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Flange

플랜지 볼트 규격, / Stud Bolt ASTM A193, A453, A320, A182

by TechDobi 2022. 12. 10.
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배관용 플랜지는 적절한 스터드 볼트와 너트를 사용하여 결합해야 합니다. 올바른 수, 직경, 길이 및 재료를 사용하여 플랜지를 적절하게 볼트로 연결하고 누출 없는 연결을 보장하는 것이 절대적으로 중요합니다. 또한 스터드 볼트는 적절한 순서와 적절한 토크를 적용하여 조여야 합니다.

플랜지 볼트 차트는 다양한 크기, 등급 및 표면 마감을 가진 ASME 플랜지에 필요한 스터드 볼트의 정확한 수, 직경 및 길이를 보여줍니다.

1. 플랜지 볼트 규격 / Flange bolt spec


Nominal Pipe Size (NPS) Class 150 Class 300 Class 400 Class 600
# of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length
1/2 4 1/2 2 1/4 4 1/2 2 1/2 4 1/2 3 4 1/2 3
3/4 4 1/2 2 1/2 4 5/8 3 4 5/8 3 1/2 4 5/8 3 1/2
1 4 1/2 2 1/2 4 5/8 3 4 5/8 3 1/2 4 5/8 3 1/2
1 1/4 4 1/2 2 3/4 4 5/8 3 1/4 4 5/8 3 3/4 4 5/8 3 3/4
1 1/2 4 1/2 2 3/4 4 3/4 3 1/2 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 1/4
2 4 5/8 3 1/4 8 5/8 3 1/2 8 5/8 4 1/4 8 5/8 4 1/4
2 1/2 4 5/8 3 1/2 8 3/4 4 8 3/4 4 3/4 8 3/4 4 3/4
3 4 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/4 8 3/4 5 8 3/4 5
3 1/2 8 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/4 8 7/8 5 1/2 8 7/8 5 1/2
4 8 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/2 8 7/8 5 1/2 8 7/8 5 3/4
5 8 3/4 3 3/4 8 3/4 4 3/4 8 7/8 5 3/4 8 1 6 1/2
6 8 3/4 4 12 3/4 4 3/4 12 7/8 6 12 1 6 3/4
8 8 3/4 4 1/4 12 7/8 5 1/2 12 1 6 3/4 12 1 1/8 7 1/2
10 12 7/8 4 1/2 16 1 6 1/4 16 1 1/8 7 1/2 16 1 1/4 8 1/2
12 12 7/8 4 3/4 16 1 1/8 6 3/4 16 1 1/4 8 20 1 1/4 8 3/4
14 12 1 5 1/4 20 1 1/8 7 20 1 1/4 8 1/4 20 1 3/8 9 1/4
16 16 1 5 1/4 20 1 1/4 7 1/2 20 1 3/8 8 3/4 20 1 1/2 10
18 16 1 1/8 5 3/4 24 1 1/4 7 3/4 24 1 3/8 9 20 1 5/8 10 3/4
20 20 1 1/8 6 1/4 24 1 1/4 8 24 1 1/2 9 1/2 24 1 5/8 11 1/4
22 20 1 1/4 6 1/2 24 1 1/2 8 3/4 24 1 5/8 10 24 1 5/8 12
24 20 1 1/4 6 3/4 24 1 1/2 9 24 1 3/4 10 1/2 24 1 7/8 13
Nominal Pipe Size (NPS) Class 900 Class 1500 Class 2500
# of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length
1/2 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 3/4
3/4 4 3/4 4 1/2 4 3/4 4 1/2 4 3/4 5
1 4 7/8 5 4 7/8 5 4 7/8 5 1/2
1 1/4 4 7/8 5 4 7/8 5 4 1 6
1 1/2 4 1 5 1/2 4 1 5 1/2 4 1 1/8 6 3/4
2 8 7/8 5 3/4 8 7/8 5 3/4 8 1 7
2 1/2 8 1 6 1/4 8 1 6 1/4 8 1 1/8 7 3/4
3 8 7/8 5 3/4 8 1 1/8 7 8 1 1/4 8 3/4
3 1/2 – – – – – – – – –
4 8 1 1/8 6 3/4 8 1 1/4 7 3/4 8 1 1/2 10
5 8 1 1/4 7 1/2 8 1 1/2 9 3/4 8 1 3/4 11 3/4
6 12 1 1/8 7 1/2 12 1 3/8 10 1/4 8 2 13 1/2
8 12 1 3/8 8 3/4 12 1 5/8 11 1/2 12 2 15
10 16 1 3/8 9 1/4 12 1 7/8 13 1/4 12 2 1/2 19 1/4
12 20 1 3/8 10 16 2 14 3/4 12 2 3/4 21 1/4
14 20 1 1/2 10 3/4 16 2 1/4 16 – – –
16 20 1 5/8 11 1/4 16 2 1/2 17 1/2 – – –
18 20 1 7/8 12 3/4 16 2 3/4 19 1/4 – – –
20 20 2 13 3/4 16 3 21 1/4 – – –
22 – – – – – – – – –
24 20 2 1/2 17 1/4 16 3 1/2 24 1/4 – – –

2. Stud Bolt

스터드 볼트 란 무엇입니까? 플랜지용 스터드 볼트는 전체 나사산 rod와 2개의 헥사 너트로 구성됩니다. 스터드 볼트는 플랜지 구멍에 삽입되고 조여져 플랜지 조인트를 밀봉합니다. 플랜지 연결에 필요한 스터드 볼트의 수, 길이, 직경은 플랜지 유형, 직경 및 등급에 따라 다릅니다.

스터드 볼트는 다양한 직경과 길이 조합, 그리고 탄소강에서 합금, 스테인리스 및 니켈 합금까지 다양한 재료로 제공됩니다(일반적인 등급: ASTM A193 B7, L7, B8, B8M, B16, 합금 20 , 모넬, 하스텔로이, 인코넬, 17-4PH, 티타늄 등). 이러한 등급은 이 문서의 아래에서 설명합니다.

육각 강철 너트의 재질은 볼트 재질과 일치해야 합니다(일반적으로 스터드 재질 ASTM A193은 너트 재질 ASTM A194와 일치함).

ASME B16.5 사양은 ASME 플랜지용 스터드 볼트 및 너트(필요한 스터드 볼트의 숫자, 직경 및 길이)를 플랜지 직경, 압력 등급 및 표면 마감(RF, FF, RTJ)별로 다룹니다.

2.1.1) ASTM A193 Stud Bolts: Chemical Composition

Physical Element ASTM A193 grade B7 (AISI 4140) ASTM A193 grade B8 (AISI 304) ASTM A193 grade B8M (AISI 316)
Carbon 0.38 – 0.48% 0.08% max 0.08% max
Manganese 0.75 – 1.00% 2.00% max 2.00% max
Phosphorus, max 0.035% 0.045% 0.045%
Sulfur, max 0.040% 0.030% 0.030%
Silicon 0.15 – 0.35% 1.00% max 1.00% max
Chromium 0.80 – 1.10% 18.0 – 20.0% 16.0 – 18.0%
Nickel absent 8.0 – 11.0% 10.0 – 14.0%
Molybdenum 0.15 – 0.25% absent 2.00 – 3.00%

2.1.2) ASTM A193 Stud Bolts: Mechanical Properties

ASTM A193 Size Min Tensile Strength, in ksi Min Yield Strength, in ksi Min Elongation, in % RA % min Max HBW Max HRC
ASTM A193 grade B7 Up to 2-1/2 125 105 16 50 321 35
2-5/8 – 4 115 95 16 50
4-1/8 – 7 100 75 18 50
ASTM A193 grade B8 Class 1 All 75 30 30 50 223 35
ASTM A193 grade B8M Class 1 All 75 30 30 50 223 96
ASTM A193 grade B8 Class 2 Up to 3/4 125 100 12 35 321 35
7/8 – 1 115 80 15 35
1-1/8 – 1-1/4 105 65 20 35
1-3/8 – 1-1/2 100 50 28 45
ASTM A193 grade B8M Class 2 Up to 3/4 110 95 15 45 321 35
7/8 – 1 100 80 20 45
1-1/8 – 1-1/4 95 65 25 45
1-3/8 – 1-1/2 90 50 30 45

2.1.3) 사용 온도 범위


TEMPERATURE °C ( °F )
STUD BOLTS MATERIALS MIN. MAX.
CARBON STEEL -29 (-20) 300 (572)
A193 B7, L7 -73 (-100) 400 (752)
A193 B6 0 (32) 500 (932)
A193 B8 -200 (-325) 575 (1067)
A193 B16 0 (32) 520 (968)
A193 B17B -29 (-20) 650 (1202)
A913 Inconel 718 0 (32) 750 (1382)
A453 Gr. 660 -29 (20) 538 (1000)

2.2.1) ASTM A453 STUD BOLTS (고온용)

ASTM A453 사양은 볼트 체결의 등급 660(클래스 A, B, C 및 D), 등급 651(클래스 A 및 B), 등급 662(클래스 A 및 B) 및 등급 665(클래스 A 및 B)에 대한 표준을 다룹니다. 50~120KSI[345~827MPa] 범위의 10가지 항복 강도 등급을 가진 재료로 패스너, 압력 용기 및 플랜지와 같은 고온 서비스에 사용됩니다.

ASTM A453의 볼팅 재료는 압연, 단조 또는 열간 압출 바 및 볼트, 너트, 나사, 와셔, 스터드 및 스터드 볼트입니다.
재료는 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 콜럼븀, 알루미늄, 바나듐, 붕소 및 구리의 지정된 함량을 준수해야 합니다.

ASTM A453에 따라 재료는 인장, 응력 파단 및 경도 시험을 받아야 합니다. 재료는 항복 강도, 인장 강도, 연신율, 면적 감소, 브리넬 경도 및 로크웰 경도 요구 사항을 준수해야 합니다.

각 재료 등급에 대한 경화 및 용체화 처리 요구 사항도 제공됩니다. ASTM A453에서 가장 일반적인 등급은 다음과 같습니다.

  • ASTM A453 660A
  • ASTM A453 660B
  • ASTM A453 660C
  • ASTM A453 660D

2.2.2) ASTM A453 Chemical Composition


ELEMENT ASTM A453 Grade 660 ASTM A453 Grade 651 ASTM A453 Grade 662 ASTM A453 Grade 665 ASTM A453 Grade 668
% % % % %
Carbon 0.08 max 0.28-0.35 0.08 max 0.08 max 0.08 max
Manganese 2.00 max 0.75-1.5 0.40-1.00 1.25-2.00 2.00 max
Phosphorus, max 0.040 max 0.040 max 0.040 max 0.040 max 0.040 max
Sulfur, max 0.030 max 0.030 max 0.030 max 0.030 max 0.030 max
Silicon 1.00 max 0.30-0.80 0.40-1.00 0.1-0.80 1.00 max
Nickel 24.0-27.0 8.0-11.0 24.0-28.0 24.0-28.0 17.5-21.5
Chromium 13.5-16.0 18.0-21.0 12.0-15.0 12.0-15.0 13.5-16.0
Molybdenum 1.00-1.50 1.00-1.75 2.0-3.50 1.25-2.25 1.50 max
Tungsten … 1.00-1.75 … … …
Titanium 1.9-2.35 0.1-0.35 1.80-2.10 2.70-3.30 2.20-2.80
Columbium * … 0.25-0.6 … … …
Aluminum 0.35 max 0.35 max 0.25 max 0.50 max
Vanadium 0.10-0.50 … … 0.50 max
Boron 0.001-0.010 0.001-0.010 0.01-0.07 0.001-0.010
Copper 0.50 max 0.50 max 0.25 max …

2.2.3) ASTM A453 Stud Bolts: Mechanical Properties


ASTM A453 Grade Class Tensile, Mpa Yield, Mpa Elong. %, min RA %, min
ASTM A453 Grade 660 A, B , & C 895 min 585 min 15 18
D 895 min 725 min 15 18
ASTM A453 Grade 651 A 690 min 485 min 18 35
415 min
B 655 min 415 min 18 35
345 min
ASTM A453 Grade 662 A 895 min 585 min 15 18
B 860 min 550 min 15 18
ASTM A453 Grade 665 A 1170 min 830 min 12 15
B 1070 min 830 min 12 15
ASTM A453 Grade 665 A & B 895 min 858 min 15 18

2.2.4) ASTM A453 Stud Bolts: Heat Treatments Requirements


ASTM A453 Class Solutiona Treatment Hardening Treatment
660 A 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
B 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
C 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and oil quench 1425 +/- 25 °F [775 +/- 14 °C] hold 16h, air cool followed by 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 16h, air cool
D 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench OR 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] hold 16h, air cool followed by 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 16h, air cool
if necessary to achieve properties, second age : 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C] hold 16h, air cool
1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench
651 A hot-cold worked at 1200 °F[650] min with 15% min reduction in cross-sectional area, stress-relief anneal at 1200 °F [650 °C] min or 4h, min
B hot-cold worked at 1200 °F[650] min with 15% min reduction in cross sectional area, stress-relief anneal at 1350 °F [730 °C] min or 4h, min
662 A 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
B 1950 +/- 25 °F [1065 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
665 A 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 3 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
B 2000 +/- 25 °F [1095 +/-14 °C], hold 3 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
668 A 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
B 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool

2.3.1) ASTM A320 STUD BOLTS (저온용)

ASTM A320 사양은 저온 서비스를 위한 합금강 및 스테인리스강 스터드 볼트 재료를 다룹니다.

ASTM A320에 따른 각 합금은 규정된 화학적 요구 사항을 준수해야 합니다. 인장 시편으로 대표되는 재료는 인장 강도, 항복 강도, 연신율 및 경도 측면에서 특정 요구 사항을 준수해야 합니다. 스터드 볼트 재료는 규정된 충격 에너지 흡수 요구 사항 및 목표 시험 온도를 충족해야 합니다.

ASTM A320 사양에 따라 제조업체는 재료에 대해 충격 시험, 인장 시험 및 경도 시험과 같은 최소한의 기계적 시험을 수행해야 합니다.

ASTM A320에 따른 가장 일반적인 스터드 볼트 재료는 다음과 같습니다(저온 서비스).

  • ASTM A320 L7: Alloy steel, AISI 4140/4142 Quenched and tempered
  • ASTM A320 L7M
  • ASTM A320 L43: Alloy steel, AISI 4340 Quenched and tempered
  • ASTM A320 B8 Class 1: Stainless steel, AISI 304, carbide solution treated
  • ASTM A320 B8A
  • ASTM A320 B8T
  • ASTM A320 B8TA
  • ASTM A320 B8C
  • ASTM A320 B8M: Class 1 Stainless steel, AISI 316, carbide solution treated
  • ASTM A320 B8MA
  • ASTM A320 B8cl2: Stainless steel, AISI 304, carbide solution treated, strain hardened
  • ASTM A320 B8Mcl2: Stainless steel, AISI 316, carbide solution treated, strain hardened

2.3.2) ASTM A320 Stud Bolts: Mechanical Properties


ASTM A320 Grade Diameter Tensile, KSI, min Yield, KSI, min Charpy Impact 20-ft-LBF @ temp Elong, %, min RA, %, min
ASTM A320 Grade L7 Up to 2⁄ 125 105 -150° F 16 50
ASTM A320 Grade L43 Up to 4 125 105 -150° F 16 50
ASTM A320 Grade B8 Class 1 All 75 30 N/A 30 50
ASTM A320 Grade B8M Class 1 All 75 30 N/A 30 50
ASTM A320 Grade B8 Class 2 Up to ⁄ 125 100 N/A 12 35
⁄ – 1 115 80 N/A 15 35
1⁄ – 1⁄ 105 65 N/A 20 35
1⁄ – 1⁄ 100 50 N/A 28 45
ASTM A320 Grade B8M Class 2 Up to ⁄ 110 95 N/A 15 45
⁄ – 1 100 80 N/A 20 45
1⁄ – 1⁄ 95 65 N/A 25 45
1⁄ – 1⁄ 90 50 N/A 30 45

2.4.1) ASTM A182 STUD BOLTS (Duplex and Super Duplex)

- Duplex Steel Bolts

Chemical Composition:

C Mn Si P S Cr Mo Ni N
Duplex 2205
(S31803)		 0.03
max		 2.0
max		 1.0
max		 0.03
max		 0.02
max		 min: 21.0
max: 23.0		 min: 2.5
max: 3.5		 min: 4.5
max: 6.5		 min: 0.08
max: 0.20
Duplex 2205
(S32205)		 0.03
max		 2.0
max		 1.0
max		 0.03
max		 0.02
max		 min: 22.0
max: 23.0		 min: 3.0
max: 3.5		 min: 4.5
max: 6.5		 min: 0.14
max: 0.20

Mechanical Properties:

Grade Tensile Strength
ksi (min)		 Yield Strength
0.2% ksi (min)		 Elongation % Hardness (HB) MAX
2205 90 65 25 217

Physical Properties:

Density
lb/in		 Electrical
Resistivity
mW•in		 Thermal
Conductivity
(BTU/hr•ft•°F)		 Heat
Capacity
BTU/lb•°F		 Electrical
Resistivity
(in x 10)
at 68°F 0.278 27.6 8.7 0.112
at 212°F 26.1 9.2 0.119 35.4
at 392°F 25.4 9.8 0.127 37.4
at 572°F 24.9 10.4 0.134 39.4

- Super Duplex Bolts

Chemical Composition:

C Cr Ni Mo N Others
0.02 25 7 4 0.27 S=0.001

Mechanical Properties:

Ultimate Tensile Strength, ksi 16 min.
0.2% Offset Yield Strength 0.2%, ksi 80 min.
0.1% Offset Yield Strength 0.2%, ksi 91 min.
Elongation in 2 inches, % 15 min.
Hardness Rockwell C 32 max.
Impact Energy, ft.-lbs. 74 min.

Physical Properties:

Density lb/in 0.28
Modulus of Elasticity psi x 10 29
The coefficient of Thermal Expansion x10/°F 7.2
68-212°F/°F
Thermal Conductivity Btu/h ft °F 8.7
Heat Capacity Btu/lb/°F 0.12
Electrical Resistivity W-in x 10 31.5
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배관용 플랜지는 적절한 스터드 볼트와 너트를 사용하여 결합해야 합니다. 올바른 수, 직경, 길이 및 재료를 사용하여 플랜지를 적절하게 볼트로 연결하고 누출 없는 연결을 보장하는 것이 절대적으로 중요합니다. 또한 스터드 볼트는 적절한 순서와 적절한 토크를 적용하여 조여야 합니다.

플랜지 볼트 차트는 다양한 크기, 등급 및 표면 마감을 가진 ASME 플랜지에 필요한 스터드 볼트의 정확한 수, 직경 및 길이를 보여줍니다.

1. 플랜지 볼트 규격 / Flange bolt spec


Nominal Pipe Size (NPS) Class 150 Class 300 Class 400 Class 600
# of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length
1/2 4 1/2 2 1/4 4 1/2 2 1/2 4 1/2 3 4 1/2 3
3/4 4 1/2 2 1/2 4 5/8 3 4 5/8 3 1/2 4 5/8 3 1/2
1 4 1/2 2 1/2 4 5/8 3 4 5/8 3 1/2 4 5/8 3 1/2
1 1/4 4 1/2 2 3/4 4 5/8 3 1/4 4 5/8 3 3/4 4 5/8 3 3/4
1 1/2 4 1/2 2 3/4 4 3/4 3 1/2 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 1/4
2 4 5/8 3 1/4 8 5/8 3 1/2 8 5/8 4 1/4 8 5/8 4 1/4
2 1/2 4 5/8 3 1/2 8 3/4 4 8 3/4 4 3/4 8 3/4 4 3/4
3 4 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/4 8 3/4 5 8 3/4 5
3 1/2 8 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/4 8 7/8 5 1/2 8 7/8 5 1/2
4 8 5/8 3 1/2 8 3/4 4 1/2 8 7/8 5 1/2 8 7/8 5 3/4
5 8 3/4 3 3/4 8 3/4 4 3/4 8 7/8 5 3/4 8 1 6 1/2
6 8 3/4 4 12 3/4 4 3/4 12 7/8 6 12 1 6 3/4
8 8 3/4 4 1/4 12 7/8 5 1/2 12 1 6 3/4 12 1 1/8 7 1/2
10 12 7/8 4 1/2 16 1 6 1/4 16 1 1/8 7 1/2 16 1 1/4 8 1/2
12 12 7/8 4 3/4 16 1 1/8 6 3/4 16 1 1/4 8 20 1 1/4 8 3/4
14 12 1 5 1/4 20 1 1/8 7 20 1 1/4 8 1/4 20 1 3/8 9 1/4
16 16 1 5 1/4 20 1 1/4 7 1/2 20 1 3/8 8 3/4 20 1 1/2 10
18 16 1 1/8 5 3/4 24 1 1/4 7 3/4 24 1 3/8 9 20 1 5/8 10 3/4
20 20 1 1/8 6 1/4 24 1 1/4 8 24 1 1/2 9 1/2 24 1 5/8 11 1/4
22 20 1 1/4 6 1/2 24 1 1/2 8 3/4 24 1 5/8 10 24 1 5/8 12
24 20 1 1/4 6 3/4 24 1 1/2 9 24 1 3/4 10 1/2 24 1 7/8 13
Nominal Pipe Size (NPS) Class 900 Class 1500 Class 2500
# of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length # of Bolts Bolt Diameter Bolt Length
1/2 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 1/4 4 3/4 4 3/4
3/4 4 3/4 4 1/2 4 3/4 4 1/2 4 3/4 5
1 4 7/8 5 4 7/8 5 4 7/8 5 1/2
1 1/4 4 7/8 5 4 7/8 5 4 1 6
1 1/2 4 1 5 1/2 4 1 5 1/2 4 1 1/8 6 3/4
2 8 7/8 5 3/4 8 7/8 5 3/4 8 1 7
2 1/2 8 1 6 1/4 8 1 6 1/4 8 1 1/8 7 3/4
3 8 7/8 5 3/4 8 1 1/8 7 8 1 1/4 8 3/4
3 1/2 – – – – – – – – –
4 8 1 1/8 6 3/4 8 1 1/4 7 3/4 8 1 1/2 10
5 8 1 1/4 7 1/2 8 1 1/2 9 3/4 8 1 3/4 11 3/4
6 12 1 1/8 7 1/2 12 1 3/8 10 1/4 8 2 13 1/2
8 12 1 3/8 8 3/4 12 1 5/8 11 1/2 12 2 15
10 16 1 3/8 9 1/4 12 1 7/8 13 1/4 12 2 1/2 19 1/4
12 20 1 3/8 10 16 2 14 3/4 12 2 3/4 21 1/4
14 20 1 1/2 10 3/4 16 2 1/4 16 – – –
16 20 1 5/8 11 1/4 16 2 1/2 17 1/2 – – –
18 20 1 7/8 12 3/4 16 2 3/4 19 1/4 – – –
20 20 2 13 3/4 16 3 21 1/4 – – –
22 – – – – – – – – –
24 20 2 1/2 17 1/4 16 3 1/2 24 1/4 – – –

2. Stud Bolt

스터드 볼트 란 무엇입니까? 플랜지용 스터드 볼트는 전체 나사산 rod와 2개의 헥사 너트로 구성됩니다. 스터드 볼트는 플랜지 구멍에 삽입되고 조여져 플랜지 조인트를 밀봉합니다. 플랜지 연결에 필요한 스터드 볼트의 수, 길이, 직경은 플랜지 유형, 직경 및 등급에 따라 다릅니다.

스터드 볼트는 다양한 직경과 길이 조합, 그리고 탄소강에서 합금, 스테인리스 및 니켈 합금까지 다양한 재료로 제공됩니다(일반적인 등급: ASTM A193 B7, L7, B8, B8M, B16, 합금 20 , 모넬, 하스텔로이, 인코넬, 17-4PH, 티타늄 등). 이러한 등급은 이 문서의 아래에서 설명합니다.

육각 강철 너트의 재질은 볼트 재질과 일치해야 합니다(일반적으로 스터드 재질 ASTM A193은 너트 재질 ASTM A194와 일치함).

ASME B16.5 사양은 ASME 플랜지용 스터드 볼트 및 너트(필요한 스터드 볼트의 숫자, 직경 및 길이)를 플랜지 직경, 압력 등급 및 표면 마감(RF, FF, RTJ)별로 다룹니다.

2.1.1) ASTM A193 Stud Bolts: Chemical Composition

Physical Element ASTM A193 grade B7 (AISI 4140) ASTM A193 grade B8 (AISI 304) ASTM A193 grade B8M (AISI 316)
Carbon 0.38 – 0.48% 0.08% max 0.08% max
Manganese 0.75 – 1.00% 2.00% max 2.00% max
Phosphorus, max 0.035% 0.045% 0.045%
Sulfur, max 0.040% 0.030% 0.030%
Silicon 0.15 – 0.35% 1.00% max 1.00% max
Chromium 0.80 – 1.10% 18.0 – 20.0% 16.0 – 18.0%
Nickel absent 8.0 – 11.0% 10.0 – 14.0%
Molybdenum 0.15 – 0.25% absent 2.00 – 3.00%

2.1.2) ASTM A193 Stud Bolts: Mechanical Properties

ASTM A193 Size Min Tensile Strength, in ksi Min Yield Strength, in ksi Min Elongation, in % RA % min Max HBW Max HRC
ASTM A193 grade B7 Up to 2-1/2 125 105 16 50 321 35
2-5/8 – 4 115 95 16 50
4-1/8 – 7 100 75 18 50
ASTM A193 grade B8 Class 1 All 75 30 30 50 223 35
ASTM A193 grade B8M Class 1 All 75 30 30 50 223 96
ASTM A193 grade B8 Class 2 Up to 3/4 125 100 12 35 321 35
7/8 – 1 115 80 15 35
1-1/8 – 1-1/4 105 65 20 35
1-3/8 – 1-1/2 100 50 28 45
ASTM A193 grade B8M Class 2 Up to 3/4 110 95 15 45 321 35
7/8 – 1 100 80 20 45
1-1/8 – 1-1/4 95 65 25 45
1-3/8 – 1-1/2 90 50 30 45

2.1.3) 사용 온도 범위


TEMPERATURE °C ( °F )
STUD BOLTS MATERIALS MIN. MAX.
CARBON STEEL -29 (-20) 300 (572)
A193 B7, L7 -73 (-100) 400 (752)
A193 B6 0 (32) 500 (932)
A193 B8 -200 (-325) 575 (1067)
A193 B16 0 (32) 520 (968)
A193 B17B -29 (-20) 650 (1202)
A913 Inconel 718 0 (32) 750 (1382)
A453 Gr. 660 -29 (20) 538 (1000)

2.2.1) ASTM A453 STUD BOLTS (고온용)

ASTM A453 사양은 볼트 체결의 등급 660(클래스 A, B, C 및 D), 등급 651(클래스 A 및 B), 등급 662(클래스 A 및 B) 및 등급 665(클래스 A 및 B)에 대한 표준을 다룹니다. 50~120KSI[345~827MPa] 범위의 10가지 항복 강도 등급을 가진 재료로 패스너, 압력 용기 및 플랜지와 같은 고온 서비스에 사용됩니다.

ASTM A453의 볼팅 재료는 압연, 단조 또는 열간 압출 바 및 볼트, 너트, 나사, 와셔, 스터드 및 스터드 볼트입니다.
재료는 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 콜럼븀, 알루미늄, 바나듐, 붕소 및 구리의 지정된 함량을 준수해야 합니다.

ASTM A453에 따라 재료는 인장, 응력 파단 및 경도 시험을 받아야 합니다. 재료는 항복 강도, 인장 강도, 연신율, 면적 감소, 브리넬 경도 및 로크웰 경도 요구 사항을 준수해야 합니다.

각 재료 등급에 대한 경화 및 용체화 처리 요구 사항도 제공됩니다. ASTM A453에서 가장 일반적인 등급은 다음과 같습니다.

  • ASTM A453 660A
  • ASTM A453 660B
  • ASTM A453 660C
  • ASTM A453 660D

2.2.2) ASTM A453 Chemical Composition


ELEMENT ASTM A453 Grade 660 ASTM A453 Grade 651 ASTM A453 Grade 662 ASTM A453 Grade 665 ASTM A453 Grade 668
% % % % %
Carbon 0.08 max 0.28-0.35 0.08 max 0.08 max 0.08 max
Manganese 2.00 max 0.75-1.5 0.40-1.00 1.25-2.00 2.00 max
Phosphorus, max 0.040 max 0.040 max 0.040 max 0.040 max 0.040 max
Sulfur, max 0.030 max 0.030 max 0.030 max 0.030 max 0.030 max
Silicon 1.00 max 0.30-0.80 0.40-1.00 0.1-0.80 1.00 max
Nickel 24.0-27.0 8.0-11.0 24.0-28.0 24.0-28.0 17.5-21.5
Chromium 13.5-16.0 18.0-21.0 12.0-15.0 12.0-15.0 13.5-16.0
Molybdenum 1.00-1.50 1.00-1.75 2.0-3.50 1.25-2.25 1.50 max
Tungsten … 1.00-1.75 … … …
Titanium 1.9-2.35 0.1-0.35 1.80-2.10 2.70-3.30 2.20-2.80
Columbium * … 0.25-0.6 … … …
Aluminum 0.35 max 0.35 max 0.25 max 0.50 max
Vanadium 0.10-0.50 … … 0.50 max
Boron 0.001-0.010 0.001-0.010 0.01-0.07 0.001-0.010
Copper 0.50 max 0.50 max 0.25 max …

2.2.3) ASTM A453 Stud Bolts: Mechanical Properties


ASTM A453 Grade Class Tensile, Mpa Yield, Mpa Elong. %, min RA %, min
ASTM A453 Grade 660 A, B , & C 895 min 585 min 15 18
D 895 min 725 min 15 18
ASTM A453 Grade 651 A 690 min 485 min 18 35
415 min
B 655 min 415 min 18 35
345 min
ASTM A453 Grade 662 A 895 min 585 min 15 18
B 860 min 550 min 15 18
ASTM A453 Grade 665 A 1170 min 830 min 12 15
B 1070 min 830 min 12 15
ASTM A453 Grade 665 A & B 895 min 858 min 15 18

2.2.4) ASTM A453 Stud Bolts: Heat Treatments Requirements


ASTM A453 Class Solutiona Treatment Hardening Treatment
660 A 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
B 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
C 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and oil quench 1425 +/- 25 °F [775 +/- 14 °C] hold 16h, air cool followed by 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 16h, air cool
D 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench OR 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] hold 16h, air cool followed by 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 16h, air cool
if necessary to achieve properties, second age : 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C] hold 16h, air cool
1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench
651 A hot-cold worked at 1200 °F[650] min with 15% min reduction in cross-sectional area, stress-relief anneal at 1200 °F [650 °C] min or 4h, min
B hot-cold worked at 1200 °F[650] min with 15% min reduction in cross sectional area, stress-relief anneal at 1350 °F [730 °C] min or 4h, min
662 A 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
B 1950 +/- 25 °F [1065 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
665 A 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 3 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
B 2000 +/- 25 °F [1095 +/-14 °C], hold 3 h, min and liquid quench 1350 to 1400 °F [730 to 760 °C], hold 20h, furnace cool to 1200 +/- 25 °F [650 +/- 14 °C], hold 20h, air cool
668 A 1650 +/- 25 °F [900 +/-14 °C], hold 2 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool
B 1800 +/- 25 °F [980 +/-14 °C], hold 1 h, min and liquid quench 1325 +/- 25 °F [720 +/- 14 °C] 16h, air cool

2.3.1) ASTM A320 STUD BOLTS (저온용)

ASTM A320 사양은 저온 서비스를 위한 합금강 및 스테인리스강 스터드 볼트 재료를 다룹니다.

ASTM A320에 따른 각 합금은 규정된 화학적 요구 사항을 준수해야 합니다. 인장 시편으로 대표되는 재료는 인장 강도, 항복 강도, 연신율 및 경도 측면에서 특정 요구 사항을 준수해야 합니다. 스터드 볼트 재료는 규정된 충격 에너지 흡수 요구 사항 및 목표 시험 온도를 충족해야 합니다.

ASTM A320 사양에 따라 제조업체는 재료에 대해 충격 시험, 인장 시험 및 경도 시험과 같은 최소한의 기계적 시험을 수행해야 합니다.

ASTM A320에 따른 가장 일반적인 스터드 볼트 재료는 다음과 같습니다(저온 서비스).

  • ASTM A320 L7: Alloy steel, AISI 4140/4142 Quenched and tempered
  • ASTM A320 L7M
  • ASTM A320 L43: Alloy steel, AISI 4340 Quenched and tempered
  • ASTM A320 B8 Class 1: Stainless steel, AISI 304, carbide solution treated
  • ASTM A320 B8A
  • ASTM A320 B8T
  • ASTM A320 B8TA
  • ASTM A320 B8C
  • ASTM A320 B8M: Class 1 Stainless steel, AISI 316, carbide solution treated
  • ASTM A320 B8MA
  • ASTM A320 B8cl2: Stainless steel, AISI 304, carbide solution treated, strain hardened
  • ASTM A320 B8Mcl2: Stainless steel, AISI 316, carbide solution treated, strain hardened

2.3.2) ASTM A320 Stud Bolts: Mechanical Properties


ASTM A320 Grade Diameter Tensile, KSI, min Yield, KSI, min Charpy Impact 20-ft-LBF @ temp Elong, %, min RA, %, min
ASTM A320 Grade L7 Up to 2⁄ 125 105 -150° F 16 50
ASTM A320 Grade L43 Up to 4 125 105 -150° F 16 50
ASTM A320 Grade B8 Class 1 All 75 30 N/A 30 50
ASTM A320 Grade B8M Class 1 All 75 30 N/A 30 50
ASTM A320 Grade B8 Class 2 Up to ⁄ 125 100 N/A 12 35
⁄ – 1 115 80 N/A 15 35
1⁄ – 1⁄ 105 65 N/A 20 35
1⁄ – 1⁄ 100 50 N/A 28 45
ASTM A320 Grade B8M Class 2 Up to ⁄ 110 95 N/A 15 45
⁄ – 1 100 80 N/A 20 45
1⁄ – 1⁄ 95 65 N/A 25 45
1⁄ – 1⁄ 90 50 N/A 30 45

2.4.1) ASTM A182 STUD BOLTS (Duplex and Super Duplex)

- Duplex Steel Bolts

Chemical Composition:

C Mn Si P S Cr Mo Ni N
Duplex 2205
(S31803)		 0.03
max		 2.0
max		 1.0
max		 0.03
max		 0.02
max		 min: 21.0
max: 23.0		 min: 2.5
max: 3.5		 min: 4.5
max: 6.5		 min: 0.08
max: 0.20
Duplex 2205
(S32205)		 0.03
max		 2.0
max		 1.0
max		 0.03
max		 0.02
max		 min: 22.0
max: 23.0		 min: 3.0
max: 3.5		 min: 4.5
max: 6.5		 min: 0.14
max: 0.20

Mechanical Properties:

Grade Tensile Strength
ksi (min)		 Yield Strength
0.2% ksi (min)		 Elongation % Hardness (HB) MAX
2205 90 65 25 217

Physical Properties:

Density
lb/in		 Electrical
Resistivity
mW•in		 Thermal
Conductivity
(BTU/hr•ft•°F)		 Heat
Capacity
BTU/lb•°F		 Electrical
Resistivity
(in x 10)
at 68°F 0.278 27.6 8.7 0.112
at 212°F 26.1 9.2 0.119 35.4
at 392°F 25.4 9.8 0.127 37.4
at 572°F 24.9 10.4 0.134 39.4

- Super Duplex Bolts

Chemical Composition:

C Cr Ni Mo N Others
0.02 25 7 4 0.27 S=0.001

Mechanical Properties:

Ultimate Tensile Strength, ksi 16 min.
0.2% Offset Yield Strength 0.2%, ksi 80 min.
0.1% Offset Yield Strength 0.2%, ksi 91 min.
Elongation in 2 inches, % 15 min.
Hardness Rockwell C 32 max.
Impact Energy, ft.-lbs. 74 min.

Physical Properties:

Density lb/in 0.28
Modulus of Elasticity psi x 10 29
The coefficient of Thermal Expansion x10/°F 7.2
68-212°F/°F
Thermal Conductivity Btu/h ft °F 8.7
Heat Capacity Btu/lb/°F 0.12
Electrical Resistivity W-in x 10 31.5
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