอบตรวจสอบสุดท้ายตามเข็มนาฬิกาที่ 100% ซีลแบบเกลียวโดยทั่วไป 2–4 รอบ สำหรับ RTJ สูงสุด 6 รอบ

การขันร้อนและการขันซ้ำด้วยความร้อน

วัสดุซีล — โดยเฉพาะแบบเกลียว — เกิดการผ่อนคลายความเค้น 10–30% ในวงจรความร้อนแรก ASME PCC-1 แนะนำการขันซ้ำร้อนหลังจากข้อต่อถึงอุณหภูมิการทำงานครั้งแรก นี่เป็นข้อบังคับสำหรับหน้าแปลนคลาส 600 ขึ้นไปและการใช้งานซีลเกลียวทั้งหมดในบริษัทผู้ดำเนินการส่วนใหญ่

การขันตึงด้วยไฮดรอลิกเทียบกับประแจแรงบิด

สำหรับหน้าแปลนคลาส 900 ขึ้นไปและการเชื่อมต่อขนาดใหญ่หรือที่สำคัญด้านความปลอดภัย การขันตึงด้วยไฮดรอลิกดีกว่าประแจแรงบิด การขันตึงใช้โหลดแนวแกนโดยตรง — กำจัดความไม่แน่นอนของปัจจัย K — และบรรลุความสม่ำเสมอของโหลดสลักเกลียว ±5% เทียบกับ ±25–35% กับประแจแรงบิด

สั่งซื้อชุดสลักเกลียว ASME B16.5 จาก LOKRON

LOKRON จำหน่ายชุดสลักเกลียวหน้าแปลน ASME B16.5 ครบชุด: สตัดโบลท์ ASTM A193 B7 ตัดตามความยาวที่ถูกต้องสำหรับแต่ละขนาดหน้าแปลนและคลาสแรงดัน คู่กับน็อตหกเหลี่ยมหนัก A194 2H พร้อม MTR EN 10204 Type 3.1 ฉบับเดียวครอบคลุมทั้งสองชิ้นส่วน ระบุขนาดหน้าแปลน คลาสแรงดัน ชนิดซีล และจำนวน — LOKRON จะยืนยันขนาดสลักเกลียวที่ถูกต้องและราคาทั้งหมดภายใน 24 ชั่วโมง