So sánh các cấp đai ốc ASTM A194: 2H, 8, 8M và hơn thế nữa

Giới thiệu về Tiêu chuẩn ASTM A194

ASTM A194 là tiêu chuẩn kỹ thuật cho đai ốc thép carbon, thép hợp kim và thép không gỉ dùng trong dịch vụ áp suất cao hoặc nhiệt độ cao, hoặc cả hai. Tiêu chuẩn này bao gồm một loạt các cấp được thiết kế để phù hợp với bu lông và stud bolt tương ứng theo các tiêu chuẩn như ASTM A193 và ASTM A320. Việc chọn đúng cấp đai ốc là rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của mối ghép, ngăn ngừa kẹt ren và đáp ứng các yêu cầu của quy tắc như ASME B16.5, ASME PCC-1 và PED 2014/68/EU.

Bài viết này cung cấp so sánh có hệ thống các cấp ASTM A194 phổ biến nhất: 2H, 8, 8M, 7, 7M và 16. Chúng tôi sẽ xem xét thành phần hóa học, tính chất cơ học, dải độ cứng, giới hạn nhiệt độ và ứng dụng điển hình của chúng. Một hướng dẫn lựa chọn sẽ giúp các kỹ sư mua hàng và quản lý dự án chọn đúng cấp cho điều kiện dịch vụ của họ.

Cấp 2H: Tính chất và Ứng dụng

Cấp 2H là cấp đai ốc thép carbon được sử dụng rộng rãi nhất theo ASTM A194. Nó được thiết kế cho bu lông cường độ cao đa năng và thường được sử dụng với stud bolt ASTM A193 Cấp B7 và các bu lông thép carbon hoặc hợp kim thấp khác.

Thành phần Hóa học

Đai ốc cấp 2H được làm từ thép carbon với hàm lượng carbon tối thiểu 0,40% (đối với kích thước lên đến 4 in.) và có thể chứa mangan, phốt pho, lưu huỳnh và silicon. Thành phần chính xác theo ASTM A194 Bảng 2.

Tính chất Cơ học

• Độ cứng: 248–352 HB (Brinell) hoặc 24–38 HRC (Rockwell C)
• Tải trọng thử: 175.000 psi (đối với kích thước 1/4 đến 4 in.)
• Dải nhiệt độ: -20°F đến 1000°F (-29°C đến 538°C) đối với thép carbon; tuy nhiên, đối với nhiệt độ cao trên 750°F, người dùng nên xem xét sự giảm độ bền.

Ứng dụng

Đai ốc cấp 2H được sử dụng trong bình áp lực, bộ trao đổi nhiệt, mặt bích đường ống, van và bu lông kết cấu nói chung trong các nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa chất và sản xuất điện. Chúng phù hợp với môi trường không ăn mòn hoặc ăn mòn nhẹ khi được phủ hoặc mạ kẽm.

Cấp 8: Tính chất và Ứng dụng

Cấp 8 là cấp đai ốc thép không gỉ austenit (Loại 304) với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và độ bền tốt ở nhiệt độ cao. Nó thường được sử dụng với bu lông ASTM A193 Cấp B8.

Thành phần Hóa học

Đai ốc cấp 8 được làm từ thép không gỉ Loại 304 (18% Cr, 8% Ni). Thành phần đáp ứng các yêu cầu của ASTM A194 Bảng 2.

Tính chất Cơ học

• Độ cứng: 183 HB tối đa (đối với kích thước lên đến 1 in.)
• Tải trọng thử: 80.000 psi (đối với kích thước 1/4 đến 1 in.)
• Dải nhiệt độ: -425°F đến 1500°F (-253°C đến 816°C) đối với nhiều môi trường, nhưng bị giới hạn bởi vật liệu bu lông.

Ứng dụng

Đai ốc cấp 8 được sử dụng trong môi trường ăn mòn như chế biến hóa chất, chế biến thực phẩm, dược phẩm và ứng dụng hàng hải. Chúng cũng phù hợp cho dịch vụ đông lạnh xuống đến -425°F.

Cấp 8M: Tính chất và Ứng dụng

Cấp 8M là cấp đai ốc thép không gỉ austenit (Loại 316) với molypden để tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ và khe hở. Nó được sử dụng với bu lông ASTM A193 Cấp B8M.

Thành phần Hóa học

Đai ốc cấp 8M được làm từ thép không gỉ Loại 316 (16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo).

Tính chất Cơ học

• Độ cứng: 183 HB tối đa (đối với kích thước lên đến 1 in.)
• Tải trọng thử: 80.000 psi (đối với kích thước 1/4 đến 1 in.)
• Dải nhiệt độ: Tương tự cấp 8, nhưng có khả năng chống clorua và axit khử tốt hơn.

Ứng dụng

Đai ốc cấp 8M được ưa chuộng trong môi trường có clorua, nước biển và các môi trường ăn mòn mạnh khác. Chúng phổ biến trong dầu khí ngoài khơi, nhà máy hóa chất và nhà máy giấy và bột giấy.

Các cấp ít phổ biến hơn: 7, 7M và 16

Cấp 7

Cấp 7 là cấp đai ốc thép hợp kim thấp có độ bền cao hơn 2H. Nó thường được sử dụng với bu lông ASTM A193 Cấp B7 hoặc B16 cho dịch vụ nhiệt độ cao và áp suất cao.

• Độ cứng: 248–352 HB
• Tải trọng thử: 175.000 psi (giống 2H nhưng có tính chất nhiệt độ cao tốt hơn)
• Dải nhiệt độ: Lên đến 1000°F (538°C)

Cấp 7M

Cấp 7M là cấp đai ốc thép hợp kim thấp có độ cứng được kiểm soát cho dịch vụ chua (NACE MR0175/ISO 15156). Nó được sử dụng với bu lông ASTM A193 Cấp B7M.

• Độ cứng: 248–352 HB (nhưng độ cứng tối đa 22 HRC cho dịch vụ chua)
• Tải trọng thử: 150.000 psi (giảm để tránh giòn hydro)
• Dải nhiệt độ: -20°F đến 1000°F

Cấp 16

Cấp 16 là cấp đai ốc thép hợp kim thấp có độ dai và khả năng chịu va đập được cải thiện ở nhiệt độ thấp. Nó được sử dụng với bu lông ASTM A320 Cấp L7 cho dịch vụ nhiệt độ thấp.

• Độ cứng: 248–352 HB
• Tải trọng thử: 175.000 psi
• Dải nhiệt độ: -150°F đến 1000°F (-101°C đến 538°C)

Bảng So sánh: Tính chất Cơ học, Độ cứng, Dải Nhiệt độ

Hướng dẫn Lựa chọn cho các Điều kiện Dịch vụ Khác nhau

Dịch vụ Nhiệt độ Cao Tổng quát

Đối với môi trường không ăn mòn lên đến 1000°F, đai ốc cấp 2H với bu lông A193 B7 là lựa chọn tiêu chuẩn. Nếu cần độ bền cao hơn, có thể sử dụng cấp 7.

Môi trường Ăn mòn

Đối với dịch vụ ăn mòn, chọn cấp 8 (304) hoặc cấp 8M (316) tùy thuộc vào chất ăn mòn. Cấp 8M được ưa chuộng cho môi trường có chứa clorua.

Dịch vụ Chua (NACE MR0175)

Đối với ứng dụng dầu khí có H₂S, sử dụng đai ốc cấp 7M với bu lông A193 B7M. Độ cứng phải được kiểm soát ở mức ≤22 HRC để ngăn ngừa nứt do ứng suất sunfua.

Dịch vụ Nhiệt độ Thấp

Đối với nhiệt độ dưới -20°F, sử dụng đai ốc cấp 16 với bu lông A320 L7. Các vật liệu này có độ dai va đập được cải thiện.

Dịch vụ Đông lạnh

Đối với nhiệt độ dưới -150°F, các cấp thép không gỉ austenit (8 hoặc 8M) phù hợp do độ dai ở nhiệt độ thấp tuyệt vời của chúng.

Giải pháp LOKRON

LOKRON (Suzhou Fulida) cung cấp đầy đủ các loại đai ốc ASTM A194, bao gồm các cấp 2H, 8, 8M, 7, 7M và 16, với khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ và chứng nhận EN 10204 3.1. Đai ốc của chúng tôi được sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước chính xác (ASME B18.2.2) và có sẵn ở dạng hex nặng và các cấu hình khác. Chúng tôi cũng cung cấp ốc vít tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật ASTM, DIN, EN và ISO. Tất cả các sản phẩm đều được hỗ trợ bởi hệ thống chất lượng ISO 9001 và IATF 16949 của chúng tôi, và chúng tôi tuân thủ các yêu cầu của PED 2014/68/EU và NACE MR0175/ISO 15156.

Các Câu hỏi Thường gặp

1. Sự khác biệt giữa ASTM A194 Cấp 2H và Cấp 7 là gì?

Cấp 2H là thép carbon, trong khi cấp 7 là thép hợp kim thấp có độ bền nhiệt độ cao tốt hơn. Cả hai đều có cùng tải trọng thử, nhưng cấp 7 thường được sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao hơn hoặc khi cần khả năng chống rão được cải thiện.

2. Tôi có thể sử dụng đai ốc cấp 8 với bu lông cấp B7 không?

Không nên vì đai ốc cấp 8 có tải trọng thử thấp hơn (80.000 psi) so với bu lông cấp B7 (tối thiểu 125.000 psi). Đai ốc có thể hỏng trước khi bu lông đạt đến khả năng chịu tải đầy đủ. Luôn ghép cấp đai ốc với cấp bu lông theo thông lệ tiêu chuẩn.

3. Chữ 'M' trong Cấp 7M và 8M có nghĩa là gì?

Chữ 'M' chỉ cấp đã được sửa đổi. Đối với Cấp 7M, nó có nghĩa là độ cứng được kiểm soát cho dịch vụ chua. Đối với Cấp 8M, nó chỉ việc bổ sung molypden để cải thiện khả năng chống ăn mòn.

4. Đai ốc ASTM A194 có thể hoán đổi với các tiêu chuẩn khác như DIN hoặc ISO không?

Không, đai ốc ASTM A194 có kích thước và tính chất cơ học cụ thể. Đối với ứng dụng hệ mét, sử dụng ISO 898-2 hoặc DIN 934. Tuy nhiên, LOKRON có thể cung cấp đai ốc theo cả tiêu chuẩn imperial và metric.

5. Tôi có cần tài liệu đặc biệt để tuân thủ PED không?

Có, đối với các ứng dụng thiết bị áp lực theo PED 2014/68/EU, đai ốc phải được cung cấp kèm chứng chỉ kiểm tra EN 10204 Loại 3.1. LOKRON cung cấp đầy đủ tài liệu cho tất cả các ốc vít được chứng nhận.

Tóm tắt

Việc chọn đúng cấp đai ốc ASTM A194 là rất cần thiết cho các mối ghép bu lông an toàn và đáng tin cậy. Cấp 2H là loại đa năng cho dịch vụ tổng quát, trong khi các cấp 8 và 8M cung cấp khả năng chống ăn mòn. Các cấp 7, 7M và 16 giải quyết các nhu cầu cụ thể về nhiệt độ cao, dịch vụ chua và nhiệt độ thấp. Luôn ghép cấp đai ốc với cấp bu lông và xem xét môi trường vận hành. LOKRON cung cấp một loạt đầy đủ các đai ốc được chứng nhận với hướng dẫn chuyên môn để giúp bạn đưa ra lựa chọn đúng đắn.