회사 소식 볼팅 의 금속공학: 플랜지 완전성 에 대한 알려지지 않은 파트너

볼트 체결부 논의에서 금속 플랜지와 개스킷이 종종 중심 무대를 차지하지만, 전체 연결부의 완전성은 전적으로 볼팅의 성능에 달려 있습니다. 너트와 볼트는 숨겨진 파트너로서 개스킷을 압축하고 연결부를 고정하는 중요한 클램핑력을 제공합니다. 이들의 신뢰성은 야금학에 의해 결정되며, 플랜지 재료 및 시스템 작동 조건에 맞게 신중하게 선택해야 합니다.

산업용 플랜지용 볼트는 단순한 일반 패스너가 아니라 특정 합금강으로 만들어진 고도로 설계된 부품으로, 종종 극한 온도에서 높은 인장 응력을 견디고 다양한 형태의 열화를 방지하도록 설계되었습니다.

볼팅을 위한 주요 야금학적 특성:

1. 높은 인장 강도 및 항복 강도:

   • 볼트는 항복(영구적으로 늘어남) 없이 높은 프리로드를 가할 수 있을 만큼 충분히 강해야 합니다. 이 프리로드가 개스킷을 압축하는 것입니다.

   • 담금질 및 템퍼링: 많은 고강도 볼트가 이 열처리를 거칩니다. 담금질(급속 냉각)은 강철을 경화시키고, 템퍼링(특정 온도로 재가열)은 강도를 유지하면서 인성 및 연성을 향상시킵니다.

2. 크리프 저항:

   • 고온 응용 분야의 경우, 볼트는 고온에서 지속적인 응력 하에서 점진적인 늘어짐 또는 변형인 크리프에 저항해야 합니다. 볼트가 크리프되면 프리로드가 손실되어 개스킷 이완 및 누출로 이어집니다. 크롬 및 몰리브덴과 같은 합금 원소는 크리프 저항을 향상시킵니다.

3. 응력 완화 저항:

   • 크리프와 유사하지만, 특히 일정한 변형률(즉, 볼트가 길이를 유지하지만 클램핑력을 잃음)에서 시간이 지남에 따라 재료의 응력이 감소하는 것을 의미합니다. 이는 개스킷 압축을 유지하는 데 중요합니다.

4. 인성(충격 저항):

   • 볼트는 특히 저온 또는 동적 응용 분야의 경우, 갑작스러운 충격 또는 응력 집중 하에서 취성 파괴에 저항하기 위해 우수한 인성을 가져야 합니다. 충격 시험(예: Charpy V-노치)은 예상되는 최저 작동 온도에서 수행됩니다.

5. 내식성:

   • 외부 부식: 노출된 볼트는 대기 부식에 취약하며, 이는 볼트를 약화시키고 제거를 어렵게 만들 수 있습니다. 코팅(예: 용융 아연 도금, 불소 고분자) 또는 본질적으로 내식성 재료(예: 스테인리스강, 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강, 니켈 합금)가 사용됩니다.

   • 응력 부식 균열(SCC): 인장 응력, 민감한 재료 및 특정 부식 환경(예: 스테인리스강의 경우 염화물)의 조합은 균열을 유발할 수 있습니다. 볼트 재료는 사용 환경에서 SCC에 저항하도록 선택해야 합니다.

   • 수소 취성: 산성 가스 서비스(H2S 포함) 또는 수소가 생성될 수 있는 환경에서 수소는 민감한 고강도 강철로 확산되어 취성 파괴를 일으킬 수 있습니다. NACE MR0175/ISO 15156 표준은 이를 완화하기 위해 재료 및 경도 제한을 명시합니다.

일반적인 볼팅 재료 및 해당 응용 분야(ASTM 표준):

• ASTM A193 Grade B7: 이는 최대 450°C(850°F)의 일반적인 고온 서비스에 사용되는 가장 일반적인 탄소강 볼트 재료입니다. 담금질 및 템퍼링된 크롬-몰리브덴강입니다. 너트는 일반적으로 A194 Grade 2H입니다.

• ASTM A193 Grade B8/B8M: 내식성을 위한 오스테나이트계 스테인리스강 볼트(304/316 등가). B8M(316)은 피팅 및 틈새 부식에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 부식성 환경 또는 특정 재료 호환성이 필요한 경우 사용됩니다.

• ASTM A320 Grade L7: 저온 서비스(최대 -101°C(-150°F))를 위해 특별히 테스트된 저합금강(B7과 유사)으로, 극저온 온도에서 우수한 인성을 보장합니다. 너트는 일반적으로 A194 Grade 7입니다.

• ASTM A193 Grade B16: 매우 고온 및 고압 서비스용 크롬-몰리브덴-바나듐 합금강으로, 우수한 크리프 저항성을 제공합니다.

• 특수 합금: 극도로 가혹한 환경(예: 산성 서비스, 매우 높은 염화물)의 경우, 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강(예: UNS S32750) 또는 니켈 합금(예: Alloy 625, Alloy 718)으로 만든 볼팅이 필요할 수 있습니다.

볼팅의 야금학은 복잡하고 중요한 분야입니다. 볼트의 신중한 선택, 제조 및 설치는 플랜지 및 개스킷 자체만큼 중요합니다. 볼트 체결부의 본질인 변함없는 클램핑력을 제공함으로써 고품질 볼팅은 전 세계 산업 배관 시스템의 장기적인 완전성과 안전을 보장합니다.