Wyroby śrubowe

Właściwości wyrobów śrubowych

Porównanie średnic śrub różnych klas o takim samym obciążeniu dopuszczalnym
Klasa 80 Klasa 70 Klasa 50
M5 M6 M9
M6 M8 M10
M8 M11 M14
M10 M12 M18
M12 M16 M20
M16 M20 M27
M20 M24 M33
M24 M30 M42
M30 M36 M52
M36 M45 M60


Materiał (standard)
Oznaczenie
ISO A2 A4 A4
AISI 304 316 316L
DIN 1.4304 1.4401 1.4436
PN OH18N9 OH17N12M2 OOH17N12M3
Skład chemiczny
C [%] max. 0.07 max. 0.07 max. 0.03
Cr [%] 17-19 16-18.5 16-18.5
Ni [%] 8-11 10.5-14 11-14
Mo [%] - 2-2.5 2.5-3


Porównanie trwałości śrub z różnych stali
Stal/powłoka Atm.przemysłowa Atm.morska
Powłoka
cynkowa 1
2,5 roku 5 lat
Powłoka
cynkowa 2
15 lat 30 lat
A2 25 lat 50 lat
A4 50 lat 100 lat


Wytrzymałość  
Klasa wytrzymałości 50 70 80 88 100/109
Rm[MPa] 500 700 800 800 1000
Re0,2[MPa] 210 450 600 640 900


Magnetyczność  
Materiał Klasa wytrzym. Wsp. przenikania
A2 50 1,20
A2 70 1,40
A2 80 1,80
A2 100 2,00
A4 50 1,003
A4 80 1,004
A4 70 1,006
A4 100 1,007


Na zamówienie także stale żaroodporne i wyższej odporności chemicznej.

Dobór właściwego materiału


      Wybór stali nierdzewnej dla rozważanego zastosowania polega na znalezieniu kompromisu pomiędzy odpornością korozyjną, wytrzymałością i kosztem.
      W przypadku wątpliwości prosimy o przedstawienie warunków pracy w celu wyboru optymalnego rozwiązania. 

wykres dot. odporności śrub


Odporność chemiczna

Oznaczenie Współczynnik korozji
[mm/rok]
Odporność
<0,1 całkowita
0,1 - 1 częściowa
>1 nieodporna

Ryzyko korozji S - korozja naprężeniowa P - korozja wżerowa
Medium Temp.
°C
A2 A4
(316)
A4
(316L)
904L
Woda morska
- 20 P P P
Chlor suchy
100% 70
Chlor mokry
- 20-60 P
Woda chlorowana sruby
nasycona 20 P P P
1g/l 20 P P P P
1mg/l 20
Amoniak
wszystkie stężenia wrzenia
Zasada sodowa
20% 50
20% 100
40% 100
Kwas fosforowy
20% wrzenia
40% wrzenia
85% 95
Kwas azotowy
30% wrzenia
50% wrzenia
65% 80
65% wrzenia
Kwas solny
0,50% 20 P P P P
0,50% wrzenia
1% 20 P P P P
Kwas siarkowy
1% 100
5% 20
5% wrzenia
10% 20
10% wrzenia
20-90% 20-100
98% 20
Kwas cytrynowy
25% wrzenia
50% 20
Kwas mlekowy
10% 10-100
50% 20-80
50% wrzenia
Kwas mrówkowy
5-10% 20
10% 80
50% 24-40
50% wrzenia
Kwas octowy
1% wrzenia
10% wrzenia
20% wrzenia
100% wrzenia
Chlorek amonowy
20% wrzenia SP SP SP SP
43% wrzenia SP SP SP SP
Wodosiarczan wapniowy ( roztwór wodny)
Gęstość 1,04 wrzenia
Ług siarczynowy 140
Chlorek wapniowy
20% 20 P P P P
20% wrzenia SP SP P SP
Chlorek sodowy
3% 20-60 P P P P

Wytrzymałość mechaniczna

Wysoka wytrzymałość śrub to podwójna korzyść: bezpieczeństwo i oszczędność.

Wysoka niezawodność połączenia śrubowego gwarantują nam tylko śruby o wysokiej wytrzymałości. Bulten Stainless produkuje śruby kwasoodporne w klasach wytrzymałości 80 i 100 jako standard.

klasa
wytrzymałości
Rm (MPa) Reo.2 (MPa)
70 700 450
80 800 600
100 1000 900

Stosowanie śrub w klasie 80 daje wymierne korzyści finansowe. Przedstawiamy porównanie cen śrub przenoszących takie samo obciążenie w klasie 70 i w klasie 80.

Dodatkowe korzyści to:

  • oszczędność przy wierceniu mniejszych otworów pod śruby,
  • mniejsze wymiary kołnierza,
  • niższe koszty transportu itp.

Naprawdę warto przy projektowaniu uwzględnić
zastosowanie śrub kwasoodpornych w klasie
wytrzymałości 80 i 100 zamiast w klasie 50 i 70.

Rysunek niżej przedstawia porównanie wielkości śrub o różnej wytrzymałości
(klasa 50, 70 i 80) przenoszących takie samo obciążenie.

Korozja stali KO

Korozja kwasoodpornych wyrobów śrubowych
Wybierając rodzaj stali na wyroby śrubowe musimy brać pod uwagę korozję wżerową (pitting), szczelinową (crevice) oraz ogólną. Różne gatunki stali kwasoodpornej mają różną odporność na wymienione wyżej rodzaje korozji. Często są one nieodporne na działanie słabych roztworów np. soli (woda morska). Porównanie odporności stali kwasoodpornej AISI 304 (A2,OH18N9), AISI 316 (A4,OHI7NI2M2) i AISI 316L Mo+ (A4,00HI7NI2M3) na poszczególne rodzaje korozji przedstawiamy poniżej.

Korozja wżerowa
Odporność stali na korozję wżerową zależy głównie od zawartości chromu i molibdenu. Odporność na korozję wżerową określa współczynnik PRE (Pitting Resistance Equivalent) określany wzorem:

PRE= %Gr + %Mo + 16x%N

Tabelka poniższa podaje wartość PRE dla różnych gatunków stali.

Stal % Cr % Mo % N PRE
316L Mo+ 17.5 2.75 - 26.6
316 17.5 2.25 - 24.9
304 18 - - 18.0

Stal AISI 316L Mo+ posiada nieznacznie wyższy współczynnik PRE od stali AISI 316. Jednak prawdziwą różnicę pokazuje wykres poniżej, obrazujący zależność krytycznej temperatury korozji wżerowej w zależności od zawartości chloru w roztworze. Dotyczy to zarówno chloru w czystej postaci jak i jonów Cl (np. woda morska, HCl, NaCl).

Tempteratura °C
korozja stali
Krytyczna temp. korozji wżerowej w roztworze Cl.
Potencjał +300mV SCE.
<

Korozja szczelinowa
Korozja szczelinowa związana jest z korozją wżerową, ale rozpoczyna się w niższej temperaturze. W środowisku, w którym korozja wżerowa pojawia się w temperaturze 60°C, korozja szczelinowa pojawia się zazwyczaj w temperaturze 30-40°C.
Wpływ chromu, molibdenu i azotu jest podobny jak w przypadku korozji wżerowej.
Badania nad korozją wżerową i szczelinową dla różnych gatunków stali kwasoodpornej pokazują, że molibden i azot efektywnie zapobiegają korozji szczelinowej.
Z powyższych powodów w przypadku ryzyka wystąpienia korozji szczelinowej zaleca się stosowanie stali AISI 316L Mo+.

Korozja ogólna
Zawartość molibdenu w stali kwasoodpornej poprawia jej odporność na kwasy nieutleniające.
Tabela poniższa podaje wielkość korozji ogólnej w roztworze kwasu siarkowego w temperaturze 50°C. Wielkość korozji podana jest w mm/rok.

Stal % H2SO4
3.0 10 15 20
316L Mo+ 0 0.04 0.33 0.44
316 0 0.32 - 1.30
304 1.08 3.0 - -

Wyższa zawartość molibdenu w stali 316L Mo+ wyraźnie obniża tempo korozji ogólnej. Tabela pokazuje też, że odporność stali 304 na korozję ogólną jest niewystarczająca. Przedstawione wyżej dane są ważne także dla innych kwasów oraz w innych agresywnych środowiskach.

Podsumowanie
Śruby ze stali kwasoodpornej AISI 316L Mo+ posiadają lepszą odporność na korozję wżerową, szczelinową i ogólną niż stal AISI 316. Główną przyczyną jest większa zawartość molibdenu i obniżona zawartość węgla.
Śruby ze stali AISI 304 można stosować w środowiskach niezbyt agresywnych.