為什么304/316類螺栓在法蘭接頭中易發(fā)生泄漏?

　　1. 力學強度不足，無法保證安裝預緊力

　　法蘭密封依賴于墊片的比壓，而該比壓必須通過螺栓施加。對于金屬或半金屬墊片，通常要求螺栓安裝應力≥材料屈服強度的70%。

　　但304/316類螺栓強度低，達到此應力時容易發(fā)生過載屈服甚至斷裂，無法滿足以下應用場景：

　　高壓 (>PN25) 法蘭;

　　高比壓密封墊片(如螺旋纏繞墊、金屬墊);

　　安裝過程無精確扭矩控制的場合。

　　此外，超屈服后螺栓可能產(chǎn)生永久塑性變形，造成再次使用失敗。

　　2. 螺栓力松弛與高溫蠕變

　　在實際運行中，螺栓預緊力隨時間與溫度呈指數(shù)式衰減，尤其在下列工況中表現(xiàn)顯著：

　　長期高溫運行：>300℃ 時奧氏體鋼蠕變加劇;

　　溫度循環(huán)或熱沖擊：熱疲勞使螺栓反復松弛;

　　初始扭矩控制不嚴：部分螺栓預緊不足，承載不均加劇泄漏趨勢。

　　研究表明，在高溫蠕變與應力松弛雙重作用下，B8 Cl.1 螺栓在運行 10,000 小時后其有效夾緊力可損失高達 50% 以上，極易觸發(fā)密封失效。

　　3. 熱膨脹不匹配引發(fā)的預載荷損失

　　當不銹鋼螺栓(α ≈ 16.5×10??/K)與碳鋼法蘭(α ≈ 11.1×10??/K)配合使用時，在升溫過程中螺栓的軸向膨脹量大于法蘭，引起螺栓松弛、預緊力下降。這種“熱力釋放”現(xiàn)象對循環(huán)升溫裝置尤其不利。

　　4. 腐蝕與氫脆風險

　　盡管304/316在中性介質中表現(xiàn)良好，但在高氯、酸性或濕熱環(huán)境中仍存在以下風險：

　　點蝕和晶間腐蝕：304(特別是焊接熱影響區(qū))在高Cl? 環(huán)境中易形成腐蝕坑，誘發(fā)裂紋擴展;

　　應力腐蝕斷裂(SCC)：在張應力與腐蝕環(huán)境耦合作用下，奧氏體鋼極易出現(xiàn)SCC，特別在溫度超過60℃時;

　　氫脆/氫致延遲開裂：雖非馬氏體鋼，但在特定電化學環(huán)境下仍有延遲斷裂可能。