ステンレス鋼ボルトは、いくつかの主要な設計と材料の考慮事項を通じて、高圧または高温のアプリケーションの特定の要件を満たすように設計できます。以下は、これらの要求の厳しい環境でのパフォーマンスに影響を与える要因です。
1。材料の選択
高温抵抗：グレード316やグレード321などの温度耐性が高いステンレス鋼のグレードを選択します。これには、熱と酸化に対する耐性が改善されるため、モリブデンまたはチタンのレベルが高くなります。これらのグレードは、温度が500°F（260°C）を超え、強度を失うことなく熱膨張に耐えることができるアプリケーションでうまく機能します。
熱耐性合金：極端な温度のために、高温下でのクリープ、酸化、熱疲労に対する優れた耐性を提供するため、インコールやハステロイなどの特別な合金を使用できます。
2。スレッドの設計とジオメトリ
応力分布：ボルトが高圧環境を処理できるようにするために、スレッド設計は均一なストレス分布に焦点を当てる必要があります。 （粗い糸とは対照的に）細かいスレッドを使用すると、高圧条件下での剥離に対する緊張強度と抵抗が向上します。
より長いスレッドまたはスレッドインサート：高い負荷をかける容量、より長いスレッド、またはスレッドインサートの使用を必要とするアプリケーションの場合、表面全体に圧力をより均等に分配し、故障のリスクを減らすことができます。
3。ボルトのサイズと強度
抗張力： ステンレス鋼ボルト 高圧下で存在する軸方向とせん断力の両方を処理するのに十分な引張強度で選択する必要があります。グレード17-4 pHなどの高強度のステンレス鋼は、ボルトがより高い負荷または圧力の影響を受けるアプリケーションには必要になる場合があります。
直径と長さ：適用された力を処理するために、ボルトの直径と長さを選択する必要があります。高圧アプリケーションの場合、より大きな直径はより多くの表面積を提供し、圧力をよりよく分布させ、故障を防ぐことができます。長さは、ボルトが適用された圧力の下でしっかりと成分を保持することを保証するのに十分でなければなりません。
4。熱処理
アニーリングまたは溶液の熱処理：高温環境で使用されるステンレス鋼ボルトは、内部ストレスを緩和し、延性と耐食性を改善するためにアニールまたは溶液熱処理する必要があります。また、熱処理は、クリープ変形に抵抗し、長時間の高温下でその形状を維持するボルトの能力を高めます。
プリロード：設置中にボルトが適切にプリロードされるようにすることで、高圧条件下での完全性を維持することができます。制御されたトルクまたは張力により、ボルトが連続力の下にとどまり、高圧システムの緩みと漏れを防ぎます。
5。表面処理
コーティング：高圧と高温の環境は、しばしば極端な摩耗や腐食にボルトをさらします。セラミックやPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）などのコーティングは、熱サイクリングや酸化に対する耐性を改善できます。これらのコーティングは、追加の腐食抵抗を提供しながら、摩擦と摩耗を減らすのに役立ちます。
不快感：ボルトは、特に酸性または塩化物が豊富な状態にさらされている環境で、ステンレス鋼の耐食性を高めるために不動態化プロセスを受ける可能性があります。ボルトを浴びることで、表面上の酸化物層に汚染物質がないことが保証され、高圧下でのストレス腐食亀裂のリスクが低下します。
6.ボルティングシステムと固定
ボルティング配置：高圧アプリケーションでは、ボルトはマルチボルト配置（フランジ付き接続など）で使用できます。この設計は、局所的な応力を防ぐために、ボルトのセット全体に均一に積み込むことを保証する必要があります。多くの場合、圧力を均等に分配し、いずれかのボルトの故障のリスクを減らすために必要です。
ロックメカニズム：高圧環境では、多くの場合、ロックナット、ロックワッシャー、またはスレッドロック接着剤が必要であり、振動やサーマルサイクリングのためにボルトが時間の経過とともに緩くなるのを防ぎます。
7。ストレスと疲労抵抗
疲労抵抗：高温または高圧環境のステンレス鋼ボルトは、しばしば周期的な負荷にさらされ、疲労障害につながる可能性があります。疲労抵抗が強化されたボルト（高強度合金など）を選択するか、直径と糸の深さを増やすと、疲労亀裂のリスクを軽減するのに役立ちます。
高圧と温度クリープ：クリープとは、時間の経過とともに一定の応力下での材料のゆっくりした変形を指します。高圧の高温環境のボルトは、熱処理されたステンレス鋼や特殊な合金など、低いクリープ速度を示す材料で設計する必要があります。
8。品質管理とテスト
高圧テスト：ボルトが必要な基準を満たすようにするには、運用条件を複製する圧力レベルで油圧または空気圧テストを受ける必要があります。これらのテストは、ボルトが漏れ防止シーリングに耐え、現実世界の圧力の下で構造的完全性を維持できることを確認しています。
材料テスト：ステンレス鋼ボルトは、高圧と高温の両方の条件下で実行できることを確認するために、引張強度テスト、硬度テスト、衝撃テストなどのテストを受ける必要があります。3
