Bu lông ASTM A320 L7: Hướng dẫn Đầy đủ về Tính chất Vật liệu và Lựa chọn

ASTM A320 L7 là gì? Tổng quan và Phạm vi

ASTM A320 là tiêu chuẩn kỹ thuật cho vật liệu bu lông thép hợp kim và thép không gỉ dùng trong dịch vụ nhiệt độ thấp. Cấp L7 là thép hợp kim tôi và ram (thường là AISI 4140 hoặc 4142) được thiết kế cho các ứng dụng bu lông yêu cầu độ dai va đập ở nhiệt độ dưới 0. Chữ 'L' biểu thị nhiệt độ thấp, và '7' chỉ cấp. Bu lông L7 được sử dụng rộng rãi trong bình áp lực, bộ trao đổi nhiệt, van và mặt bích trong môi trường đông lạnh và nhiệt độ thấp, như nhà máy LNG, chế biến hóa chất và phát điện.

Tiêu chuẩn này bao gồm thanh, bu lông, đinh tán và bu lông stud có đường kính lên đến 4 in. (100 mm). L7 có sẵn ở hai điều kiện: L7 (tiêu chuẩn) và L7M (kiểm soát độ cứng tối đa cho dịch vụ chua). Cả hai đều yêu cầu thử nghiệm va đập Charpy V-notch ở -101°F (-73°C) để đảm bảo độ dẻo.

Thành phần Hóa học và Tính chất Cơ học

Thành phần Hóa học (% khối lượng)

ASTM A320 L7 thường được làm từ thép AISI 4140 hoặc 4142. Giới hạn thành phần theo ASTM A320 là:

Lưu ý: Đối với L7M, hàm lượng carbon được giới hạn ở 0,38 – 0,48% để duy trì độ thấm tôi trong khi kiểm soát độ cứng.

Tính chất Cơ học

Thử nghiệm va đập là bắt buộc cho mọi kích thước. Nhiệt độ thử là -101°F (-73°C) trừ khi có quy định khác. Đối với đường kính lớn hơn, độ bền kéo và giới hạn chảy giảm do hiệu ứng khối lượng.

ASTM A320 L7 so với L7M: Sự khác biệt Chính

Sự khác biệt chính giữa L7 và L7M là kiểm soát độ cứng. L7M có độ cứng tối đa 235 HB (Brinell) để đáp ứng yêu cầu của NACE MR0175/ISO 15156 về khả năng chống nứt do ứng suất sulfide (SSC) trong môi trường chua. L7 không có giới hạn độ cứng và không được khuyến nghị cho dịch vụ chua. Các khác biệt khác:

• Hàm lượng carbon: L7M có khoảng carbon hẹp hơn (0,38-0,48%) để đạt độ cứng thấp hơn trong khi duy trì độ bền.
• Độ bền: L7M có độ bền kéo và giới hạn chảy thấp hơn (tối thiểu 100 ksi và 80 ksi) so với L7 (125/105 ksi).
• Ứng dụng: L7 dùng cho bu lông nhiệt độ thấp nói chung; L7M dùng cho dịch vụ chua nhiệt độ thấp (ví dụ: môi trường H2S).
• Đánh dấu: Bu lông L7M được đánh dấu ký hiệu cấp 'L7M' và thường có thêm dấu hiệu theo NACE.

Khi lựa chọn giữa L7 và L7M, hãy xem xét môi trường vận hành. Nếu có H2S, bắt buộc dùng L7M. Đối với ứng dụng nhiệt độ thấp không chua, L7 cung cấp độ bền cao hơn.

Vật liệu Tương đương và Tham chiếu Chéo

ASTM A320 L7 tương đương với một số tiêu chuẩn quốc tế. Các tham chiếu chéo phổ biến bao gồm:

Lưu ý: Mặc dù A193 B7 và A320 L7 có tính chất cơ học tương tự, A320 L7 được thử nghiệm cụ thể cho va đập nhiệt độ thấp. Không thay thế B7 cho L7 trong dịch vụ nhiệt độ thấp nếu chưa xác minh tính chất va đập.

Ứng dụng: Bu lông Nhiệt độ Thấp cho Bình Áp lực và Van

Bu lông ASTM A320 L7 được sử dụng trong các ứng dụng bu lông quan trọng khi nhiệt độ giảm xuống dưới -20°F (-29°C) đến -150°F (-101°C). Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Bình áp lực theo ASME Phần VIII Division 1 (UG-84) và Division 2.
• Bu lông nắp van trong van đông lạnh (LNG, ethylene, nitơ).
• Kết nối mặt bích trong hệ thống đường ống nhiệt độ thấp theo ASME B31.3.
• Bộ trao đổi nhiệt trong nhà máy hóa dầu và LNG.
• Bể chứa cho khí hóa lỏng (LPG, LNG, amoniac).

L7M được chỉ định cho dịch vụ chua (NACE MR0175/ISO 15156) trong môi trường nhiệt độ thấp, như nhà máy xử lý khí có H2S.

Danh sách Kiểm tra Mua hàng: Chứng nhận, Đánh dấu và Thử nghiệm

Khi đặt hàng bu lông ASTM A320 L7, hãy đảm bảo những điều sau:

• Báo cáo Thử nghiệm Vật liệu (MTR): Chứng nhận EN 10204 3.1 hoặc 3.2 thể hiện thành phần hóa học, tính chất cơ học và kết quả thử va đập.
• Đánh dấu: Mỗi bu lông stud phải được đánh dấu với mã nhà sản xuất, cấp (L7 hoặc L7M) và tiêu chuẩn (ASTM A320). Đối với L7M, có thể yêu cầu thêm dấu hiệu theo NACE.
• Thử nghiệm Va đập: Xác nhận thử nghiệm Charpy V-notch ở -101°F (-73°C) đáp ứng yêu cầu tối thiểu (20 ft-lbf trung bình, 15 ft-lbf đơn).
• Độ cứng: Đối với L7M, xác nhận độ cứng ≤ 235 HB. Đối với L7, khoảng độ cứng 235-285 HB.
• Ren: Đảm bảo ren theo ASME B1.1 (UN/UNR) hoặc tiêu chuẩn khác được chỉ định. Đối với ứng dụng ứng suất cao, xem xét ren cán sau xử lý nhiệt.
• Lớp phủ: Nếu cần, chỉ định lớp phủ (ví dụ: mạ kẽm, Xylan, hoặc PTFE) và đảm bảo không gây giòn hydro.

Câu hỏi Thường gặp

1. Sự khác biệt giữa ASTM A193 B7 và A320 L7 là gì?

A193 B7 dùng cho dịch vụ nhiệt độ cao (lên đến 1000°F) và không yêu cầu thử va đập nhiệt độ thấp. A320 L7 dành riêng cho dịch vụ nhiệt độ thấp và bắt buộc thử va đập Charpy V-notch ở -101°F. Mặc dù cả hai có độ bền tương tự, chúng không thể thay thế cho nhau trong ứng dụng nhiệt độ thấp.

2. Có thể sử dụng L7 trong dịch vụ chua không?

Không, L7 tiêu chuẩn không có giới hạn độ cứng và dễ bị nứt do ứng suất sulfide (SSC). Đối với dịch vụ chua, sử dụng L7M có độ cứng tối đa 235 HB và đáp ứng NACE MR0175/ISO 15156.

3. Nhiệt độ tối đa cho A320 L7 là bao nhiêu?

ASTM A320 L7 được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ cao, vật liệu có thể mất độ bền và tính chất va đập. Thông thường, L7 không được khuyến nghị trên 500°F (260°C). Đối với bu lông nhiệt độ cao, tham khảo ASTM A193.

4. Nên sử dụng đai ốc nào với bu lông A320 L7?

Đối với dịch vụ nhiệt độ thấp, đai ốc phải phù hợp với ASTM A194 Cấp 7 hoặc 7M (cho L7M). Đối với dịch vụ chua, sử dụng Cấp 7M. Đối với không chua, Cấp 7 là điển hình. Đảm bảo đai ốc được thử va đập nếu ứng dụng yêu cầu.

5. Bu lông A320 L7 được đánh dấu như thế nào?

Mỗi bu lông stud được đánh dấu với mã nhà sản xuất, cấp (L7 hoặc L7M) và tiêu chuẩn (ASTM A320). Đối với L7M, có thể yêu cầu thêm dấu hiệu như 'L7M' và có thể 'NACE'. Đánh dấu thường ở đầu bu lông.

Tóm tắt

Bu lông ASTM A320 L7 rất cần thiết cho các ứng dụng bu lông nhiệt độ thấp trong bình áp lực, van và mặt bích. Hiểu biết về tính chất vật liệu, sự khác biệt giữa L7 và L7M, và thực hành mua hàng đúng đảm bảo hiệu suất an toàn và đáng tin cậy. LOKRON cung cấp bu lông A320 L7 và L7M được chứng nhận với tài liệu EN 10204 3.1 đầy đủ, thử va đập và khả năng truy xuất. Liên hệ với chúng tôi cho nhu cầu bu lông nhiệt độ thấp của bạn.