Giới thiệu về Tiêu chuẩn GB/T 3098.8
Tiêu chuẩn này quy định các đặc tính cơ học, vật liệu, kiểm tra, nhận dạng và đánh dấu cho các bộ phận kết nối bằng bu lông hoạt động trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt từ -200°C đến +700°C. Nó đảm bảo độ tin cậy trong các ứng dụng như bình áp lực, nồi hơi và máy móc hoạt động ở nhiệt độ cao, bổ sung cho các tiêu chuẩn như GB/T 3098.1, GB/T 3098.6 và DIN EN 10269.
Phạm vi
Tiêu chuẩn GB/T 3098.8-2010 quy định các yêu cầu đối với ốc vít làm bằng thép austenit ở nhiệt độ thấp đến -200°C và thép/hợp kim niken ở nhiệt độ cao lên đến +700°C. Tiêu chuẩn này bao gồm các cấp độ hiệu suất cơ học, phương pháp thử nghiệm và sự phù hợp vật liệu để đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc dưới tác động của ứng suất nhiệt. Điều này rất quan trọng đối với các ngành công nghiệp yêu cầu khả năng chống biến dạng dẻo, giãn nở và gãy giòn.
- Áp dụng cho bu lông, ốc vít, đinh tán và đai ốc trong các mối nối bằng bu lông.
- Tập trung vào khả năng chịu tải tối đa để đảm bảo hoạt động an toàn trong môi trường khắc nghiệt.
- Các tài liệu tham khảo liên quan đến các tiêu chuẩn để đảm bảo tuân thủ toàn diện.
Vật liệu và tính chất cơ học
Vật liệu được lựa chọn dựa trên phạm vi nhiệt độ để duy trì tính toàn vẹn cơ học. Ở nhiệt độ thấp, thép austenit cung cấp độ dẻo; ở nhiệt độ cao, thép và hợp kim niken cung cấp độ bền và khả năng chống biến dạng dẻo. Các đặc tính phải đáp ứng độ cứng, độ bền kéo và tải trọng thử nghiệm đã được quy định.
Vật liệu nhiệt độ thấp
Bảng 1 liệt kê các nhóm thép austenit cho nhiệt độ làm việc tối thiểu đến -200°C, với các đặc tính theo tiêu chuẩn GB/T 3098.6 và GB/T 3098.15. Hàm lượng đồng ≤1%. Nhiệt độ cao hơn không ảnh hưởng; nhiệt độ thấp hơn yêu cầu kiểm tra hiệu năng theo điều kiện.
| Nhiệt độ làm việc liên tục tối thiểu (xấp xỉ) | Tập đoàn thépMột | Cấp độ hiệu năng | |
|---|---|---|---|
| Bu lông | Hạt | ||
| -60°Cb | A2L | 50 | 50 |
| A2 | |||
| A3 | 70 | ||
| -200°Cc | A4L | 70 | |
| A4 | 80 | ||
| A5 | |||
Một Hàm lượng đồng ≤1% (theo GB/T 3098.6 và GB/T 3098.15).
b Bu lông có đầu.
c Đinh tán.
Vật liệu chịu nhiệt cao
Bảng 2 quy định các loại thép và hợp kim niken cho nhiệt độ lên đến +700°C, với các đặc tính theo Bảng 4 của tiêu chuẩn DIN EN 10269 về xử lý nhiệt. Dữ liệu tham khảo về giới hạn chảy, giới hạn rão và độ giãn nở từ Bảng 5, C.1, D.1 của tiêu chuẩn DIN EN 10269. Liên quan đến các tấm AD 2000-W2, W7, W10 và VdTUV.
| Phạm vi nhiệt độ làm việc theo DIN EN 10269 | Vật liệu | Độ cứng/HV của bu lông và/hoặc đai ốc | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| phút | Ngắn hạnMột tối đa | Dài hạnb tối đa | Viết tắt | Con số | Cấp | Tình trạng | phút | tối đa |
| -120°C | / | / | KB | 1.568 | X12Ni5 | +NT | 157 | 203 |
| +QT | 173 | 235 | ||||||
| / | 400°C | 500°C | Yd | 1.1181 | C35E | +N | 150 | 200 |
| / | 400°C | 500°C | YK | 1.1181 | C35E | +QT | 165 | 210 |
| / | 400°C | / | YB | 1.5511 | 35B2g | +QT | 165 | 210 |
| -60°C | 500°C | 550°C | KG | 1.7218 | 25CrMo4 | +QT | 195 | 240 |
| -100°C | 500°C | / | GC | 1.7225 | 42CrMo4 | +QT | 275 | 337 |
| / | 500°C | 550°C | GA | 1.7709 | 21CrMoV5-7 | +QT | 225 | 272 |
| / | 600°C | 550°C | GB | 1.7711 | 40CrMoV46 | +QT | 272 | 320 |
| / | 550°C | 600°C | Ve | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT 1e | 256 | 303 |
| / | 550°C | 600°C | VHf | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT 2f | 287 | 367 |
| / | 600°C | 600°C | VW | 1.4913 | X19CrMoNbVN11-1 | +QT | 287 | 367 |
| / | 650°C | 670°C | S | 1.4986 | X7CrNiMoBNb16-16 | +WW+P | 210 | 272 |
| -196°C | 650°C | 650°C | SD | 1.498 | X6NiCrTiMoVB25-15-2 | +AT+P | 287 | 367 |
| -196°C | 650°C | 800°C | SB | 2.4952 | NiCr20TiAl | +AT+P | 320 | 417 |
Một Giới hạn nhiệt độ đối với giới hạn chảy và độ bền kéo.
b Giới hạn nhiệt độ đối với hiện tượng rão và độ bền đứt.
c Điều kiện theo bảng 4 của tiêu chuẩn DIN EN 10269: +N (chuẩn hóa), +NT (chuẩn hóa và ram), +QT (tôi và ram), +WW (gia công nóng), +AT (ủ dung dịch), +P (làm cứng bằng kết tủa).
d Chỉ dùng cho các loại hạt.
e V theo DIN EN 10269, Rp0,2 ≥600 N/mm2 (+QT1).
f VH theo DIN EN 10269, Rp0,2 ≥600 N/mm2 (+QT2).
g Xem VdTUV WB 490.
Khả năng chịu tải
Các giá trị tải trọng đảm bảo các chi tiết lắp ghép chịu được ứng suất trong quá trình vận hành. Sử dụng để kiểm chứng thiết kế.
Tải trọng kéo tối thiểu đối với bu lông ren thô
Bảng 4a: As,nom × Rm, phút /kN
| Kích thước ren d | Vùng chịu áp lực As,nom /mm² | Thép không gỉ Austenit cấp | Thép và hợp kim niken | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 70 | KB | YK | KG | GA | GB | GC | V | VH | S | SD | SB | ||
| YB | VW | |||||||||||||
| 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 |
Khả năng chịu tải của các mối nối bu lông
Để đảm bảo khả năng chịu tải tối đa: Sử dụng bu lông và đai ốc có khả năng chịu tải tối đa phù hợp với chiều cao ren (Loại 1 cho ren thô, Loại 2 cho ren mịn), dung sai ren và tỷ lệ cường độ thích hợp. Sự gãy vỡ trong các thử nghiệm kéo phải xảy ra ở các phần không có ren theo tiêu chuẩn GB/T 3098.1 hoặc 3098.6. Đinh tán có phần eo thắt theo tiêu chuẩn GB/T 13807.2/3 với dung sai theo tiêu chuẩn GB/T 3103.4.
- Tiến hành thử nghiệm độ bền kéo để xác minh tải trọng tối thiểu.
- Đảm bảo chiều cao đai ốc đáp ứng các yêu cầu về phân bố tải trọng.
- Chọn vật liệu phù hợp để tránh các mắt xích yếu trong quá trình lắp ráp.
Câu hỏi thường gặp
Những vật liệu nào phù hợp cho các ứng dụng ở nhiệt độ -200°C?
Thép Austenit như A4L, A4, A5 với mác thép 70 hoặc 80, đảm bảo độ dẻo và độ bền theo Bảng 1.
Làm thế nào để chọn bu lông và đai ốc phù hợp cho nhiệt độ cao?
Sử dụng Bảng 3 để ghép nối hợp lý, đảm bảo độ bền của đai ốc >70% của bu lông và dung sai ren phù hợp để đạt công suất tối đa.
Điều gì sẽ xảy ra nếu nhiệt độ hoạt động vượt quá +700°C?
Tiêu chuẩn giới hạn nhiệt độ đến +700°C; đối với nhiệt độ cao hơn, cần tiến hành các thử nghiệm rão và giãn nở cụ thể theo hướng dẫn của tiêu chuẩn DIN EN 10269.
Tại sao đai ốc thép Austenit lại có độ bền kéo cao hơn?
Để bù đắp cho sự khác biệt trong quá trình sản xuất theo từng lô nhỏ, đảm bảo độ tin cậy khi sử dụng với các bu lông mềm hơn (xem chú thích b trong Bảng 3).
Làm thế nào để kiểm tra khả năng chịu tải tối đa?
Tiến hành thử nghiệm kéo theo tiêu chuẩn GB/T 3098.1 hoặc 3098.6, xác minh vị trí gãy và tải trọng tối thiểu từ Bảng 4a/5a.
Có những hạn chế nào về hàm lượng đồng không?
Đúng vậy, ≤1% đối với thép austenit để ngăn ngừa hiện tượng giòn trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ thấp.
