EN 1515-4 是一个至关重要的应用标准,它专门指导如何为符合欧盟压力设备指令的设备选择法兰连接用的螺栓。它不是一个关于螺栓尺寸或螺纹的标准,而是一个关于材料选择、适用性和合规性的标准。
版本说明:
EN 1515-4:2021 是主体版本。
/AC:2022 是2022年发布的修正案,用于对原文进行更正和澄清。因此,完整的最新有效版本是 EN 1515-4:2021 + AC:2022。
标准的主要目标和适用范围
目标: 为确保在承压设备(如容器、锅炉、管道)的法兰连接中使用的螺栓材料,能够与法兰本身以及工作介质(流体)相容,并在整个压力-温度范围内保持其紧固功能,从而保证连接的安全性和密封性。
适用范围: 专门适用于 falling within the scope of the Pressure Equipment Directive 2014/68/EU 的压力设备。
核心内容解读
EN 1515-4 的核心是解决一个在实际工程中经常被忽视的关键问题:螺栓材料与工作介质(流体)的化学相容性。它不仅仅是关于强度,更是关于耐腐蚀性。
1. 核心原则:避免应力腐蚀开裂
标准的核心目的是防止螺栓发生应力腐蚀开裂。SCC是材料在拉应力和特定腐蚀介质共同作用下发生的一种脆性断裂。即使螺栓的初始强度很高,在错误的介质环境中,它也可能在远低于其屈服强度的应力下突然断裂,导致灾难性的法兰泄漏。
2. 标准的选择流程
该标准提供了一个系统化的螺栓选择流程,主要基于以下两个因素:
a) 流体性质组别
标准将压力设备中的流体分为四个组别:
组 1: 非危险性流体(如水、水蒸气、空气、氮气)。
组 2: 非危险性但可能因泄漏或操作条件而变得有危险的流体。
组 3: 危险性流体(如易燃、有毒、氧化性介质)。
组 4: 极高危险性流体。
流体的组别决定了螺栓材料所需的最低检验等级(根据EN ISO 3506 或 EN 10269)。
b) 螺栓材料类别
标准将常用的螺栓材料分为以下几类,并规定了它们的适用范围:
不锈钢螺栓:
** Austenitic (奥氏体):** 如 A2/A4-50, A2/A4-70, A2/A4-80。这是最常用的耐腐蚀螺栓。
标准建议: 奥氏体不锈钢螺栓可用于所有流体组别,前提是它们对流体具有足够的耐腐蚀性。它被推荐为一种“通用”的安全选择,尤其是在流体性质不明确或具有腐蚀性的情况下。
碳钢和合金钢螺栓:
苛性碱溶液(可能引起“碱脆”)。
酸性介质。
硝酸盐溶液。
湿硫化氢环境(H2S,可引起“氢脆”)。
如 4.6, 5.6, 6.8, 8.8, 10.9 级。
限制: 这类螺栓禁止用于接触某些特定介质的场合,例如:
允许使用的情况: 通常jinxian于组1流体,并且需要通过适当的涂层(如达克罗、锌镍镀层)或其它保护措施来确保其不会腐蚀。对于组2及以上,使用需特别谨慎并充分论证。
镍基合金螺栓:
如 NI-CU30, NI-CR15-FE。
用于极端腐蚀环境或高温环境,例如在化工、海洋平台或核电领域。
3. 与压力设备指令的符合性
该标准的核心价值在于,它为制造商提供了一条符合PED基本安全要求的预设路径。
ESR: PED的附件I列出了基本安全要求,其中要求压力设备必须针对其预定用途进行恰当的设计和制造。
符合性推定: 遵循EN 1515-4标准来选择螺栓,就可以“推定”其符合PED关于材料选择和适应操作条件的要求。
实际应用与影响
对于压力设备制造商、系统集成商和用户来说,EN 1515-4:
提供了明确的选择指南: 工程师不再仅仅基于强度来选择螺栓等级(如“用8.8级”),而必须考虑流体介质。标准中的表格和流程图使这一过程变得清晰。
提升了安全水平: 通过强制考虑SCC风险,显著降低了因螺栓突然断裂导致法兰泄漏和事故的可能性。
改变了采购规范: 采购部门和技术人员在订购螺栓时,不仅需要提供规格和强度等级,还必须明确材料类别和适用的流体组别。
与其他标准的关系
EN 1515-1: 法兰连接 - 螺栓 - 第1部分:螺栓连接的选择。
EN ISO 3506: 耐腐蚀不锈钢紧固件的机械性能。
EN 10269: 用于高温和/或高压的紧固件用钢和镍合金。
EN 1092-1: 法兰本身的标准。
重要性总结
安全第一: 直接针对应力腐蚀开裂这一隐蔽而危险的失效模式。
法规符合性: 是满足欧盟压力设备指令对材料选择要求的关键工具。
zuijia实践: 将螺栓从一种“标准件”提升为需要根据工况进行严格选型的“关键安全部件”。
风险规避: 为在复杂或危险工况下运行的工厂提供了明确的风险规避指导。
结论: EN 1515-4:2021/AC:2022 是一部具有深远影响的应用标准。它强调了在压力设备完整性中,螺栓作为“最薄弱环节”的重要性。遵循此标准不再是可选项,而是确保法兰连接在整個生命周期内安全可靠、符合欧洲法规的强制性zuijia实践。
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