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。本文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、022Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2、022Cr17Ni12Mo2。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推荐使用温度，℃

(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和316材料的螺栓，尤其在高温和剧烈循环工况，应更替为B8Cl.2(S30408)和B8MCl.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，