볼트 등급이란 무엇이며 올바른 등급을 선택하는 것이 중요한 이유
볼트 등급 정의 - 강도, 재질 및 열처리의 표준화된 분류
볼트 등급은 볼트의 기계적 특성, 화학적 조성 및 열처리 요구 사항을 정의하는 표준화된 분류입니다. 각 등급은 최소 인장 강도, 항복 강도, 경도 범위 및 연신율을 지정하여 정의된 하중 조건에서 예측 가능한 성능을 보장합니다. 등급 시스템을 통해 엔지니어는 안전을 과도하게 지정하거나 타협하지 않고도 설계 요구사항을 충족할 것이라는 확신을 갖고 볼트를 선택할 수 있습니다.{2}}
잘못된 등급 선택으로 인한 비용 - 파손, 풀림, 장비 사고
필요한 강도보다 낮은 볼트 등급을 선택하면 나사산 박리, 볼트 파손, 접합부 분리 및 치명적인 장비 고장이 발생할 수 있습니다. 반대로, 필요한 것보다 더 높은 등급으로 과도하게 지정하면 불필요한 비용이 추가되는 경우가 많으며 수소 취화 민감성과 같은 위험이 발생할 수 있습니다. 올바른 등급은 설계 하중, 사용 온도, 환경 조건 및 해당 코드 요구 사항과 일치해야 합니다.
글로벌 주류 표준 시스템 - SAE J429, ASTM A193/A320, ISO 898, GB/T 3098
주요 글로벌 볼트 등급 표준에는 영국식 크기의 탄소 및 합금강 볼트에 대한 SAE J429(북미), 고온/고{3}}압력 서비스의 합금 및 스테인리스강 볼트에 대한 ASTM A193, 저온 서비스 볼트에 대한 ASTM A320{5}}, 미터법 볼트에 대한 ISO 898(국제) 및 GB/T 3098(중국 표준)이 포함됩니다. 국제 프로젝트와 글로벌 조달에는 이러한 시스템 간의 상호 참조를 이해하는 것이-필수입니다.
SAE J429 볼트 등급 설명(등급 2, 5, 8)
2등급 볼트 - 저탄소강, 최저 강도, 일반 비핵심 용도에 적합-
SAE J429 등급 2 볼트는 열처리가 필요하지 않은 저탄소강 또는 중탄소강으로 만들어집니다. 최대 3/4인치 크기의 경우 최소 인장 강도가 60,000psi(414MPa)이고 더 큰 직경의 경우 55,000psi입니다. 2등급 볼트에는 헤드 표시가 없으며 강도 요구 사항이 최소인 가구 조립, 조명 기구 및 비{13}}부하용 브래킷과 같은 경부하 응용 분야에 적합합니다.
5등급 볼트 - 중간 탄소강 담금질 및 템퍼링, 중간 강도
5등급 볼트는 최대 1인치 직경에 대해 120,000psi(827MPa)의 최소 인장 강도를 달성하기 위해 담금질 및 템퍼링된 중간 탄소강으로 만들어집니다. 이는 120도 간격으로 볼트 머리에 있는 세 개의 방사형 선으로 식별됩니다. 5등급은 프리미엄 등급의 비용 없이 중간 강도부터 높은 강도까지 요구되는 자동차 조립품, 농업 장비, 기계 및 일반 건설 분야에 일반적으로 사용됩니다.
8등급 볼트 - 담금질 및 템퍼링된 중탄소 합금강, 고강도
8등급 볼트는 최소 150,000psi(1,034MPa)의 인장 강도를 제공하기 위해 담금질 및 템퍼링 처리된 중탄소 합금강(일반적으로 4140 또는 유사)으로 제조됩니다. 머리 부분에 6개의 방사형 선이 표시되어 있으며 SAE 시스템에서 최대 강도를 요구하는 중장비, 토공 기계, 군사 응용 분야 및 구조 연결용으로 지정되었습니다.
기계적 성질 데이터 테이블
| 등급 | 재료 | 최소 인장 | 수익률 (0.2%) | 경도 | 머리 표시 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2학년 | 저/중탄소강 | 60,000psi | 36,000psi | - | 없음 |
| 5학년 | 중탄소강 Q&T | 120,000psi | 92,000psi | 19-30HRC | 방사형 라인 3개 |
| 8학년 | 합금강 Q&T | 150,000psi | 130,000psi | 33-39HRC | 6개의 방사형 라인 |
ASTM A193 볼트 등급 설명(B7, B8, B8M, B16)
B7 - 크롬-몰리브덴 합금강, 고온 및 고압
ASTM A193 B7은 압력 용기, 밸브, 플랜지 및 배관 시스템의 볼트 체결에 대해 가장 널리 지정되는 등급입니다. AISI 4140 또는 4142 크롬-몰리브덴강으로 제작된 B7 볼트는 담금질 및 템퍼링 처리되어 최소 125ksi(860MPa) 인장 강도와 탁월한 인성 및 최대 450도의 크리프 저항을 달성합니다. B7 볼트는 머리에 "B7"이라는 표시가 있으며 일반적으로 ASTM A194 등급 2H 너트와 쌍을 이룹니다.
B8 / B8M - 304 / 316 스테인리스강, 부식-저항성 환경
ASTM A193 B8 볼트는 Type 304 스테인리스강으로 제조되는 반면, B8M 볼트는 향상된 내공식성을 위해 몰리브덴이 첨가된 Type 316 스테인리스강을 사용합니다. 이 등급은 화학 처리, 식품 및 음료, 제약 및 해양 환경에 적합한 우수한 내식성과 함께 적당한 강도(변형 경화 조건의 경우 최소 인장 약 75-80 ksi)를 제공합니다. B8 볼트는 헤드에 "B8", B8M 볼트는 "B8M"으로 표시되어 있습니다.
B16 - 크롬-몰리브덴-바나듐 합금강, 고온(593도 이하)
ASTM A193 B16 볼트는 향상된 고온 강도를 위해 바나듐 함량을 제어한 크롬-몰리브덴-바나듐 합금강으로 제작됩니다. B16 볼트는 최대 593도(1100도 F)까지 유용한 강도를 유지하므로 발전 터빈, 정유소 히터 및 고온 공정 배관에 선호되는 선택입니다-. 헤드에 "B16"이 표시되어 있으며 완전한 고온 조립을 위해 ASTM A194 7등급 너트와 일치합니다.-
B7 대 B8 선택 경계 - 작동 온도, 매체 부식성
B7과 B8 사이의 선택은 주로 서비스 환경에 따라 달라집니다. B7은 증기 시스템 및 탄화수소 처리와 같이 강도가 우선시되는 비부식성, 최대 450도의 고온 응용 분야에 선택됩니다. 낮은 온도에서도 매체가 부식성(산, 염화물, 부식성 용액)을 띠는 경우 또는 녹으로 인한 제품 오염을 피해야 하는 경우 B8을 선택합니다. 부식성이 약한 300-450도 온도 범위에서는 강도가 낮음에도 불구하고 B8이 선호될 수 있습니다.
ASTM A320 저-온도 볼트 등급(L7, L7M, L43)
L7 - 낮은-온도 충격 인성, -101도 이상에 적합
ASTM A320 L7은 -101도에서 지정된 샤르피 V-노치 충격 인성을 지닌 크롬-몰리브덴 합금강으로 제작된 표준 저온-온도 볼트 등급입니다. L7 볼트는 B7과 동일한 강도 수준(125ksi 최소 인장)을 달성하기 위해 담금질 및 템퍼링 처리되었지만 저온 서비스에서 취성 파손을 방지하는 충격 특성이 보장됩니다. 이는 극저온 저장 탱크, LNG 시설 및 저온 기후 인프라에 광범위하게 사용됩니다.
L7M - L7과 동일하지만 경도가 낮고 수소 취성을 방지합니다.
A320 L7M은 최대 경도 요구 사항이 22HRC(표준 L7의 경우 약 35HRC)인 L7의 수정된 버전입니다. 이렇게 경도가 낮아지면 황화수소가 포함된 산성 환경에서 황화물 응력 균열 및 수소 취성이 발생할 위험이 줄어듭니다. L7M 볼트는 저온 인성과 내산성(sour service resistance)이 모두 요구되는 석유 및 가스 생산 분야의 NACE MR0175/ISO 15156 준수 적용 분야에 맞게 지정되었습니다.
L43 - 낮은 온도, -150도
A320 L43은 니켈-크롬-몰리브덴 합금강(AISI 4340)으로 만들어졌으며 -150도까지 향상된 저온 인성을 갖춘 -인증을 받았습니다. 이 등급은 -162도에서의 LNG 처리 및 액체 질소 서비스를 포함하여 가장 까다로운 극저온 응용 분야에 적합합니다. L43 볼트는 극저온에서 최소 125ksi 인장 및 보장된 충격 값으로 저온 등급 중 가장 높은 강도 수준을 갖습니다.
저온-온도 충격 테스트 요구사항 - 샤르피 V-노치
모든 A320 저온-온도 등급에는 지정된 온도에서 Charpy V-노치 충격 테스트가 필요합니다. L7은 -101도에서 최소 20ft-lb(27J) 평균을 요구하고, L43은 -150도에서 동일하게 요구합니다. 시편은 볼트 재료에서 세로 방향으로 채취되어 최소 설계 온도에서 연성 거동을 확인하기 위해 테스트됩니다. 이러한 충격 요구 사항은 저온 서비스 압력 용기 및 배관 시스템의 치명적인 취성 파괴를 방지하는 데 중요합니다.
볼트 등급 교차-참조(SAE / ASTM / ISO / GB)
| 등급 | 재료 | 인장(최소) | 수율(분) | 경도 | 온도 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| SAE 2학년 | 저탄소강 | 60ksi | 36ksi | - | -20~150도 |
| SAE 5학년 | 중탄소 Q&T | 120ksi | 92ksi | 19-30HRC | -20~150도 |
| SAE 8학년 | 합금강 Q&T | 150ksi | 130ksi | 33-39HRC | -20~150도 |
| A193 B7 | 4140 / 4142크-모 | 125ksi | 105ksi | ~35HRC | -20~450도 |
| A193 B8 | 304 SS | 75-80ksi | 30-40ksi | ~20HRC | -200~800도 |
| A193 B16 | Cr-Mo-V | 125ksi | 105ksi | ~37HRC | -20 ~ 593도 |
| A320 L7 | 4140 / 4142 | 125ksi | 105ksi | ~35HRC | -101~450도 |
| A320 L43 | 4340 Ni-Cr-Mo | 125ksi | 105ksi | ~35HRC | -150~450도 |
| ISO 8.8 | 중탄소 Q&T | 116ksi(800MPa) | 92ksi(640MPa) | 22-32HRC | -20~150도 |
| ISO 10.9 | 합금강 Q&T | 145ksi(1000MPa) | 130ksi(900MPa) | 32-39HRC | -20~150도 |
볼트 등급을 식별하는 방법
머리 표시 시스템 - 2등급(표시 없음), 5등급(3개의 방사형 라인), 8등급(6개의 방사형 라인)
SAE 헤드 마킹 시스템은 볼트 등급을 시각적으로 빠르게 식별합니다. 2등급 볼트는 머리 부분에 식별 표시가 없습니다. 5등급 볼트는 헤드 표면에 3개의 동일한 간격의 방사형 선이 있습니다. 8등급 볼트는 6개의 방사형 선으로 식별됩니다. 또한 일반적으로 추적성을 위해 제조업체 마크가 머리에 찍혀 있습니다. 이러한 표시를 통해 설치 및 유지 관리 검사 중에 등급을 신속하게 확인할 수 있습니다.
ASTM 볼트 표시 - B7, 헤드의 B7M 명칭
ASTM 볼트는 헤드에 영숫자 등급 지정이 표시되어 있습니다. A193 B7 볼트에는 경도가 낮은 변형에 대해 "B7" 또는 "B7M"이라는 스탬프가 찍혀 있습니다. B8 볼트에는 "B8", B8M에는 "B8M", B16에는 "B16"으로 표시되어 있습니다. 저온-A320 등급은 해당하는 경우 "L7", "L7M" 또는 "L43"으로 표시됩니다. 제조업체 기호는 일반적으로 등급 표시 옆에 있습니다. 이러한 표시는 시각적 등급 확인이 필요할 때 확실한 식별을 제공합니다.
미터법 볼트 표시 - 헤드 번호 8.8, 10.9, 12.9
미터법 볼트는 8.8, 10.9 또는 12.9와 같이 헤드에 두 개의{0}}숫자 속성 클래스 표시를 사용합니다. 100을 곱한 첫 번째 숫자는 최소 인장 강도(MPa)를 나타내고, 소수점 이하 두 번째 숫자는 인장 강도에 대한 항복 비율을 백분율로 나타냅니다. 예를 들어, 10.9는 1000MPa 인장 및 900MPa 항복을 나타냅니다. 특수 용도에는 최대 14.9의 더 높은 속성 클래스를 사용할 수 있습니다.
볼트 등급 선택 가이드(용도별)
구조적 연결에는 일반적으로 지정된 예압 및 설치 절차를 갖춘 8등급 또는 ASTM A490 볼트가 필요합니다. 석유화학 공장의 플랜지 배관 시스템은 고온-, 고압-압력 무결성을 위해 ASTM A193 B7 또는 B16 볼트를 사용합니다. 식품 및 제약 가공에서는 내식성과 청결성 측면에서 ASTM A193 B8(304) 또는 B8M(316) 스테인리스강이 선호됩니다. 저온-온도 탱크 및 극저온 용기는 인증된 충격 인성을 갖춘 ASTM A320 L7 또는 L43을 요구합니다. 일반 기계 및 장비 설치에는 강도와 경제성의 균형을 위해 5등급 또는 ISO 8.8 볼트가 적합합니다.
볼트 등급 선택에 대한 일반적인 오해
한 가지 일반적인 통념은 8등급이 실제로는 항상 5 - 등급보다 우수하다는 것입니다. 8등급의 경도가 높을수록 부식성 또는 아연 도금 환경에서 수소 취성 위험이 증가합니다. 또 다른 오해는 B7이 등급 8 -을 대체할 수 있다는 것입니다. 이 등급은 다양한 표준 시스템 및 서비스 조건에 맞게 설계되었습니다. 심각한 오해는 고급-등급 볼트에는 일치하는 고급-등급 너트가 필요하지 않으며 - 전체 조인트 용량을 달성하려면 너트가 항상 볼트만큼 강해야 한다는 것입니다. 마지막으로 일부 사람들은 아연 도금이 볼트 성능을 변화시키지 않는다고 생각하지만 용융-공정은 고강도 볼트의 나사산 맞춤과 수소 취성에 영향을 미칠 수 있습니다.-
ManufacturerPipe의 볼트 제품 성능
ManufacturerPipe는 SAE 등급 2/5/8, ASTM A193 B7/B7M/B8/B8M/B16 및 A320 L7/L7M/L43 등급의 전체 범위에 걸쳐 볼트를 공급합니다. 당사의 크기 범위는 미터법으로 M6부터 M100까지, 영국식 단위로 1/4인치부터 4인치까지를 포함합니다. 우리는 특별한 길이, 비표준 재료, 맞춤형 헤드 마킹 등을 포함한 맞춤형 기능을 제공합니다.- 모든 배송에는 용융부터 최종 테스트까지 완전한 추적이 가능한 원본 재료 테스트 인증서(MTC)가 포함되어 있어 프로젝트 사양 및 품질 보증 요구 사항을 준수할 수 있습니다.
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