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B7/2H pernos para juntas de brida de alta presión y alta temperatura

El perno de perno es un sujetador totalmente roscado sin cabeza, diseñado para el montaje de orificios pasantes en conexiones rebordeadas. Esta gama específica cubre los pernos ASTM A193 B7 emparejados con tuercas hexagonales pesadas A194 2H, disponibles en diámetros de M12 a M36 y longitudes de 50 mm a 500 mm.

Material Grade
ASTM A193 B7 / A320 L7
Thread Type
UNC / UNF / Metric
Tensile Strength
860 MPa min (B7)
Operating Temperature
-101°C to 538°C

Cómo seleccionar el Stud B7 correcto para juntas de brida de alta temperatura

El perno ASTM A193 B7 es un sujetador de acero de aleación de cromo-molibdeno con una resistencia mínima a la elasticidad de 720 MPa y una resistencia mínima a la tracción de 860 MPa para diámetros de hasta 2-1/2 pulgadas. El grado requiere un rango de dureza de 235 a 321 HBW, logrado mediante tratamiento térmico de apagado y temperado. Para diámetros de M12 a M36, el paso de rosca sigue la serie gruesa ISO 261 o ASME B1.1 UNC/UNF a petición. El perno está totalmente roscado para permitir el posicionamiento de la tuerca en cualquier punto a lo largo de su longitud, lo que simplifica el montaje cuando varía el grosor de la brida o la compresión de la junta. La designación B7 también impone un contenido máximo de azufre del 0,025% para mantener la resistencia al impacto a bajas temperaturas, con pruebas de muesca Charpy V requeridas para servicio por debajo de -29 ° C. Esto hace que el perno sea adecuado tanto para aplicaciones de alta temperatura como de baja temperatura cuando se especifique adecuadamente.

Las aplicaciones típicas para los pernos M12 a M36 B7 incluyen intercambiadores de calor de carcasa y tubo en refinerías, carcasas de turbinas de vapor en la generación de energía y recipientes de reactores de alta presión en plantas químicas. El punto clave del dolor que estos pernos resuelven es mantener la precarga del perno bajo el ciclo térmico. Cuando una junta de brida se calienta, el perno se expande de manera diferente del material de brida, y la dureza de la tuerca 2H (248 a 327 HBW) asegura que las roscas no se deformen plásticamente. Para un perno B7 de 1 pulgada, la precarga recomendada es típicamente el 70% de la resistencia a la deformación, lo que se traduce en aproximadamente 480 kN para un perno M24. Este nivel de precarga mantiene la junta sentada incluso cuando la presión interna fluctua entre 10 y 100 bar. La rosca continua también permite el uso de tensores hidráulicos, que aplican una carga uniforme en todos los pernos simultáneamente, reduciendo el riesgo de daños a la junta durante el montaje.

En comparación con los pernos de acero inoxidable B8 o B8M, el grado B7 ofrece una mayor resistencia a la tracción a temperaturas elevadas, pero requiere recubrimientos protectores para entornos corrosivos. Los pernos B7 a menudo se galvanizan en caliente o se recubren con PTFE para resistir la corrosión atmosférica, mientras que los pernos B8M se prefieren para la exposición directa al agua de mar. Dentro de la familia B7, la variante L7 se prueba de impacto a -101°C para servicio criogénico, y la variante B7M es más suave (dureza máxima de 235 HBW) para aplicaciones donde el agrietamiento por corrosión por tensión es una preocupación. Para un tamaño dado de brida, la selección de la longitud correcta del perno es crítica: el perno debe extenderse más allá de la tuerca por al menos un paso de rosca completa y no más de tres pasos. Nuestra gama M12 a M36 cubre los espesores de brida más comunes de 20 mm a 300 mm, con longitudes personalizadas disponibles bajo petición.

  • Resistencia mínima a la tracción de 860 MPa y resistencia a la elasticidad de 720 MPa para los pernos B7 hasta M36, verificados por certificados de prueba de molino.
  • Las tuercas 2H con dureza 248-327 HBW proporcionan un acoplamiento de rosca fiable y resisten a la corrosión durante el montaje repetido.
  • Los pernos roscados en rollo después del tratamiento térmico mejoran la resistencia a la fatiga hasta en un 30% en comparación con los roscos cortados.

Características técnicas básicas y ventajas cuantificadas

STEP 1

Acero de aleación ASTM A193 B7 con resistencia a la tracción de 860 MPa

El grado B7 es un acero de cromo-molibdeno (típicamente modificado 4140/4142) con una resistencia a la tracción mínima de 860 MPa y resistencia a la elasticidad de 720 MPa para diámetros hasta M36. Este nivel de resistencia permite que el perno resista fuerzas de precarga superiores a 500 kN en un perno M24 sin deformación permanente. El material es templado y templado a una dureza de 235-321 HBW, equilibrando la resistencia y la tenacidad. Cada lote de calor se prueba para las propiedades de tracción, dureza y energía de impacto a -29 ° C, con los resultados registrados en el certificado del molino.

STEP 2

Rosca continua para ajuste preciso de precarga

El diseño totalmente roscado elimina la necesidad de una longitud de agarre específica, lo que permite que el perno se use a través de una gama de grosores de brida. La rosca se lamina después del tratamiento térmico, lo que introduce tensiones residuales de compresión en la raíz de la rosca y aumenta la vida de fatiga en aproximadamente un 30% en comparación con las roscas cortadas. Para los pernos M12 a M36, el paso de rosca es de 1,75 mm a 4 mm, y la tolerancia de rosca es de 6g/6H según ISO 965. Esto garantiza relaciones de par-tensión consistentes y reduce el riesgo de desmontaje de rosca durante el montaje.

STEP 3

A194 2H tuerca con 248-327 HBW dureza

La tuerca 2H coincidente está hecha de acero al carbono medio, templada y templada a una dureza de 248-327 HBW. Este intervalo de dureza es intencionalmente más alto que el perno para asegurar que se produzca desgaste de rosca en la tuerca en lugar del perno durante el montaje repetido. La tuerca se ensaya a prueba de carga hasta 1,2 veces la resistencia a la elasticidad del perno, y el acoplamiento de rosca está diseñado para ser al menos una vez el diámetro nominal. Para el servicio a alta temperatura, la tuerca 2H mantiene sus propiedades mecánicas hasta 538 °C, coincidiendo con el límite de temperatura del perno.

STEP 4

Intervalo de temperatura de funcionamiento de -101°C a 538°C

El perno B7 está clasificado para temperaturas de servicio de hasta 538°C, donde conserva al menos el 80% de su resistencia a la deformación a temperatura ambiente. Para aplicaciones a bajas temperaturas, la variante L7 se prueba de impacto a -101°C con una energía mínima absorbida de 27 J. Este amplio rango de temperatura cubre aplicaciones desde el procesamiento de gas criogénico hasta sobrecalentadores de vapor. El coeficiente de expansión térmica del perno (aproximadamente 12,5 um/m·C) es compatible con materiales de brida comunes como acero al carbono y acero inoxidable, minimizando los problemas de expansión diferencial.

Preguntas frecuentes sobre Stud

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