استاد بولت چیست و چه کاربردی دارد؟

استاد بولت و کاربرد آن

استاد بولت نوعی پیچ است که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی بیشترین کاربرد را دارد و برای بستن فلنج‌ها بکار می‌رود. استادبولت از یک میله فولادی کاملاً رزوه شده و دو مهره فولادی شش ضلعی سنگین تشکیل شده است. استاد بولت در سوراخ های فلنج وارد می شوند و در دوطرف با مهره شش گوش بسته می شود. تعداد، طول و قطر استاد بولت مورد نیاز برای بستن فلنج، به نوع، قطر و درجه فلنج بستگی دارد (طبق نمودار پیچ فلنج ASME).

استادبولت

همانطور که گفته شد، استادبولت از یک میله فولادی رزوه‌دار و دو مهره فولادی سنگین شش ضلعی تشکیل شده است. پیچ ها و مهره های استاد بولت اجزای ضروری اتصالات فلنجی هستند، زیرا کلیدی برای آب بندی مناسب اتصالات فلنجی هستند.

جنس استاد بولت

استادبولت‌ها در چندین قطر و طول، در استانداردهای متریک و امپریال، و در انواع مواد از فولاد کربن گرفته تا آلیاژ، آلیاژهای ضد زنگ و نیکل موجود هستند (گریدهای رایج عبارتند از: ASTM A193 B7، L7، B8، B8M، B16، آلیاژ 20 ، مونل، هاستلوی، اینکونل، 17-4PH، تیتانیوم و غیره). جدول این استانداردها در انتهای مقاله آورده شده است.

جنس مهره های فولادی شش گوش باید با مواد میله رزوه دار مطابقت داشته باشد (معمولاً جنس استاد بولت ASTM A193 با جنس مهره ASTM A194 مطابقت دارد).

مشخصات ASME B16.5 پیچ‌ها و مهره‌های استاد بولت را برای فلنج‌های ASME (تعداد، قطر و طول استدبولت مورد نیاز، به عنوان مثال «نمودار پیچ فلنج») بر اساس قطر فلنج، کلاس فشار و سطح پوشش (RF، FF، RTJ) پوشش می‌دهد.

استاد بولت (میله رزوه دار)

استادبولت یک میله رزوه‌دار که به پیچ متری راد معروف است که در سوراخ‌های فلنج‌های جفت وارد می‌شود و سپس با اعمال گشتاور خاصی به مهره‌های فولادی، در هر دو انتها سفت می‌شود.

طول استاد بولت (OAL/FTF)
طول استادبولت را می توان به صورت طول کلی (یعنی “OAL”) یا به عنوان “نخستین قابل استفاده اول تا اولین شیار قابل استفاده” (به عنوان مثال “FTF”) اندازه گیری کرد.

طول FTF را می توان با کم کردن یک چهارم اینچ از طول OAL و اندازه گیری طول استاد بولت استاندارد برای برنامه های لوله کشی محاسبه کرد.

فلنج هایی با قطر و درجه بندی متفاوت به استاد بولت‌هایی با طول و قطر متفاوت نیاز دارند.

طول استاد بولت OAL و FTF

گام و سری رزوه استاد بولت مطابق با مشخصات تعیین شده توسط ASME B1.1 رزوه می شود.
اصطلاح “گام رزوه” به شیب زاویه شیارهای رزوه اشاره دارد که بر حسب رزوه در هر اینچ اندازه گیری می شود.

پرکاربردترین رزوه، نوع گام رزوه متقارن با “Vشکل” (زاویه 60 درجه) است، زیرا بررسی آن برای سازنده در مقایسه با انواع غیرمتقارن آسان تر است.

سری رزوه ها به ترکیب قطر و گام مربوط می شود که با تعداد رزوه های اعمال شده در هر اینچ (“TPI”) به یک قطر واحد اندازه گیری می شود:

سری رزوه درشت (UNC/UNRC): UNC

رایج ترین نوع برای پیچ، پیچ و مهره است. رزوه های درشت برای رزوه هایی در مواد کم استحکام مانند آهن، فولاد ملایم، مس و آلیاژ نرم تر، آلومینیوم و غیره استفاده می شود. همچنین رزوه درشت تحمل بیشتری نسبت به شرایط نامساعد دارد و مونتاژ سریع را تسهیل می کند.
سری رزوه های ظریف (UNF/UNRF): UNF به طور گسترده برای انجام وظایف دقیق و زمانی که به استحکام کششی بالاتری نیاز است (در مقایسه با سری رزوه های درشت) استفاده می شود.
سری 8 رشته ای (8UN) روش رزوه کاری انتخابی برای چندین استاندارد ASTM از جمله A193 B7، A193 B8/B8M و A320 است. این سری برای قطرهای یک اینچ به بالا کاربرد فراوانی دارد
استاد بولت های آبکاری شده توسط مشخصات ASTM A193 یا A320 از 8UN را برای تمام قطرهای 1 اینچ و بالاتر استفاده می کنند، به این معنی که 8 رشته در هر اینچ برای این اندازه ها وجود دارد. برای مواد دیگر با درجه های متفاوت، خریدار باید گام رزوه را مشخص کند، مگر اینکه طبق استاندارد ASTM قابل اعمال باشد.

مطلب مرتبط: پیچ و مهره در صنعت پتروشیمی

مهره استاد بولت

برای بستن استاد بولت، دو مهره فولادی شش گوش سنگین در هر سمت آن بسته می شود.

استادبولت و مهره های فولادی به دلیل اصطکاک موجود بین رزوه های مربوطه، با کشش جزئی پیچ و فشرده شدن دو قسمت به هم پیوسته، کاملاً به هم می پیوندند.

مهره شش گوش سنگین

در گذشته مهره های فولادی دارای سر مربع بودند. امروزه، مهره ها با سر شش گوش (دارای 6 ضلع به جای 4 ضلع) به طور کامل جایگزین شکل قدیمی شده چراکه از بستن آن سریع تر و مطمئن تر است.

مهره ها برای کاربردهای پتروشیمی با استفاده از آچارهای گشتاور مخصوص به یک گشتاور خاص سفت می شوند. استحکام مکانیکی مواد مهره فولادی باید با استحکام پیچ جفت شده سازگار باشد.

ابعاد و وزن مهره های فولادی سنگین برای استاد بولت ها توسط مشخصات ASME B18.2.2 مشخص شده است.

معرفی مهره 2h براساس استاندارد ASTM A194

مهره مورد نظر با استاندارد ASTM A194 از جنس کربن، آلیاژ و فولاد ضد زنگ هستند که برای استفاده در سرویس‌های فشار بالا و یا دمای بالا در نظر گرفته می‌شوند. مهره هایی با استحکام بالا درجه 2H ASTM A194 در بازار رایج هستند و اغلب به دلیل در دسترس بودن آنها جایگزین مهره های DH در قطرها و پرداخت های خاص می‌شوند. مهره های این استاندارد تا قطر یک اینچ با استاندارد UNC رزوه می شوند. به دلیل سختی و ضخامت بیشتر نسبت به دیگر انواع مهره بیشتر در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد دارند همچنین از مهره 2H معمولا در کنار استاد بولت B7M استفاده می‌شود.

Grades	2	Medium Carbon Steel
	2H	Medium Carbon Steel Quenched & Tempered
	2HM	Medium Carbon Steel Quenched & Tempered
	4	Carbon Molybdenum Quenched & Tempered
	7	Alloy Steel Quenched & Tempered
	7M	Alloy Steel Quenched & Tempered
	8	AISI 304 Stainless Steel
	8M	AISI 316 Stainless Steel

تفاوت استادبولت و پیچ

یک سوال رایج این است که تفاوت بین استادبولت و پیچ معمولی یا پیچ شش گوش در چیست؟

پاسخ این است که استاد بولت یک میله یا شفت فلزی است که دارای رزوه هایی در دو طرف آن است (همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است) و برای بسته شدن به دو مهره شش ضلعی سنگین در دو طرف خود نیاز دارد. اما پیچ یک اتصال دهنده است که در یک طرف آن یک مهره سر “توکار” دارد و برای بسته شدن تنها به یک مهره نیاز دارد.

استاندارد استادبولت ها

متداول ترین مواد برای استادبولت ها (برای فلنج ها) ASTM A193 (درجه B7، B8، B8M، B8T)، ASTM A453 (درجه 660)، ASTM A320 (درجه L7، L7M)، و ASTM A182 (پیچ و مهره دوبلکس و فوق دوبلکس هستند). برای سیالات و محیط های اسیدی و خورنده، استادبولت را می توان با Xylan، Xylar و مواد دیگر پوشش داد.

استاد بولت های ASTM A193 (دمای بالا)
مشخصات استاندارد ASTM A193 مواد استاد بولت از فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ را برای خدمات با دمای بالا یا فشار بالا پوشش می دهد.

استاد بولت ASTM A193 در گام‌های رزوه‌ای درشت (UNC) موجود هستند، که عموماً در کاربردهای سنتی استفاده می‌شوند، به این معنی که برای قطر میله‌های بالای 1 اینچ، 8 رزوه در هر اینچ (“شیار در هر اینچ”) وجود دارد. B7 رایج ترین درجه استاندارد استادبولت است.

رایج ترین مواد استاد بولت تحت پوشش ASTM A193 عبارتند از:

ASTM A193 B5
ASTM A193 B6
ASTM A193 B7: فولاد آلیاژی،
AISI 4140/4142 خاموش و تمپر شده
ASTM A193 B7M
ASTM A193 B16
ASTM A193 B8: فولاد ضد زنگ کلاس 1، AISI 304، محلول کاربید درمان شده است.

ASTM A193 B8A
ASTM A193 B8M: فولاد ضد زنگ کلاس 1، AISI 316، محلول کاربید درمان شده است.
ASTM A193 B8MA
ASTM A193 B8T (SS 321)
ASTM A193 B8cl2: فولاد ضد زنگ کلاس 2، AISI 304، محلول کاربید، سخت شده با کرنش
ASTM A193 B8Tcl2
ASTM A193 B8Mcl2: فولاد ضد زنگ کلاس 2، AISI 316، محلول کاربید درمان شده، کرنش سخت شده

استاد بولت B7

ASTM A193 Grade B7 از جنس فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن است که در دما و فشار بالا کاربرد دارد برای مثال در شیر های کنترل فشار که دما -400 است به کار می‌رود یکی از رایج ترین آلیاژهای مورد استفاده برای پیچ و مهره در صنعت نفت و گاز و همچنین در صنایع پتروشیمی، تولید برق و هسته ای است. دارای استحکام کششی عالی و خواص استحکام تسلیم است و برای استفاده در کاربردهای فشار بالا مناسب است. همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و می توان از آن در محیط های مرطوب و خشک استفاده کرد.

پوشش هایی که میتوان برای استاد بولت B7 استفاده کرد شامل: