GB/T 3098.8規格の概要
この規格は、-200℃から+700℃までの極端な温度環境下で使用されるボルト締結部品の機械的特性、材料、検査、識別、およびマーキングについて規定しています。圧力容器、ボイラー、高温機械などの用途における信頼性を確保するとともに、GB/T 3098.1、GB/T 3098.6、およびDIN EN 10269などの規格を補完するものです。
範囲
GB/T 3098.8-2010は、-200℃までの低温用オーステナイト鋼製締結部品と、+700℃までの高温用鋼／ニッケル合金製締結部品の要件を規定しています。この規格は、熱応力下での構造的完全性を保証するための機械的性能等級、試験方法、および材料の適合性を網羅しています。これは、クリープ、応力緩和、および脆性破壊に対する耐性が求められる産業にとって非常に重要です。
- ボルト締結部におけるボルト、ねじ、スタッド、ナットに適用されます。
- 過酷な環境下での安全な運用を実現するため、最大耐荷重性能に重点を置いています。
- 包括的なコンプライアンスのための関連規格を参照。
材料および機械的特性
材料は、機械的完全性を維持するために、温度範囲に基づいて選定されます。低温では、延性を提供するオーステナイト系鋼が適しており、高温では、強度とクリープ耐性を提供する鋼およびニッケル合金が適しています。特性は、規定された硬度、引張強度、および耐荷重を満たす必要があります。
低温材料
表1は、-200℃までの最低使用温度に対応するオーステナイト系鋼のグループを、GB/T 3098.6およびGB/T 3098.15に準拠した特性とともに示しています。銅含有量は1%以下です。高温では影響はありませんが、低温では条件に応じた性能試験が必要です。
| 最低連続動作温度（概算） | スチールグループ1つの | パフォーマンスグレード | |
|---|---|---|---|
| ボルト | ナット | ||
| -60℃b | A2L | 50 | 50 |
| A2 | |||
| A3 | 70 | ||
| -200℃c | A4L | 70 | |
| A4 | 80 | ||
| A5 | |||
1つの 銅含有量≤1%（GB/T 3098.6およびGB/T 3098.15に準拠）。
b 頭付きボルト。
c スタッド。
高温材料
表2は、+700℃までの温度に対応する鋼材およびニッケル合金を規定しており、熱処理に関する特性はDIN EN 10269表4に準拠しています。降伏強度、クリープ強度、および緩和に関する参照データは、DIN EN 10269表5、C.1、D.1に基づいています。AD 2000-W2、W7、W10、およびVdTUVシートに関連しています。
| DIN EN 10269 に基づく使用温度範囲 | 材料 | ボルトおよび/またはナットの硬度/HV | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 分 | 短期1つの 最大 | 長期的b 最大 | 略語 | 番号 | 学年 | 状態 | 分 | 最大 |
| -120℃ | / | / | KB | 1.568 | X12Ni5 | +NT | 157 | 203 |
| +QT | 173 | 235 | ||||||
| / | 400℃ | 500℃ | ヤード | 1.1181 | C35E | +N | 150 | 200 |
| / | 400℃ | 500℃ | YK | 1.1181 | C35E | +QT | 165 | 210 |
| / | 400℃ | / | YB | 1.5511 | 35B2グラム | +QT | 165 | 210 |
| -60℃ | 500℃ | 550℃ | KG | 1.7218 | 25CrMo4 | +QT | 195 | 240 |
| -100℃ | 500℃ | / | GC | 1.7225 | 42CrMo4 | +QT | 275 | 337 |
| / | 500℃ | 550℃ | GA | 1.7709 | 21CrMoV5-7 | +QT | 225 | 272 |
| / | 600℃ | 550℃ | イギリス | 1.7711 | 40CrMoV46 | +QT | 272 | 320 |
| / | 550℃ | 600℃ | ヴェ | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT 1e | 256 | 303 |
| / | 550℃ | 600℃ | VHf | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT 2f | 287 | 367 |
| / | 600℃ | 600℃ | フォルクスワーゲン | 1.4913 | X19CrMoNbVN11-1 | +QT | 287 | 367 |
| / | 650℃ | 670℃ | S | 1.4986 | X7CrNiMoBNb16-16 | +WW+P | 210 | 272 |
| -196℃ | 650℃ | 650℃ | SD | 1.498 | X6NiCrTiMoVB25-15-2 | +AT+P | 287 | 367 |
| -196℃ | 650℃ | 800℃ | SB | 2.4952 | ニッケルクロムチタンアルミ | +AT+P | 320 | 417 |
1つの 降伏強度および引張強度の温度限界。
b クリープ強度および破断強度の温度限界。
c DIN EN 10269 表 4 に基づく条件: +N (正規化)、+NT (正規化および焼戻し)、+QT (焼入れおよび焼戻し)、+WW (温間加工)、+AT (固溶化焼鈍)、+P (析出硬化)。
d ナッツのみ。
e DIN EN 10269 に基づく V、Rp0.2 ≥600 N/mm² (+QT1)。
f DIN EN 10269 に基づく VH、Rp0.2 ≥600 N/mm² (+QT2)。
グラム VdTUV WB 490を参照してください。
耐荷重
荷重値は、締結部品が動作時の応力に耐えられることを保証するものです。設計検証に使用してください。
粗目ねじボルトの最小引張荷重
表4a：As、名詞 × Rm、分 /kN
| ねじサイズd | 応力領域As、名詞 /mm² | オーステナイト系ステンレス鋼 | 鋼およびニッケル合金 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 70 | KB | YK | KG | GA | イギリス | GC | V | VH | S | SD | SB | ||
| YB | フォルクスワーゲン | |||||||||||||
| M3 | 5.03 | 2.52 | 3.52 | 2.67 | 2.52 | 3.02 | 3.52 | 4.28 | 4.33 | 4.02 | 4.53 | 3.27 | 4.53 | 5.03 |
| M3.5 | 6.78 | 3.39 | 4.75 | 3.59 | 3.39 | 4.07 | 4.75 | 5.76 | 5.83 | 5.42 | 6.1 | 4.41 | 6.1 | 6.78 |
| M4 | 8.78 | 4.39 | 6.15 | 4.65 | 4.39 | 5.27 | 6.15 | 7.46 | 7.55 | 7.02 | 7.9 | 5.71 | 7.9 | 8.78 |
| M5 | 14.2 | 7.1 | 9.94 | 7.53 | 7.1 | 8.52 | 9.94 | 12.1 | 12.2 | 11.4 | 12.8 | 9.23 | 12.8 | 14.2 |
| M6 | 20.1 | 10.1 | 14.1 | 10.7 | 10.1 | 12.1 | 14.1 | 17.1 | 17.3 | 16.1 | 18.1 | 13.1 | 18.1 | 20.1 |
| M7 | 28.9 | 14.5 | 20.2 | 15.3 | 14.5 | 17.3 | 20.2 | 24.6 | 24.9 | 23.1 | 26 | 18.8 | 26 | 28.9 |
| M8 | 36.6 | 18.3 | 25.6 | 19.4 | 18.3 | 22 | 25.6 | 31.1 | 31.5 | 29.3 | 32.9 | 23.8 | 32.9 | 36.6 |
| M10 | 58 | 29 | 40.6 | 30.7 | 29 | 34.8 | 40.6 | 49.3 | 49.9 | 46.4 | 52.2 | 37.7 | 52.2 | 58 |
| M12 | 84.3 | 42.2 | 59 | 44.7 | 42.2 | 50.6 | 59 | 71.7 | 72.5 | 67.4 | 75.9 | 54.8 | 75.9 | 84.3 |
| M14 | 115 | 57.5 | 80.5 | 61 | 57.5 | 69 | 80.5 | 97.8 | 98.9 | 92 | 104 | 74.8 | 104 | 115 |
| M16 | 157 | 78.5 | 110 | 83.2 | 78.5 | 94.2 | 110 | 133 | 135 | 126 | 141 | 102 | 141 | 157 |
| M18 | 192 | 96 | 134 | 102 | 96 | 115 | 134 | 163 | 165 | 154 | 173 | 125 | 173 | 192 |
| M20 | 245 | 123 | 172 | 130 | 123 | 147 | 172 | 208 | 211 | 196 | 221 | 159 | 221 | 245 |
| M22 | 303 | 152 | 212 | 161 | 152 | 182 | 212 | 258 | 261 | 242 | 273 | 197 | 273 | 303 |
| M24 | 353 | 177 | 247 | 187 | 177 | 212 | 247 | 300 | 304 | 282 | 318 | 229 | 318 | 353 |
| M27 | 459 | 230 | / | 243 | 230 | 275 | 321 | 390 | 395 | 367 | 413 | 298 | 413 | 459 |
| M30 | 561 | 281 | / | 297 | 281 | 337 | 393 | 477 | 482 | 449 | 505 | 365 | 505 | 561 |
| M33 | 694 | 347 | / | 368 | 347 | 416 | 486 | 590 | 597 | 555 | 625 | 451 | 625 | 694 |
| M36 | 817 | 409 | / | 433 | 409 | 490 | 572 | 694 | 703 | 654 | 735 | 531 | 735 | 817 |
| M39 | 976 | 488 | / | 517 | 488 | 586 | 683 | 830 | 839 | 781 | 878 | 634 | 878 | 976 |
ボルト接合部の耐荷重
全容量の場合：適切な高さ（粗目ねじの場合はタイプ1、細目ねじの場合はタイプ2）、ねじ公差、および強度比を持つ全容量ボルトとナットを適合させます。引張試験での破断は、GB/T 3098.1または3098.6に従ってねじのない部分で発生する必要があります。GB/T 13807.2/3に準拠したくびれ付きスタッドを、GB/T 3103.4に準拠した公差で使用します。
- 最小荷重を確認するために引張試験を実施する。
- ナットの高さが荷重分散に関する型式要件を満たしていることを確認してください。
- 組み立て時の弱点となる部分を避けるため、材料を一致させて使用してください。
よくある質問
-200℃の用途に適した材料は何ですか？
表1に従って延性と靭性を確保する、グレード70または80のA4L、A4、A5などのオーステナイト鋼。
高温環境に適したボルトとナットの選び方
合理的な組み合わせについては表3を使用し、ナットの強度がボルトの70%以上であること、および十分な耐荷重を確保するために適切なねじ公差であることを確認してください。
動作温度が+700℃を超えた場合はどうなりますか？
標準では+700℃までが許容温度範囲とされています。それ以上の温度の場合は、DIN EN 10269のガイドラインに従って、特定のクリープおよび緩和試験を実施してください。
オーステナイト系ナッツに高い耐力が必要な理由は？
小ロット生産における製造上のばらつきを考慮し、より柔らかいボルトと組み合わせた場合の信頼性を確保するため（表3の注記bを参照）。
耐荷重性能を完全にテストするにはどうすればよいですか？
GB/T 3098.1または3098.6に従って引張試験を実施し、表4a/5aから破断位置と最小荷重を確認する。
銅の含有量に制限はありますか？
はい、オーステナイト系鋼の場合、低温使用時の脆化を防ぐために1%以下である必要があります。
