Wstęp

Norma GB/T 3098.8 określa właściwości mechaniczne, materiały, badania, znaki identyfikacyjne i oznaczenia elementów złącznych stosowanych w połączeniach śrubowych pracujących w zakresie temperatur od -200°C do +700°C. Norma ta ma zastosowanie do śrub, wkrętów, kołków i nakrętek wykonanych z austenitycznych stali nierdzewnych, stali i stopów niklu, zapewniając niezawodność w ekstremalnych temperaturach, takich jak zastosowania kriogeniczne i wysokotemperaturowe warunki przemysłowe.

Norma kładzie nacisk na zgodność z powiązanymi dokumentami, takimi jak GB/T 3098.6, GB/T 3098.15 i DIN EN 10269, dotyczącymi właściwości materiałów i warunków obróbki cieplnej. Zawiera wytyczne dotyczące klas właściwości mechanicznych, metod kontroli oraz kompatybilnych par materiałów w celu osiągnięcia pełnej nośności zespołów elementów złącznych.

Właściwości mechaniczne

W przypadku elementów złącznych ze stali austenitycznej, które mogą pracować w temperaturach minimalnych do -200°C, tabela 1 przedstawia grupy stali i klasy wytrzymałości. Właściwości materiału muszą być zgodne z normami GB/T 3098.6 i GB/T 3098.15.

Uwaga: Temperatury powyżej tych limitów nie mają wpływu na użytkowanie. Poniżej tych limitów wymagane są testy wydajnościowe w zależności od warunków.
^A Zawartość miedzi ≤1% (zgodnie z GB/T 3098.6 i GB/T 3098.15).
^B Do śrub z łbem.
^C Do ćwieków.

W przypadku elementów złącznych ze stali i stopów niklu nadających się do wysokich temperatur do +700°C, tabela 2 zawiera szczegółowe informacje na temat odpowiednich temperatur pracy zgodnie z normą DIN EN 10269. Właściwości materiału muszą być zgodne z tabelą 4 normy DIN EN 10269 w zakresie warunków obróbki cieplnej. Dane referencyjne dotyczące granicy plastyczności 0,2% w podwyższonych temperaturach, wytrzymałości na pełzanie i właściwości relaksacyjnych podano w tabelach 5, C.1 i D.1 normy DIN EN 10269.

Notatka:
^A Górna granica temperatury dla granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie.
^B Górna granica temperatury dla wytrzymałości na pełzanie i pękanie.
Warunki zgodnie z normą DIN EN 10269 Tabela 4: +N (normalizowane); +NT (normalizowane i odpuszczane); +QT (hartowane i odpuszczane); +WW (obróbka plastyczna na ciepło); +AT (wyżarzane w roztworze); +P (utwardzane wydzieleniowo).
^D Tylko do orzechów.
^mi Skrót V zgodnie z normą DIN EN 10269, materiał X22CrMoV12-1, granica plastyczności 0,2% R_p0,2 ≥ 600 N/mm² (+QT1).
^F Skrót VH zgodnie z normą DIN EN 10269, materiał X22CrMoV12-1, granica plastyczności 0,2% R_p0,2 ≥ 600 N/mm² (+QT2).
^G Zobacz także kartę materiałową VdTÜV WB 490.

Nośność połączeń śrubowych

Wymagania ogólne

Uważa się, że zespół śruba-nakrętka ma pełną nośność, jeżeli spełnia następujące warunki:
– Zarówno śruba, jak i nakrętka są pełnonośnymi elementami, przy czym wysokość nakrętki nie może być mniejsza niż Typ 1 w przypadku gwintów grubych lub Typ 2 w przypadku gwintów drobnozwojowych.
– Odpowiednie tolerancje gwintu, np. 6H/6g.
– Wytrzymałość na rozciąganie materiału nakrętki wynosi co najmniej 70% wytrzymałości na rozciąganie materiału śruby.
– Racjonalne dopasowanie materiałów zgodnie z tabelą 3.
Uwaga: Jeżeli stosuje się tuleje nośne, należy wybrać taki sam materiał jak śruba.

Racjonalne dobieranie materiałów śrub i nakrętek

Uwaga: ● Preferowane dopasowanie; ○ Dozwolone dopasowanie; – Niezalecane.
^A Próba wytrzymałości bierze pod uwagę twardość trzpienia testowego wyższą niż twardość odpowiadającej mu śruby, ale większą niż minimalna wytrzymałość na rozciąganie śruby najwyższej klasy.
^B Podwyższona granica plastyczności służąca do identyfikacji nakrętek nośnych zgodnie z normą GB/T 3098.15.

Minimalne obciążenia rozciągające dla śrub z gwintem grubym (Tabela 4a)

Śruby nośne pełne

Śruby są w pełni nośne, jeżeli osiągną minimalne obciążenia rozciągające zgodnie z tabelami 4a lub 5a, a pęknięcie nastąpi na wolnej długości gwintu lub na trzpieniu bez gwintu zgodnie z normą GB/T 3098.1 lub GB/T 3098.6.

Często zadawane pytania (FAQ)

Jakie materiały są zalecane do stosowania w elementach złącznych w temperaturze -200℃?

Stale austenityczne, takie jak A4L, A4 i A5 o klasach wydajności 70 lub 80, zgodnie z tabelą 1, zapewniające zgodność z normami GB/T 3098.6 i GB/T 3098.15 w warunkach kriogenicznych.

Jak dobrać odpowiednie materiały na śruby i nakrętki do zastosowań w wysokich temperaturach?

W celu uzyskania racjonalnych parowań należy zapoznać się z Tabelą 3. Preferowane dopasowania (●) zapewniają optymalną wydajność; należy upewnić się, że wytrzymałość nakrętki na rozciąganie wynosi co najmniej 70% wytrzymałości śruby, a tolerancja gwintu jest odpowiednia, np. 6H/6g.

Jakie badania są wymagane w przypadku elementów złącznych pracujących w temperaturach poniżej określonych temperatur minimalnych?

Testy wydajności oparte na konkretnych warunkach użytkowania, obejmujące próby udarności i rozciągania, mające na celu potwierdzenie integralności wykraczającej poza limity określone w normie.

Czy istnieją jakieś szczególne wymagania dotyczące obróbki cieplnej elementów złącznych ze stopów niklu?

Tak, warunki takie jak +AT+P dla gatunków takich jak SB i SD zgodnie z normą DIN EN 10269 Tabela 4, przy czym zakresy twardości podano w Tabeli 2.

W jaki sposób weryfikuje się pełną nośność podzespołów?

Poprzez badanie wytrzymałości na rozciąganie, osiągając minimalne obciążenia podane w tabelach 4a/5a dla śrub i obciążenia próbne podane w tabelach 4b/5b dla nakrętek, ze sprawdzeniem lokalizacji pęknięć zgodnie z odpowiednimi normami GB/T.

Jakie znaczenie ma podwyższona granica plastyczności w przypadku nakrętek austenitycznych?

Umożliwia identyfikację nakrętek nośnych w całości, szczególnie w przypadku produkcji małoseryjnej, kompensując niejednorodności materiału powstałe w wyniku obróbki na zimno.