ตารางแรงบิดสลักเกลียวสำหรับวัสดุ B7, B8, B8M, L7: คู่มือการดึงก่อนและการหล่อลื่น

บทนำ: ทำไมแรงบิดที่ถูกต้องจึงสำคัญสำหรับสลักเกลียว

ในการเชื่อมต่อหน้าแปลนแบบสลักเกลียว การได้แรงบิดที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญเพื่อรับประกันความสมบูรณ์ของรอยต่อ ป้องกันการรั่วซึม และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของตัวยึด การขันต่ำเกินไปอาจทำให้รอยต่อแยกออก ในขณะที่การขันมากเกินไปอาจทำให้เกลียวเสียหาย เกิดการเสียดสี หรือแม้กระทั่งสลักเกลียวแตก สำหรับสลักเกลียวความแข็งแรงสูงที่ทำจากวัสดุเช่น ASTM A193 B7, B8, B8M และ A320 L7 ค่าแรงบิดต้องถูกเลือกอย่างระมัดระวังตามคุณสมบัติของวัสดุ สภาพการหล่อลื่น และข้อกำหนดการใช้งาน คู่มือนี้ให้ตารางแรงบิดที่ครอบคลุม สูตรคำนวณการดึงก่อน และปัจจัยการหล่อลื่นเพื่อช่วยวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อตัดสินใจอย่างมีข้อมูล

ทำความเข้าใจวัสดุสลักเกลียวและคุณสมบัติเชิงกล

ก่อนที่จะลงลึกในค่าแรงบิด จำเป็นต้องเข้าใจวัสดุที่ใช้ทั่วไปในสลักเกลียวและคุณสมบัติเชิงกลที่สำคัญ

ASTM A193 Grade B7

B7 เป็นเหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัม (4140/4142) ที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัว มีความต้านทานแรงดึงสูง (ขั้นต่ำ 125 ksi / 860 MPa) และทนต่อการเปราะจากไฮโดรเจนได้ดี ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุณหภูมิสูงและความดันสูง เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี และผลิตไฟฟ้า

ASTM A193 Grade B8

B8 เป็นสแตนเลสออสเทนนิติก (304) ที่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 75 ksi (515 MPa) สำหรับ Class 1 (ชุบแข็งโดยการยืด) และ 80 ksi (550 MPa) สำหรับ Class 2 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยมและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำและมีฤทธิ์กัดกร่อน

ASTM A193 Grade B8M

B8M คล้ายกับ B8 แต่มีการเติมโมลิบดีนัม (สแตนเลส 316) ให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะต่อคลอไรด์และการกัดกร่อนแบบหลุม ความต้านทานแรงดึงเท่ากับ B8

ASTM A320 Grade L7

L7 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับอุณหภูมิต่ำ (คล้ายกับ B7 แต่มีการทดสอบแรงกระแทกเพิ่มเติมที่ -150°F / -101°C) มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 125 ksi (860 MPa) และใช้ในงานบริการอุณหภูมิต่ำ เช่น การใช้งานที่อุณหภูมิเย็นจัด

พื้นฐานการคำนวณแรงบิด

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิด (T) และการดึงก่อน (F) กำหนดโดยสมการ nut factor:

T = K × D × F

โดยที่:

• T = แรงบิด (lb-ft หรือ N·m)
• K = Nut factor (ไม่มีหน่วย ขึ้นอยู่กับการหล่อลื่นและสภาพเกลียว)
• D = เส้นผ่านศูนย์กลางระบุของสลักเกลียว (นิ้วหรือ mm)
• F = การดึงก่อนที่ต้องการ (lb หรือ N)

โดยทั่วไปการดึงก่อนจะอยู่ที่ 60-70% ของความแข็งแรงครากของสลักเกลียวเพื่อให้แน่ใจว่ามีพฤติกรรมยืดหยุ่นและหลีกเลี่ยงการเสียรูปถาวร สำหรับสลักเกลียว การดึงก่อนมักระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำหรือแรงพิสูจน์

ปัจจัยการหล่อลื่นและผลกระทบต่อแรงบิด

การหล่อลื่นมีผลอย่างมากต่อ nut factor (K) สารหล่อลื่นทั่วไปได้แก่:

• Molybdenum disulfide (Moly) paste: K ≈ 0.12 - 0.16
• สารหล่อลื่นจากกราไฟต์: K ≈ 0.14 - 0.18
• สารหล่อลื่นจาก PTFE: K ≈ 0.10 - 0.14
• ไม่มีการหล่อลื่น (ตามสภาพที่ได้รับ): K ≈ 0.20 - 0.30

สำหรับค่าแรงบิดที่แม่นยำ ให้ใช้สารหล่อลื่นตามที่ผู้ผลิตหรือมาตรฐานกำหนดเสมอ ตารางแรงบิดด้านล่างสมมติค่า K ทั่วไปที่ 0.15 สำหรับเกลียวที่หล่อลื่น (moly paste) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

ตารางแรงบิดสลักเกลียวที่ครอบคลุม (หล่อลื่น, K=0.15)

ตารางต่อไปนี้ให้ค่าแรงบิดที่แนะนำสำหรับขนาดสลักเกลียวและวัสดุทั่วไป ค่าแรงบิดขึ้นอยู่กับ 60% ของความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำสำหรับ B7 และ L7 และ 60% ของแรงพิสูจน์สำหรับ B8 และ B8M (Class 1) สำหรับ B8/B8M Class 2 ให้ใช้ 60% ของ 80 ksi

หมายเหตุ: ค่าแรงบิดเป็นค่าโดยประมาณและควรตรวจสอบด้วยการวัดการดึงก่อนจริง (เช่น ใช้ประแจวัดแรงบิดหรือไฮดรอลิกเทนชันเนอร์) สำหรับขนาดเมตริก โปรดดูไฟล์ PDF ดาวน์โหลด

ตัวอย่างการคำนวณการดึงก่อน

สำหรับสลักเกลียว B7 ขนาด 1 นิ้ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง D=1 นิ้ว, ความต้านทานแรงดึง 125 ksi, พื้นที่ A=0.606 in² สำหรับ 8 TPI):

• ความแข็งแรงคราก (โดยประมาณ) = 0.8 × 125 = 100 ksi (สำหรับ B7 ค่าครากโดยทั่วไปคือ 95-105 ksi)
• การดึงก่อนที่ 60% ของคราก = 0.6 × 100,000 psi × 0.606 in² = 36,360 lb
• แรงบิด (K=0.15) = 0.15 × 1 in × 36,360 lb = 5,454 lb-in = 454.5 lb-ft (ตรงกับตาราง)

ปัจจัยที่มีผลต่อความแม่นยำของแรงบิด

มีหลายปัจจัยที่สามารถมีอิทธิพลต่อการดึงก่อนจริง:

• สภาพเกลียว: เกลียวสกปรก เสียหาย หรือสึกหรอเพิ่มแรงเสียดทาน
• แรงเสียดทานที่หน้านัต: พื้นผิวรองรับใต้นัตมีผลต่อแรงบิด
• ความสม่ำเสมอของสารหล่อลื่น: สารหล่อลื่นต่างกันให้ค่า K ต่างกัน
• อุณหภูมิ: อุณหภูมิสูงสามารถลดประสิทธิภาพของสารหล่อลื่น
• การสอบเทียบประแจวัดแรงบิด: การสอบเทียบเป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็น

ดาวน์โหลดตารางแรงบิดสลักเกลียวฉบับสมบูรณ์ PDF

สำหรับตารางแรงบิดเต็มรูปแบบรวมถึงขนาดเมตริก ค่า K หลายค่า และวัสดุเพิ่มเติม (เช่น B16, L7M) ดาวน์โหลดคู่มือ PDF ฉบับสมบูรณ์ของเรา นอกจากนี้ยังมีตารางการดึงก่อนและคำแนะนำการขัน

ดาวน์โหลดตารางแรงบิดสลักเกลียว PDF (1.2 MB)

โซลูชันของ LOKRON สำหรับสลักเกลียวที่ได้รับการรับรอง

ที่ LOKRON เราจัดหาสลักเกลียวและนัตหกเหลี่ยมหนักความแข็งแรงสูงในวัสดุทั่วไปทั้งหมด รวมถึง ASTM A193 B7, B8, B8M และ A320 L7 ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดมาพร้อมกับใบรับรองวัสดุ EN 10204 3.1 ครบถ้วน และมีให้เลือกใช้สารหล่อลื่นต่างๆ ตัวยึดของเราผ่านมาตรฐาน PED 2014/68/EU, NACE MR0175/ISO 15156 และมาตรฐานสากลอื่นๆ ติดต่อเราสำหรับขนาดพิเศษและข้อกำหนดเฉพาะ

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

1. ความแตกต่างระหว่างแรงบิดและการดึงก่อนคืออะไร?

แรงบิดคือแรงหมุนที่ใช้กับนัต ในขณะที่การดึงก่อนคือแรงดึงตามแนวแกนในสลักเกลียว แรงบิดใช้เพื่อให้ได้การดึงก่อนตามที่ต้องการ แต่ความสัมพันธ์ได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทาน

2. ฉันสามารถใช้แรงบิดเดียวกันสำหรับ B7 และ L7 ได้หรือไม่?

ได้ เนื่องจากทั้งสองมีความต้านทานแรงดึงใกล้เคียงกัน (ขั้นต่ำ 125 ksi) อย่างไรก็ตาม L7 ผ่านการทดสอบแรงกระแทกสำหรับอุณหภูมิต่ำ ดังนั้นควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้แรงบิดที่อุณหภูมิแวดล้อม

3. ทำไมค่าแรงบิดของ B8 และ B8M ต่ำกว่า B7?

B8 และ B8M มีความต้านทานแรงดึงต่ำกว่า (75 ksi เทียบกับ 125 ksi) ดังนั้นการดึงก่อนต้องต่ำกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการเกินค่าคราก

4. ควรสอบเทียบประแจวัดแรงบิดบ่อยแค่ไหน?

อย่างน้อยปีละครั้งหรือหลังจาก 5,000 รอบ แล้วแต่ว่าอย่างไหนถึงก่อน สำหรับงานที่สำคัญ ให้สอบเทียบก่อนการใช้งานทุกครั้ง

5. LOKRON ให้รายงานการทดสอบแรงบิด-แรงดึงหรือไม่?

ได้ เราสามารถทำการทดสอบแรงบิด-แรงดึงสำหรับสารหล่อลื่นเฉพาะและให้รายงานตามคำขอ

สรุป

การใช้แรงบิดที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสมบูรณ์ของรอยต่อสลักเกลียว ใช้ตารางแรงบิดด้านบนเป็นจุดเริ่มต้น แต่ควรพิจารณาการหล่อลื่น สภาพเกลียว และข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งานเสมอ ดาวน์โหลด PDF ของเราสำหรับข้อมูลอ้างอิงที่สมบูรณ์ สำหรับตัวยึดที่ได้รับการรับรองและคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ ไว้วางใจ LOKRON