ASTM A193 B7 so với A320 L7: Hướng dẫn lựa chọn cho dịch vụ nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao

Giới thiệu: Khi nào sử dụng B7 so với L7

Việc lựa chọn vật liệu bu lông stud phù hợp cho các mối nối bu lông trong dịch vụ quan trọng là một quyết định ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ. Hai trong số các cấp phổ biến nhất là ASTM A193 B7 và ASTM A320 L7. Mặc dù cả hai đều là ốc vít thép crom-molypden (Cr-Mo), chúng được thiết kế cho các chế độ nhiệt độ khác nhau về cơ bản. B7 được tối ưu hóa cho dịch vụ nhiệt độ cao, trong khi L7 dành cho các ứng dụng nhiệt độ thấp (đông lạnh). Sử dụng sai cấp có thể dẫn đến gãy giòn, giảm ứng suất hoặc hỏng sớm. Hướng dẫn này cung cấp so sánh trực tiếp để giúp các kỹ sư thu mua và quản lý dự án đưa ra quyết định sáng suốt.

So sánh thành phần hóa học

Thành phần hóa học của B7 và L7 tương tự nhau nhưng có sự khác biệt chính ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng ở nhiệt độ khắc nghiệt. Cả hai đều dựa trên thép AISI 4140/4142, nhưng L7 có kiểm soát chặt chẽ hơn về phốt pho và lưu huỳnh để tăng cường độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp.

Hàm lượng phốt pho và lưu huỳnh thấp hơn trong L7 làm giảm nguy cơ giòn do ram và cải thiện độ dẻo dai ở nhiệt độ dưới không. B7, với các tạp chất cho phép cao hơn một chút, có thể chấp nhận được cho dịch vụ nhiệt độ cao nơi độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp không phải là mối quan tâm.

Tính chất cơ học ở nhiệt độ khắc nghiệt

Hiệu suất nhiệt độ cao của B7

ASTM A193 B7 là thép hợp kim tôi và ram với độ bền kéo tối thiểu 125 ksi (860 MPa) và độ bền chảy tối thiểu 105 ksi (724 MPa) cho đường kính lên đến 2,5 inch. Ưu điểm chính của nó là khả năng chống giãn và từ biến ở nhiệt độ cao. B7 thường được sử dụng trong các kết nối mặt bích lên đến khoảng 450°C (840°F) theo ASME B16.5 và ASME VIII. Trên nhiệt độ này, từ biến trở nên đáng kể và các cấp hợp kim cao hơn như B16 hoặc B8 (không gỉ) được khuyến nghị.

Hiệu suất nhiệt độ thấp của L7

ASTM A320 L7 cũng được tôi và ram, với các yêu cầu độ bền tương tự như B7 (độ bền kéo tối thiểu 125 ksi, độ bền chảy tối thiểu 105 ksi). Tuy nhiên, L7 được thử nghiệm va đập ở -101°C (-150°F) để đảm bảo độ dẻo dai Charpy V-notch (CVN) tối thiểu 20 ft·lbf (27 J) trung bình, không có giá trị nào dưới 15 ft·lbf (20 J). Điều này làm cho L7 phù hợp cho dịch vụ đông lạnh xuống đến -101°C. Cấp L7 thường được chỉ định cho các ứng dụng nhiệt độ thấp như nhà máy LNG, bình đông lạnh và đường ống thời tiết lạnh.

Ví dụ ứng dụng: Mặt bích nhiệt độ cao so với Bình đông lạnh

Mặt bích nhiệt độ cao (B7)

Trong các nhà máy lọc dầu và hóa dầu, bu lông stud B7 là tiêu chuẩn cho các kết nối mặt bích trong dịch vụ nóng. Ví dụ, mặt bích lò phản ứng hydrotreater hoạt động ở 400°C (752°F) thường sử dụng bu lông stud B7 với đai ốc lục giác nặng A194 2H. Các bu lông phải duy trì tải trước và chống giãn ứng suất theo thời gian. Nhiệt độ ram của B7 (thường trên 600°C) đảm bảo độ ổn định ở các nhiệt độ này.

Bình đông lạnh (L7)

Bồn chứa LNG và tàu vận chuyển hoạt động ở nhiệt độ thấp tới -162°C (-260°F). Mặc dù L7 được thử nghiệm va đập ở -101°C, nó thường được chấp nhận cho nhiệt độ thấp hơn do biên an toàn trong các quy tắc thiết kế. Ví dụ, ASME VIII Division 1 cho phép L7 cho nhiệt độ xuống đến -101°C; đối với nhiệt độ thấp hơn, L7M (với độ cứng thấp hơn) hoặc cấp thép không gỉ như B8 (304) có thể được sử dụng. Trong nhà máy etylen đông lạnh, bu lông stud L7 cố định các cửa vào và nắp vòi, nơi gãy giòn là mối quan tâm chính.

Yêu cầu chứng nhận (PED, NACE)

Cả B7 và L7 đều có thể được cung cấp với chứng chỉ vật liệu EN 10204 3.1, cần thiết để tuân thủ PED 2014/68/EU. Đối với NACE MR0175/ISO 15156 (dịch vụ chua), B7 thường không được khuyến nghị do độ cứng của nó (lên đến 35 HRC) và dễ bị nứt do căng thẳng sunfua (SSC). Tuy nhiên, B7M (với độ cứng được kiểm soát ≤22 HRC) là phiên bản tuân thủ NACE cho dịch vụ chua nhiệt độ cao. L7 cũng không thường được sử dụng trong dịch vụ chua; L7M (≤22 HRC) là lựa chọn thay thế cho nhiệt độ thấp. Luôn xác minh với thông số kỹ thuật của dự án.

Hộp trả lời nhanh

B7 cho nhiệt độ cao, L7 cho nhiệt độ thấp. Sử dụng ASTM A193 B7 cho dịch vụ trên -20°C đến ~450°C. Sử dụng ASTM A320 L7 cho dịch vụ xuống đến -101°C. Đối với môi trường chua, chỉ định B7M hoặc L7M với độ cứng ≤22 HRC.

Giải pháp LOKRON

LOKRON (Suzhou Fulida) cung cấp cả bu lông stud ASTM A193 B7 và ASTM A320 L7 với khả năng truy xuất đầy đủ và tài liệu EN 10204 3.1. Sản phẩm của chúng tôi được chứng nhận theo PED 2014/68/EU, NACE MR0175/ISO 15156 và API 20E/20F. Chúng tôi cung cấp chiều dài tùy chỉnh, lớp phủ (ví dụ: PTFE, Xylan) và bao bì cho các dự án toàn cầu. Liên hệ với chúng tôi để được báo giá.

FAQ

1. Tôi có thể sử dụng B7 trong dịch vụ nhiệt độ thấp không?

Không. B7 không được thử nghiệm va đập và có thể trở nên giòn ở nhiệt độ thấp. Sử dụng L7 cho các ứng dụng dưới -20°C.

2. Sự khác biệt giữa L7 và L7M là gì?

L7M có độ cứng tối đa 22 HRC (so với 35 HRC của L7) và phù hợp cho dịch vụ chua NACE MR0175 ở nhiệt độ thấp.

3. B7 và L7 có thể thay thế cho nhau không?

Không. Chúng được thiết kế cho các dải nhiệt độ khác nhau. Sử dụng B7 trong dịch vụ đông lạnh có nguy cơ gãy giòn; sử dụng L7 trong dịch vụ nhiệt độ cao có thể gây giãn.

4. Tôi nên sử dụng đai ốc nào với B7 và L7?

Đối với B7, sử dụng đai ốc A194 2H. Đối với L7, sử dụng đai ốc A194 4 hoặc 7 (đã thử va đập). Đối với dịch vụ chua, sử dụng A194 2HM hoặc 7M.

5. B7 và L7 có cần lớp phủ để chống ăn mòn không?

Trong môi trường ăn mòn, các lớp phủ như mạ kẽm, PTFE hoặc Xylan là phổ biến. Tuy nhiên, tránh hiện tượng giòn hydro trong ốc vít cường độ cao; sử dụng mạ cơ học hoặc chỉ định quy trình giảm giòn.

Tóm tắt

Việc lựa chọn giữa ASTM A193 B7 và A320 L7 phụ thuộc vào nhiệt độ dịch vụ. B7 vượt trội trong các ứng dụng nhiệt độ cao lên đến 450°C, trong khi L7 cung cấp độ dẻo dai đáng tin cậy xuống đến -101°C. Luôn xem xét thử nghiệm va đập, giới hạn độ cứng cho dịch vụ chua và yêu cầu chứng nhận. LOKRON cung cấp cả hai cấp với tài liệu đầy đủ và tuân thủ toàn cầu.