استاد بولت چیست | استاندارد استاد بولت | Stud Bolt B7 , B8

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).

استاد بولت فلنج

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 و مهره

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.

راد رزوه شده
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:

طراحی استاد بولت

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.

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.

مهره شش گوش استاد بولت

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

2Medium Carbon Steel
2HMedium Carbon Steel Quenched & Tempered
2HMMedium Carbon Steel Quenched & Tempered
4Carbon Molybdenum Quenched & Tempered
7Alloy Steel Quenched & Tempered
7MAlloy Steel Quenched & Tempered
8AISI 304 Stainless Steel
8MAISI 316 Stainless Steel
جدول مهره 2h , 2 بر اساس استاندارد astm a194

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
  • ASTM A193 B8A
  • ASTM A193 B8M: فولاد ضد زنگ کلاس 1، AISI 316، 
  • 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 ، کرنش سخت شده

دانلود فایل استاندارد انواع استاد بولت با مشخصات فنی

دانلود فایل استاندارد A193/A193M

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: 

توجه داشته باشید زمانی که اتصالات دارای پوشش هستند در برابر دما مقاومت کمتری دارند اما در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم می‌شوند.

Understanding Stud Bolts: A Comprehensive Guide to Standards and Uses

Introduction: استاد بولت are essential fasteners widely used in various industries, serving critical roles in joining components securely. These unique threaded fasteners offer superior strength and stability, making them ideal for heavy-duty applications. To ensure compatibility and reliability across different projects, استاد بولت adhere to standardized specifications. In this article, we will delve into the world of stud bolts, exploring their standards, materials, and common uses.

  1. Stud Bolt Standards : Stud bolts conform to specific standards set by organizations such as the American Society for Testing and Materials (ASTM) and the International Organization for Standardization (ISO). The most commonly used standards for stud bolts include ASTM A193, ASTM A320, and ISO 898-1. These standards define the mechanical properties, material compositions, dimensions, and testing methods for stud bolts. They ensure uniformity and enable interchangeability between different manufacturers, facilitating seamless integration across projects.
  2. Material Composition and Grades (150 words): Stud bolts are available in a wide range of materials, each with its own unique characteristics suited for specific applications. Common materials include carbon steel, alloy steel, stainless steel, and non-ferrous alloys. Each material has various grades that determine its mechanical properties, such as tensile strength, yield strength, and hardness. For example, ASTM A193 covers stud bolts made from alloy steels, while ASTM A320 focuses on low-temperature applications.
  3. Types and Configurations : Stud bolts come in different types and configurations to accommodate diverse requirements. The two main types are fully threaded studs and double-ended studs. Fully threaded studs have threads extending along their entire length, while double-ended studs have threads on both ends with an unthreaded portion in the middle. Stud bolts also vary in head types, such as hexagonal or heavy hexagonal heads, which provide secure gripping and easy installation.
  4. Common Applications: Stud bolts find extensive use in industries such as oil and gas, petrochemicals, power generation, construction, and automotive. They are particularly suited for applications that involve high-pressure environments, heavy loads, or critical structural connections. Typical uses include connecting flanges, valves, pumps, turbines, heat exchangers, and large machinery components. Stud bolts offer superior strength and stability compared to other fastening methods, ensuring the integrity and longevity of critical structures and equipment.

Conclusion : Stud bolts play a vital role in various industries, providing secure and reliable fastening solutions for critical applications. Adhering to standardized specifications ensures compatibility and interchangeability, allowing seamless integration across projects. Understanding stud bolt standards, material grades, and configurations is crucial for selecting the appropriate fasteners for specific requirements. By employing high-quality stud bolts in accordance with industry standards, professionals can ensure the structural integrity, safety, and efficiency of their projects.