螺栓法兰垫片组合密封,为什么螺栓不建议用 304 材料?[疑问]

在法兰接头密封中当碳钢或不锈钢法兰配用 304 材料螺栓时,在运行状态时常会发生泄漏问题。本讲 将对此作一定性的剖析。

(1) 304、304L、316 和 316L 材料有什么基本区别?

304、304L、316 和 316L 是法兰接头(包括法兰、密封元件和紧固件)中通常选用的不锈钢种材料。

304、304L、316 和 316L 是美国材料标准(ANSI 或 ASTM)的不锈钢种代号,隶属于奥氏体不锈钢的 300 系列一类钢。与国内材料标准(GB/T)对应的牌号是 06Cr19Ni10(304)、022Cr19Ni10(304L)、06Cr17Ni12Mo2 (316)、022Cr17Ni12Mo2(316L)。通常把这类不锈钢统称为 18—8不锈钢。

参见表 1,304、304L、316 和 316L 由于加入合金元素和加入量的不同,其理化和机械性能也是不同的, 与普通不锈钢相比,它们具有良好的耐蚀性、耐热性和加工性能。304L 的耐蚀性与 304 相似,但因 304L 的含碳量比304低,故其抗晶间腐蚀能力更强。316、316L 是含钼不锈钢,因添加钼元素,故其耐蚀性和 耐热性比304、304L 更优异。同理,因316L 的含碳量比316 低,故其抗晶腐蚀能力更优良。304、304L、316 和 316L 一类奥氏体不锈钢的力学强度低,304的室温屈服强度为205MPa,304L 为 170MPa;316 的室温 屈服强度为210MPa,316L 为 200MPa。因此,用它们制作的螺栓属于低强度级别的螺栓。

表 1 含碳量,% 室温屈服强度,MPa 推荐最高使用温度,℃

304

≤0.08

205

816

304L

≤0.03

170

538

316

≤0.08

210

816

316L

≤0.03

200

538

(2) 为什么法兰接头不应采用 304 和 316 等一类材料的螺栓?

如前面几讲所述,法兰接头一是因内压力作用使两法兰密封面分离,引起垫片应力相应减少,二是因 高温下垫片蠕变松弛或螺栓本身蠕变引起螺栓力松弛,同样使垫片应力下降,以至法兰接头发生泄漏失效。

实际运行中,螺栓力松弛是不可避免的,初始拧紧的螺栓力总会随时间而有所跌落。特别是处于高温 和剧烈循环工况的法兰接头,经过10000 小时运行后,螺栓载荷损失常会超过50%,并随时间的延续和温度 的提高而衰减下去。

当法兰和螺栓为不同一材料,尤其当法兰为碳钢,螺栓为不锈钢时,因螺栓和法兰材料的热膨胀系数2 不同,如 50℃下不锈钢的热膨胀系数(16.51×10-5/℃)比碳钢热膨胀系数(11.12×10-5/℃)大,装置升温后,当法兰的膨胀量小于螺栓的膨胀量时,在变形协调后,螺栓伸长量减小引起螺栓力的松弛,就可能 导致法兰接头发生泄漏。因此,高温的设备法兰和管法兰接头时,特别是法兰和螺栓材料的热膨胀系数不同,尽可能使两者材料的热膨胀系数相近。

由(1)可见,304 和 316 一类奥氏体不锈钢的力学强度低,304 的室温屈服强度仅为205MPa,316 也只有210MPa。因此,为了提高螺栓抗松弛和抗疲劳的能力,采取提高安装螺栓力的措施,如在后续的讲坛中 将会讲到采用最大安装螺栓力时,要求安装螺栓应力达到 70%的螺栓材料屈服强度,这样就必须提高螺栓 材料的强度等级,采用高强度或中强度合金钢螺栓材料。显易而见,除铸铁、非金属法兰或橡胶垫片外,对于压力等级较高法兰或垫片应力较大的半金属和金属垫片,304、316 这类低强度材料螺栓,因螺栓力不够而达不到密封要求。

这里需要特别关注的是在美国不锈钢螺栓材料标准中304和316分别有两个类别,即304的B8 Cl.1和B8 Cl.2 以及 316 的 B8M Cl.1 和 B8M Cl.2。Cl.1 是经过碳化物固溶处理,而 Cl.2 除固溶处理外,还经过 应变强化处理。虽然 B8 Cl.2 和 B8 Cl.1 在耐化学腐蚀性上没有根本区别,但相对 B8 Cl.1,B8 Cl.2 的 力学强度获得相当提高,如直径为3/4”的B8 Cl.2 螺栓材料的屈服强度为550MPa,而所有直径的 B8 Cl.1 螺栓材料的屈服强度仅为205MPa,两者相差两倍以上。国内螺栓材料标准中的 06Cr19Ni10(304)、06Cr17Ni12Mo2(316),与B8 Cl.1 和 B8M Cl.1 相当。[注:GB/T 150.3《压力容器 第三部分 设计》中的螺栓材料 S30408 与 B8 Cl.2 相当;S31608 与 B8M Cl.1 相当。

鉴于以上原因,GB/T 150.3 和 GB/T38343《法兰接头安装技术规定》中,规定承压设备法兰和管法兰接头不推荐使用通常的 304(B8 Cl.1)和 316(B8M Cl.1)材料的螺栓,尤其在高温和剧烈循环工况,应更替为 B8 Cl.2(S30408) 和 B8M Cl.2,以避免低下的安装螺栓力。

值得注意的是当采用 304、316 这类低强度螺栓材料,甚至在安装阶段,由于没有对扭矩进行控制,螺栓可能已超过材料屈服强度,甚至发生断裂。自然,若耐压试验或开始运行就出现了泄漏,即使继续拧紧螺栓,螺栓力也上不去,不能阻止泄漏。此外,这些螺栓拆卸后不能重复使用,因螺栓已经产生了永久变形,螺栓截面尺寸变小,再安装就容易发生拧断。[杰瑞]

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【新股AiPO:汇森家居(02127)——引领家居生活风尚不忘践行ESG责任】正在招股中的汇森家居(02127)距离正式上市仅一步之遥。作为一家年收入常年超过30亿人民币(单位下同)的公司,汇森家居的上市无疑会给港股家具板块注入一股新的活力。原因很简单,当前港股家具板块上市公司虽有数十家之众,但市值超过10亿港元者寥寥,像敏华控股(01999)这样市值突破500亿的尚属独一份。

事实上,鉴于汇森家居和敏华在成长模式上有诸多相似之处,市场已经在憧憬汇森家居能否成为下一个敏华。

扎根江西,辐射全球

据智通财经APP了解,敏华控股1992年在香港成立,专注于沙发、床垫及智能家居领域,借沿海开放城市“地利”优势,凭出口起家,先后拓展至东亚、欧洲、北美市场,近年来则发力国内市场,业绩规模稳步增长,并受到投资者的青睐。

而汇森家居,扎根于江西赣州,凭借管理层团队在板式家具行业的多年经验,深入洞悉板式家具的各种市场需求。此外,公司的研发专长能够设计、开发及制造功能性及经济型的板式家具,并提供广泛的家具产品组合,以满足全球多元化市场不断变化的市场需求,与包括沃尔玛在内的多个海内外零售商取得长期稳定合作。

资料显示,汇森家居的产品主要销往海外市场,每年度出口至全球包括美国、新加坡、马来西亚、越南、加拿大约50多个国家和地区。其中,美国为公司最大的海外销售市场,2020年上半年,公司于美国的销售收入达到11.5亿元,占比70.5%。

据弗若斯特沙利文报告,以出口额计,汇森家居为2019年中国最大的板式家具出口商,在中国的板式家具出口市场占有约3.92%的市场份额。2019年,中国前五大板式家具出口商的出口总额占中国板式家具出口总额约5.73%的市场份额,汇森家居的份额为第二名的近4.5倍。

据智通财经APP了解,汇森家居业绩持续增长的一大原因是公司产能的不断升级。招股书显示,目前汇森家居在江西省赣州市有五个自有生产设施,即汇森家具工厂、汇森明达工厂、汇明木业工厂、爱格森工厂及伟业健康工厂。公司制造业务具有垂直整合、产品设计及开发能力、产品种类、多样化销售渠道、产能规模、产品质量及提供符合严格国际标准的优质产品的能力。

据了解,此次汇森家居上市将募集资金最多13.95亿元。按照公司的战略部署,募集资金的约45.4%将用于专注生产板式家具及软体家居新制造工厂;33%将用于建设艾格森工厂二期,5%将用于通过集团的生产基地购买先进及自动化机器及设备,以升级现有生产线;6.6%将用于提高产品开发能力。

由此可见,汇森家居上市仅仅是一个开始。据了解,汇森家居未来将会借助资本市场力量,大力开展自有品牌建设,同时布局线下体验店,全面提升消费者的购物体验,并以此形成商业闭环,带来更高的业绩成长预期。

值得注意的是,2017年至2019年,汇森家居营收和净利润复合年增长率分别达到14.8%和30.2%,在过往业绩高成长背景下,公司暂未有高估值与之匹配。以公司此次招股上限价1.86港元计算,其市值约55.8亿港元,以19年经调整纯利约5.81亿人民币(约6.75亿港元)计算,市盈率约8.2倍。反观敏华控股,当前静态市盈率已近35倍。

据智通财经APP观察,如果仅给汇森家居传统制造业的估值似乎很难站得住脚跟,原因是这家公司蕴含了诸多“新经济”因子。

A面引领生活风尚,B面践行社会责任标杆

资料显示,汇森家居此次IPO引入7名基石投资者,包括Capital Investment LLC、赣州华顺、赣州发展集团、Lead Capital、龙南建投、南康城发集团、Stellar Global Group。合共认购总额约为6.21亿港元,以发售中间价计,占全球发售股份总数的48.3%。

值得关注的是,汇森的基石投资者之一Capital Investment LLC,隶属于阿联酋的顶级资本阿布扎比资本集团(Abu Dhabi capital group)。据悉,阿布扎比资本集团当前的投资重点是TMT、大数据、AI智能等新兴领域,投资风格倾向于“投资未来”。

汇森家居是否是一家“面向未来”的企业,公司创始人曾明曾在接受采访时的一段话表露得非常清晰,他表示传统行业,更加需要升级转型,不仅是硬件上要做到智能化、机械化、柔性化,要能直接与消费者互动;对家居的理解上,也要从卖产品向做一种生活方式转变。

近年来由于新消费风潮崛起,板式家具这种集易组装、易拆卸、款式丰富、占用空间小以及价格实惠等诸多优点与一身的家居产品品类,愈发受到新一代消费者的青睐。近年来板式家具市场规模已反超实木家具并逐渐拉开差距。

据弗若斯特沙利文报告,中国板式家具和实木家具市场规模在2014年分别为2618亿元和1940亿元,随后板式家具市场规模以7.2%的复合年增长率增长至2019年的3710亿元,高于实木家具6.5%的复合年增长率。预计2020年至2024年板式家具市场规模将以4.8%的复合年增长率增长至3201亿元,增速仍将高于实木家具的3.3%。

于往绩记录期,汇森家居已开发约1040种不同设计的产品,有逾960种已投入商业生产,满足不同地区消费者需求。

当然,一家公司要做到引领一种生活方式绝非易事,在做出好的产品的同时,还要承担更多社会责任,因为唯有得到普罗大众的认可,公司才能走得更远,创造更多价值。

事实上,上市公司ESG(即环境(Environmental)、社会(Social)和公司治理(Governance))责任,愈发受到全球投资界的关注。资料显示,2014年以来,ESG资产管理规模以每年25%的速度增长。全球著名投资机构黑石创始人苏世民对企业ESG责任看法是“当企业ESG政策和实践得到良好执行时,可以改变我们投资组合中的公司财务表现,是其更好地实现长期可持续增长”。

作为一家新上市公司,目前汇森家居尚未披露正式的ESG报告,但据智通财经APP观察,公司具有成为又一个高度践行ESG责任标杆企业的潜质。

以家具市场为例,由于全球范围内消费者环保意识提高及生活水平改善,市场对甲醛含量较低的木制家具的需求日益增加。然而,板式家具并非纯天然无甲醛家具,这就要求生产企业不断提升工艺降低产品甲醛含量。

智通财经APP注意到,作为走在行业前列的家居企业,汇森家居考虑的并非仅仅是降低产品甲醛含量而是消除甲醛。

据公司招股书,汇森家居目前正在积极储备无甲醛释放面板工艺,公司拟开发各种无甲醛黏合剂,应用于产品制造过程,并调整爱格森工厂的若干现有机械及设备,令其生产线能够制造无甲醛释放面板。为实施有关计划,汇森家居已与外部研发机构订立框架协议,根据框架协议,双方将联合外部研究机构共同研发无甲醛黏合剂及新的制造工艺。

汇森招股书显示,上述相关研发工程预计于2021年开始,并于2021年起三年内完成。预期,将于开发无甲醛释放板方面使用约2900万元。

正是有对产品创新和高精尖工艺的不懈追求,汇森的产品方能符合严格的国际质量标准、环境保护及产品安全规定。据了解,汇森家具的质量管理体系在K/D家具生产方面已通过ISO9001:2015/GB/T19001-2016认证及汇森家具的环境管理体系在K/D家居生产及相关管理活动方面已通过ISO14001:2015/GB/T24001-2016认证。

日本著名企业家稻盛和夫曾表示,生而为人,一个重要的原则是要有利他之心,经营企业亦是如此。稻盛和夫创办的京瓷经营理念是:“在追求全体员工物质和精神两方面幸福的同时,为人类社会的进步发展做出贡献”。在稻盛和夫看来,企业的利润只是受委托临时保管,最终需要贡献社会。

走在行业前列,为解决社会难题、痛点下功夫,这是“京瓷哲学”在汇森家居身上最真实的写照。有理由相信一家既引领家居生活风尚,又高度践行社会责任的标杆企业将在港股市场大放异彩。


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