什么是螺栓螺栓？凸缘的螺栓螺栓由完全螺纹钢棒和两个重型六角形钢螺母组成。螺栓螺栓插入法兰孔中并拧紧以密封一个法兰接头。法兰连接所需的数量，长度，螺柱的直径取决于凸纹型，直径和评级（根据ASME法兰螺栓图）。
螺柱螺母
螺柱螺栓由一个螺纹钢杆和两个(匹配的)六角重型钢螺母组成。双头螺栓和螺母是法兰连接的重要部件，因为它们是正确密封法兰连接的关键。
双头螺栓可提供多种直径和长度组合，公制和英制，以及从碳钢到合金，不锈钢和镍合金的各种材料(通用等级是:ASTM A193 B7, L7, B8, B8M, B16，合金20，蒙乃尔，哈氏合金，英科乃尔，17-4PH，钛等)。本文将在下面讨论这些等级。
的六角钢螺母的材料应与螺纹杆的材料匹配(通常，螺柱材料ASTM A193与螺母材料ASTM A194匹配)。
螺栓（螺纹杆）
双头螺栓长度(OAL/FTF)
螺柱的长度可以测量为总长度(即，“OAL”)或“第一可用的线程到第一可用的线程”(即，“FTF”)。
FTF长度可以通过OAL长度减去四分之一英寸来计算，它是管道应用的标准螺柱长度测量。
不同直径和额定值的法兰需要不同长度和直径的螺柱。
螺柱螺栓螺栓螺距和螺纹系列
螺柱根据所设定的规格进行螺纹ASME B1.1．
术语“螺纹间距”是指螺纹角度的陡度，其在每英寸的螺纹中测量。
使用最多的线程是v形对称螺距型(60度角)，因为与非对称型相比，制造商更容易检查。
螺纹系列与直径和螺距组合有关，由适用于单个直径的每英寸螺纹数(“TPI”)测量:
- 粗螺纹系列（UNC / Unrc）: UNC是用于螺钉、螺栓和螺母的最常见类型。粗螺纹用于铁、低碳钢、铜及较软的合金、铝等低强度材料的螺纹。粗螺纹也更能适应不利条件，便于快速组装
- 细螺纹系列(UNF/UNRF):不广泛用于精确职责，并且当需要更高的拉伸强度时（Vs.粗螺纹系列）
- 联合国8线程系列(8)是一些ASTM标准包括A193 B7, A193 B8/B8M和A320的选择性螺纹方法。该系列广泛应用于直径在一英寸以上的产品
螺栓覆盖的ASTM A193或A320规格使用8UN为所有直径1 "和以上，这意味着这些尺寸有8螺纹每英寸。对于任何其他材料等级，买方应指定螺纹螺距，除非适用的ASTM标准给出了螺距。
．
双头螺栓用螺母
要紧固螺柱，两个重型六角钢螺母必须螺栓在杆的相对两端。
螺柱和钢螺母完美地连接，由于他们各自的螺纹之间存在摩擦，通过轻微的拉伸螺栓，并压缩两个连接部分。
过去，钢制螺母的头是方形的。如今，六角头螺母(具有6边而不是4)已经完全取代了旧的形状，因为它们确保更快和更有效地拧在螺柱上。
石油化工应用的螺母被拧紧到a特定的扭矩使用特殊的扭矩扳手。钢螺母材料的机械强度应与配合螺栓的强度相容。
用于螺柱螺栓的重型钢螺母的尺寸和重量由ASME B18.2.2规范规定。
螺柱和螺栓
一个常见的问题是螺柱和螺栓的区别是什么?
答案是，螺柱是一种金属杆或轴，具有螺纹两侧(如上图所示)，需要两个沉重的六角螺母锯齿;螺栓是一种带有“内置”头螺母的紧固件，它需要一个单独的螺母呈锯齿状。
螺柱与螺栓（左侧图像上的螺柱，右侧图像上的螺栓）
双头螺栓材料
用于螺栓螺栓（用于凸缘）的最常见的材料是ASTM A193（B7，B8，B8M，B8T），ASTM A453（660级），ASTM A320（L7，L7M）和ASTM A182（双链和超级双工螺栓）。对于侵蚀性液体和环境，螺柱螺栓可涂有木聚糖，木龙和其他材料。
ASTM A193螺栓（高温）
ASTM A193规范适用于高温或高压应用场合的合金钢和不锈钢螺柱螺栓材料。
ASTM A193螺柱螺栓可在国家粗(UNC)螺纹螺距，通常用于传统应用，这意味着有8螺纹每英寸(“螺纹每英寸”)直径超过1英寸的杆。B7是螺柱螺栓最常用的规格等级。
ASTM A193涵盖的最常见的螺栓材料有:
- ASTM A193 B5
- ASTM A193 B6
- ASTM A193 B7:合金钢，AISI 4140/4142调质
- ASTM A193 B7M.
- ASTM A193 B16
- ASTM A193 B8:1级不锈钢，AISI 304，硬质合金固溶处理。
- ASTM A193 B8A
- ASTM A193 B8M:1级不锈钢，AISI 316，硬质合金固溶处理。
- ASTM A193 B8MA
- Astm a193 b8t (ss 321)
- ASTM A193 B8cl2:2级不锈钢，AISI 304，硬质合金固溶处理，应变硬化
- ASTM A193 B8Tcl2
- ASTM A193 B8Mcl2:2级不锈钢，AISI 316，碳化物固溶处理，应变硬化
ASTM A193螺栓:化学成分
| 物理元素 | ASTM A193 B7级(AISI 4140) | ASTM A193 B8（AISI 304） | ASTM A193等级B8M (AISI 316) |
|---|---|---|---|
| 碳 | 0.38 - 0.48% | 0.08%的马克斯 | 0.08%的马克斯 |
| 锰 | 0.75 - 1.00% | 2.00%的马克斯 | 2.00%的马克斯 |
| 磷，最大 | 0.035% | 0.045% | 0.045% |
| 硫磺，最大 | 0.040％ | 0.030% | 0.030% |
| 硅 | 0.15 - 0.35% | 1.00%的马克斯 | 1.00%的马克斯 |
| 铬 | 0.80 - 1.10% | 18.0 - 20.0％ | 16.0 - 18.0％ |
| 镍 | 缺席 | 8.0 - 11.0% | 10.0 - 14.0％ |
| 钼 | 0.15 - 0.25% | 缺席 | 2.00 - 3.00% |
ASTM A193螺栓:机械性能
| ASTM A193 | 大小 | 最小拉伸强度，以ksi为单位 | 最小屈服强度(ksi) | 最小伸长率，以%表示 | RA %敏 | 马克斯HBW | 马克斯HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A193 B7级 | 到2 - 1/2 | 125 | 105 | 16 | 50 | 321. | 35 |
| 2-5/8 - 4 | 115 | 95 | 16 | 50 | |||
| 4-1/8 - 7 | One hundred. | 75 | 18 | 50 | |||
| ASTM A193 B8等级1级 | 全部 | 75 | 30. | 30. | 50 | 223 | 35 |
| ASTM A193等级B8M 1级 | 全部 | 75 | 30. | 30. | 50 | 223 | 96 |
| ASTM A193 B8等级2级 | 高达3/4 | 125 | One hundred. | 12 | 35 | 321. | 35 |
| 7/8 - 1 | 115 | 80 | 15 | 35 | |||
| 1-1/8 - 1 1/4 | 105 | 65 | 20. | 35 | |||
| 1-3/8 - 1 - 1/2 | One hundred. | 50 | 28 | 45 | |||
| ASTM A193等级B8M等级2 | 高达3/4 | 110 | 95 | 15 | 45 | 321. | 35 |
| 7/8 - 1 | One hundred. | 80 | 20. | 45 | |||
| 1-1/8 - 1 1/4 | 95 | 65 | 25 | 45 | |||
| 1-3/8 - 1 - 1/2 | 90 | 50 | 30. | 45 |
选择用于螺纹螺柱和六角螺母的材料应兼容。基于该过程的工作温度选择用于螺栓固定装置的材料，如下表所示：
| 温度°c(°f) | ||
| 螺栓螺栓材料 | 分钟。 | MAX。 |
| 碳钢 | -29 (-20) | 300 (572) |
| A193 B7,地级 | -73 (-100) | 400 (752) |
| A193 B6 | 0（32） | 500 (932) |
| A193 B8 | -200 (-325) | 575（1067） |
| A193 B16转椅 | 0（32） | 520 (968) |
| A193 B17B. | -29 (-20) | 650 (1202) |
| 718年A913铬镍铁合金 | 0（32） | 750（1382） |
| A453 GR。660. | -29 (20) | 538 (1000) |
双头螺栓也可以生产“双重认证”，即符合多套ASTM标准(A193 B7双头螺栓可以满足A320 L7的要求;B8和B8m螺柱螺栓也通常符合A193和A320)。
Astm a453螺柱螺栓(高温)
ASTM A453规范覆盖标准660级(A, B, C, D), 651级(A和B类),662级(A和B),和665级(A和B)的螺栓材料,十类的屈服强度从50到120 KSI (345 - 827 MPa),用于高温紧固件等服务,压力容器和法兰。
在ASTM A453螺栓材料覆盖轧制，锻造，或热挤压棒，也螺栓，螺母，螺钉，垫圈，螺柱，螺柱螺栓。
材料应符合规定的碳、锰、磷、硫、硅、镍、铬、钼、钨、钛、铌、铝、钒、硼、铜的含量。
根据ASTM A453，材料应经受拉伸、应力断裂和硬度测试。材料应符合屈服强度、抗拉强度、延伸率、面积收缩率、布氏硬度和洛氏硬度的要求。
还给出了每个材料类的硬化和解决方案处理要求。ASTM A453下最常见的等级是：
- ASTM A453 660
- ASTM A453 660 b
- ASTM A453 660 c
- ASTM A453 660 d
ASTM A453化学成分
| 元素 | ASTM A453 660级 | ASTM A453 651级 | ASTM A453 662级 | ASTM A453 665级 | ASTM A453 668级 |
| ％ | ％ | ％ | ％ | ％ | |
| 碳 | 0.08马克思 | 0.28 - -0.35 | 0.08马克思 | 0.08马克思 | 0.08马克思 |
| 锰 | 2.00马克思 | 0.75-1.5 | 0.40 - -1.00 | 1.25 - -2.00 | 2.00马克思 |
| 磷，最大 | 0.040马克思 | 0.040马克思 | 0.040马克思 | 0.040马克思 | 0.040马克思 |
| 硫磺，最大 | 0.030最大 | 0.030最大 | 0.030最大 | 0.030最大 | 0.030最大 |
| 硅 | 1.00马克思 | 0.30 - -0.80 | 0.40 - -1.00 | 0.1 - -0.80 | 1.00马克思 |
| 镍 | 24.0 - -27.0 | 8.0 - -11.0 | 24.0 - -28.0 | 24.0 - -28.0 | 17.5 - -21.5 |
| 铬 | 13.5 - -16.0 | 18.0-21.0 | 12.0 - -15.0 | 12.0 - -15.0 | 13.5 - -16.0 |
| 钼 | 1.00 - -1.50 | 1.00 - -1.75 | 2.0-3.50 | 1.25 - -2.25 | 1.50马克思 |
| 钨钨 | ．.. | 1.00 - -1.75 | ．.. | ．.. | ．.. |
| 钛 | 1.9 - -2.35 | 0.1-0.35. | 1.80 - -2.10 | 2.70 - -3.30 | 2.20 - -2.80 |
| 钶* | ．.. | 0.25-0.6 | ．.. | ．.. | ．.. |
| 铝 | 0.35马克思 | 0.35马克思 | 0.25马克思 | 0.50最大 | |
| 钒 | 0.10 - -0.50 | ．.. | ．.. | 0.50最大 | |
| 硼 | 0.001 - -0.010 | 0.001 - -0.010 | 0.01-0.07 | 0.001 - -0.010 | |
| 铜 | 0.50最大 | 0.50最大 | 0.25马克思 | ．.. |
ASTM A453螺柱螺栓:机械性能
| ASTM A453年级 | 类 | 拉伸,Mpa | 产量、Mpa | 伸长。％，min. | RA %,分钟 |
| ASTM A453 660级 | A, b, c | 895分钟 | 585分钟 | 15 | 18 |
| D | 895分钟 | 725分钟 | 15 | 18 | |
| ASTM A453 651级 | 一个 | 690分钟 | 485分钟 | 18 | 35 |
| 415分钟 | |||||
| B | 655分钟 | 415分钟 | 18 | 35 | |
| 345分钟 | |||||
| ASTM A453 662级 | 一个 | 895分钟 | 585分钟 | 15 | 18 |
| B | 860分钟 | 550分钟 | 15 | 18 | |
| ASTM A453 665级 | 一个 | 1170分钟 | 830分钟 | 12 | 15 |
| B | 1070分钟 | 830分钟 | 12 | 15 | |
| ASTM A453 665级 | A＆B. | 895分钟 | 858分钟 | 15 | 18 |
ASTM A453螺栓:热处理要求
| ASTM A453 | 类 | solutiona治疗 | 硬化治疗 |
| 660. | 一个 | 1650 +/- 25°F [900 +/- 14°C]，保持2小时，最小和液体淬火 | 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h，气酷 |
| B | 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持1小时，最小值和液体淬火 | 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h，气酷 | |
| C | 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持1小时，最小值和油淬火 | 1425 +/- 25°F [775 +/- 14°C]保持16小时，空气凉爽，然后达到1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C]，保持16小时，气酷 | |
| D | 1650 +/- 25°F[900 +/-14°C]，保持2小时，最小值和液体淬火或 | 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C]保持16小时，空气凉爽，然后达到1200 +/- 25°F [650 +/- 14°C]，保持16小时，气酷 如果有必要达到性能，第二次时效:1200 +/- 25°F[650 +/- 14°C]保持16h，风冷 |
|
| 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持1小时，最小值和液体淬火 | |||
| 651. | 一个 | 热冷在1200°F [650] min，横截面积减少15％，横截面积减小，1200°F [650°C] min或4h，min | |
| B | 在1200°F[650] min下进行冷热加工，断面面积减少15%，在1350°F[730°C] min或4h, min下进行应力消除退火 | ||
| 662. | 一个 | 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持1小时，最小值和液体淬火 | 1350至1400°F[730至760°C]，保持20h，炉冷至1200 +/- 25°F[650 +/- 14°C]，保持20h，风冷 |
| B | 1950 +/- 25°F[1065 +/-14°C]，保持2小时，最小值和液体淬火 | 1350至1400°F[730至760°C]，保持20h，炉冷至1200 +/- 25°F[650 +/- 14°C]，保持20h，风冷 | |
| 665. | 一个 | 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持3h，最小值，液体淬火 | 1350至1400°F[730至760°C]，保持20h，炉冷至1200 +/- 25°F[650 +/- 14°C]，保持20h，风冷 |
| B | 2000 +/- 25°F [1095 +/- 14°C]，保持3小时，最小和液体淬火 | 1350至1400°F[730至760°C]，保持20h，炉冷至1200 +/- 25°F[650 +/- 14°C]，保持20h，风冷 | |
| 668. | 一个 | 1650 +/- 25°F [900 +/- 14°C]，保持2小时，最小和液体淬火 | 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h，气酷 |
| B | 1800 +/- 25°F[980 +/-14°C]，保持1小时，最小值和液体淬火 | 1325 +/- 25°F [720 +/- 14°C] 16h，气酷 |
A453螺柱螺栓:断裂和延伸时间
| 年级 | 类 | 测试温度 | 压力，分钟 | 时间断裂 | 伸长 | |
| Deg F [C] | Ksi | Mpa | 分钟,h * | 分钟％ | ||
| 660. | A, b, c | 1200年[650] | 56 | 385 | One hundred. | 5 |
| 651. | A＆B. | 1200年[650] | 40 | 275 | One hundred. | 5 |
| 662. | A＆B. | 1200年[650] | 55 | 380 | One hundred. | 5 |
| 665. | 一个 | 1200年[650] | 75 | 515. | One hundred. | 3. |
| B | 1200年[650] | 70 | 485 | One hundred. | 5 | |
Astm a320螺柱螺栓(低温)
ASTM A320规范涵盖低温应用的合金钢和不锈钢螺柱螺栓材料。
ASTM A320下的每种合金应符合规定的化学要求。如张力标本所代表的材料，应符合拉伸强度，产率强度，伸长率和硬度方面的特定要求。螺柱螺栓材料应符合规定的冲击能量吸收要求和目标测试温度。
根据ASTM A320规范，制造商应至少对材料进行以下机械试验:冲击试验、拉伸试验和硬度试验。
ASTM A320下最常见的螺柱螺栓材料如下(低温应用):
- ASTM A320 L7:合金钢，AISI 4140/4142调质
- ASTM A320 L7M.
- ASTM A320 L43:合金钢，AISI 4340淬火回火
- ASTM A320 B8 Class 1:不锈钢，AISI 304，碳化物溶液处理
- ASTM A320 B8A
- ASTM A320 B8T
- ASTM A320 B8TA
- ASTM A320 B8C
- ASTM A320 B8M: 1级不锈钢，AISI 316，碳化物溶液处理
- ASTM A320 B8MA
- ASTM A320 B8cl2:不锈钢，AISI 304，碳化物溶液处理，应变硬化
- ASTM A320 B8MCL2：不锈钢，AISI 316，碳化物溶液处理，菌株硬化
ASTM A320螺柱螺栓:机械性能
| ASTM A320等级 | 直径 | 拉伸,KSI,分钟 | 产量、KSI,分钟 | 在温度下，20英尺lbf冲击 | 艺龙,%,分钟 | RA, %,分钟 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A320 L7级 | 到21⁄2 | 125 | 105 | -150°F | 16 | 50 |
| ASTM A320等级L43 | 到4 | 125 | 105 | -150°F | 16 | 50 |
| ASTM A320 B8等级1级 | 全部 | 75 | 30. | N/A | 30. | 50 |
| ASTM A320级B8M级1 | 全部 | 75 | 30. | N/A | 30. | 50 |
| ASTM A320 B8等级2级 | 到3.⁄4 | 125 | One hundred. | N/A | 12 | 35 |
| 7⁄8- 1 | 115 | 80 | N/A | 15 | 35 | |
| 11⁄8- 11⁄4 | 105 | 65 | N/A | 20. | 35 | |
| 13.⁄8- 11⁄2 | One hundred. | 50 | N/A | 28 | 45 | |
| ASTM A320级B8M级2 | 到3.⁄4 | 110 | 95 | N/A | 15 | 45 |
| 7⁄8- 1 | One hundred. | 80 | N/A | 20. | 45 | |
| 11⁄8- 11⁄4 | 95 | 65 | N/A | 25 | 45 | |
| 13.⁄8- 11⁄2 | 90 | 50 | N/A | 30. | 45 |
ASTM A182螺柱螺栓(双工和超双工)
双相钢螺栓
化学成分:
| C | m | 如果 | P | 年代 | Cr | 莫 | 你 | N | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 双2205 () S31803母材 |
0.03 最大限度 |
2.0 最大限度 |
1.0 最大限度 |
0.03 最大限度 |
０．０２ 最大限度 |
最少：21.0 马克斯:23.0 |
Min：2.5 马克斯:3.5 |
最少：4.5 马克斯:6.5 |
MIN：0.08 最大：0.20 |
| 双2205 (S32205) |
0.03 最大限度 |
2.0 最大限度 |
1.0 最大限度 |
0.03 最大限度 |
０．０２ 最大限度 |
最小值:22.0 马克斯:23.0 |
MIN：3.0 马克斯:3.5 |
最少：4.5 马克斯:6.5 |
Min：0.14 最大：0.20 |
机械性能:
| 年级 | 抗拉强度 ksi（min） |
屈服强度 0.2% ksi(分钟) |
伸长率％ | 硬度（HB）最大 |
|---|---|---|---|---|
| 2205 | 90 | 65 | 25 | 217. |
物理性质:
| 密度 磅米/在3. |
电 电阻率 mW•在 |
热的 导电率 （BTU / HR•FT•°F） |
热 能力 BTU / LB.米•°F. |
电 电阻率 (在x 10-6） |
|---|---|---|---|---|
| 在68°F | 0.278 | 27.6 | 8．7 | 0.112 |
| 在212°F | 26.1 | 9．2 | 0.119 | 35.4 |
| 在392°F | 25.4 | 9.8 | 0.127 | 37.4 |
| 在572°F | 24.9 | 10．4 | 0.134 | 39.4 |
超级双螺栓
化学成分:
| C | Cr | 你 | 莫 | N | 其他人 |
| ０．０２ | 25 | 7 | 4 | 0.27 | S = 0.001 |
机械性能:
| 极限拉伸强度，ksi | 16分钟。 |
| 补偿屈服强度ksi | 80分钟。 |
| 0.1%偏移屈服强度0.2%，ksi | 91分钟。 |
| 延伸率2英寸，% | 15分钟。 |
| 洛氏硬度 | 32最大。 |
| 冲击能量,ft.-lbs。 | 74分钟。 |
物理性质:
| 密度 | 磅/3. | 0.28 |
| 弹性模量 | psi x 106 | 29 |
| 热膨胀系数 | x10-6/°F | 7．2 |
| 68 - 212°F /°F | ||
| 热导率 | 英热单位/ h英尺°F | 8．7 |
| 热容 | BTU / LB /°F | 0.12 |
| 电阻率 | w x 10-6 | 31.5 |
涂层螺栓
双头螺栓可以涂上涂层，以提高抗腐蚀能力。下面列出了最常见的螺栓涂层类型:
- 电镀锌
- 电镀镉
- 热浸镀锌
- 聚四氟乙烯涂料
- 磷酸涂层
- 化学镀镍
- Zinc-nickel涂层
- 铝涂层
- 银涂层
- 通过电沉积锌/镍
- 达克罗处理
- Geomet
此外，还可提供XYLAN和Xylar涂层:
- 1070年木聚糖
- Xylan 1024.
- Xylar 1
用于螺柱螺栓的Xylan和Xylar涂层有多个优点:
- 与未涂层螺栓相比，摩擦更低(CoF低至0.02)
- 增加了螺栓在极端压力下的耐磨性。
- Stro耐腐蚀和耐化学腐蚀
- 增加对恶劣天气条件的抗性（如极端阳光，盐水暴露于化学品）
- 在温度方面更宽的操作范围(从-420°至+550°F，即-250°至285°C)。
- 便于追溯的彩色编码
- 柔韧性:木聚糖涂层容易反复弯曲，不断裂
- 可加工性:多种木聚糖涂层可应用于螺柱螺栓
- 对螺栓材料附着力强
螺柱螺栓和螺母的选择(适用范围和等级)
螺柱螺栓使用的材料取决于多种因素，主要是法兰的材料和管道设计温度:
| 设计 温度 |
法兰材料 | 双头螺栓 | 重型六角钢螺母 |
|---|---|---|---|
| -195°至102°C | ASTM A 182 Gr. F304, F304L, F316, F316L, F321, F347 | A320 Gr. B8二级 | A194 Gr。8 |
| -101°- -47°C | ASTM A 350 Gr. LF3 | a320 Gr. L7 | A 194 Gr. 7 |
| -46°- -30°C | ASTM A 350 Gr. LF2 | a320 Gr. L7 | A 194 Gr. 7 |
| -29°至427°C | ASTM A 105. | A 193 Gr. B7 | A 194 Gr. 2H |
| 428°- 537°C | ASTM A 182 GR。F11，F22 | A 193 Gr. B16 | A 194 Gr. 2H |
| 538°- 648°C | ASTM A182 Gr. F11, F22 | 193克。B8类1 | A 194 Gr. 8A |
| 649°- 815°C | ASTM A182 Gr. F304 H, f316h | 193克。B8M类1 | A 194 Gr. 8A |
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