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Prigionieri ASTM A193 B7, B16 e L7: quale qualità per il servizio in pressione

10 ottobre 2026

I prigionieri in servizio in pressione tengono insieme flange, corpi valvola e casse di pompe mentre la linea subisce caldo, freddo e cicli. L’acquirente raramente deve progettare il prigioniero, ma deve scegliere la qualità giusta e scrivere la norma giusta nell’ordine. A193 B7, B16 e A320 L7 si assomigliano sullo scaffale. Differiscono per campo di temperatura e per prove, e la scelta sbagliata causa un lotto respinto o un guasto in campo.

Questa guida confronta i tre, spiega il B7M, tratta dadi e filetti ed elenca che cosa includere in una richiesta.

Le norme in breve

ASTM A193 copre la bulloneria in acciaio legato e inossidabile per servizio ad alta temperatura o alta pressione. Include B7, B7M e B16 tra molte qualità. ASTM A320 copre la bulloneria in acciaio legato e inossidabile per servizio a bassa temperatura, con L7 tra le sue qualità. ASTM A194 copre i dadi per entrambe.

Un prigioniero per flangia di tubazione è un’asta filettata alle due estremità o per tutta la lunghezza, senza testa. Le dimensioni seguono la ASME B16.5 per la bulloneria delle flange, la forma del filetto segue la ASME B1.1 e la serie di filetti usuale da 1 pollice in su è di 8 filetti per pollice con accoppiamento 2A.

Che cosa sono B7, B16 e L7

B7. Un acciaio cromo-molibdeno, tipicamente di tipo 4140 o 4142, bonificato. È il prigioniero standard per il servizio generale ad alta pressione. La A193 dà una resistenza minima a trazione di 125 ksi (860 MPa) e uno snervamento minimo di 105 ksi (720 MPa) per diametri fino a 2.5 pollici, con valori inferiori a diametri maggiori. La durezza massima è 35 HRC.

B7M. Lo stesso acciaio ma rinvenuto a una durezza più bassa, fino a circa 99 HRB o 235 HBW, per resistere alla criccatura da solfuri sotto tensione in ambiente acido secondo NACE MR0175 e ISO 15156. A causa della durezza più bassa la resistenza è inferiore, e il progetto deve tenerne conto.

B16. Un acciaio cromo-molibdeno-vanadio. Il vanadio dà resistenza allo scorrimento viscoso alle temperature in cui il B7 comincia a rilassarsi. È la scelta per il servizio ad alta temperatura, come vapore e linee di processo calde, fino a temperature oltre il limite del B7.

L7. Dalla A320, un acciaio di tipo 4140 bonificato come il B7, con in più il requisito della prova di resilienza Charpy con intaglio a V a bassa temperatura, comunemente meno 101 °C (meno 150 °F), a un valore minimo di energia indicato nella norma. Ha gli stessi livelli di resistenza del B7 nelle misure comuni.

Confronto

	B7	B7M	B16	L7 (A320)
Tipo di acciaio	Cr-Mo	Cr-Mo	Cr-Mo-V	Cr-Mo
Trazione min, fino a 2.5 in	125 ksi (860 MPa)	100 ksi (690 MPa) tipico	125 ksi (860 MPa)	125 ksi (860 MPa)
Limite di durezza	35 HRC	Circa 99 HRB	Circa 35 HRC	Circa 35 HRC
Prova di resilienza	Non richiesta	Non richiesta	Non richiesta	Richiesta a bassa temperatura
Servizio tipico	Alta pressione generale	Ambiente acido	Alta temperatura, scorrimento	Bassa temperatura
Dado abituale (A194)	2H	2HM	4 o 7	4 o 7

I valori sono tipici e fa fede la norma. Consultare la tabella per il campo di diametri, perché la resistenza cala al crescere del prigioniero.

Temperatura e ragione di ciascuna qualità

I prigionieri perdono resistenza a caldo e tenacità a freddo.

• Servizio a caldo. Il B7 gestisce il tipico servizio di flange in acciaio al carbonio. Sopra qualche centinaio di gradi Celsius il prigioniero può rilassarsi, cioè allungarsi lentamente sotto carico, e la guarnizione perde compressione. Il B16 vi resiste, e per il servizio molto caldo subentrano le leghe austenitiche o di nichel. Si veda viteria Inconel e Monel per queste.
• Servizio a freddo. L’acciaio al carbonio perde tenacità raffreddandosi. Un prigioniero tenace a temperatura ambiente può rompersi in modo fragile a meno 50 °C. L’L7 dimostra la sua tenacità con la prova di resilienza ed è la scelta giusta per linee fredde e lavori criogenici, con altre qualità per il freddo più estremo.
• Ambiente acido. L’acido solfidrico fa criccare l’acciaio duro. Il B7M esiste per questo, con un limite di durezza che mantiene basso il rischio. Non mescolare B7 e B7M in una stessa giunzione senza approvazione tecnica.

Dadi, filetti e lunghezze

Il dado è metà della giunzione. I prigionieri A193 e A320 si usano con dadi A194, e le qualità sono abbinate per resistenza e, per il servizio a freddo, per resilienza. Scrivere la qualità del dado nell’ordine, anche se i dadi vengono dallo stesso stabilimento.

I filetti sono tagliati o rullati alla classe indicata sul disegno. Molti prigionieri per flange sono 2A, e il dado 2B, il che lascia un accoppiamento con gioco. Lunghezze di prigioniero e di filetto su misura sono comuni, perché lo spessore di flangia e guarnizione varia. Un prigioniero si misura da un’estremità all’altra, e la lunghezza filettata a ciascuna estremità fa parte del disegno. Verifica dei filetti spiega i controlli.

Rivestimenti e marcatura

I prigionieri per pressione sono forniti grezzi, con zincatura o zincatura a caldo oppure con rivestimenti fluoropolimerici che riducono l’attrito e proteggono dalla corrosione. Ogni scelta modifica il rapporto tra coppia e precarico e l’accoppiamento del dado, quindi indicare il rivestimento e la maschiatura del dado. Per i prigionieri zincati a caldo, il dado è maschiato sovramisura per accogliere lo strato di zinco.

Ogni prigioniero è marcato con la qualità e il marchio del produttore. Le norme stabiliscono dove e come. Se si vogliono i numeri di colata sui prigionieri, dirlo, perché la marcatura aggiunge una lavorazione.

Prove e certificati

La bulloneria in pressione richiede di solito la certificazione completa:

• Un certificato di acciaieria per la barra con composizione chimica e numero di colata.
• Risultati delle prove meccaniche: trazione, snervamento, allungamento, strizione.
• Risultati di durezza.
• Per l’L7, risultati della prova di resilienza con temperatura di prova e valori di energia.
• Registrazioni del trattamento termico.

Un rapporto di prova del materiale in forma EN 10204 tipo 3.1 è la richiesta abituale. Si legga prove sugli elementi di fissaggio per ciò che mostra ogni prova. Se una terza parte deve assistere alle prove, indicarlo prima dell’ordine.

Come scegliere

1. Temperatura minima di progetto sotto circa meno 30 °C? Scegliere l’L7, o la qualità che l’ingegnere prescrive per il caso più freddo.
2. Ambiente acido? Scegliere il B7M con dadi 2HM e verificare la resistenza.
3. Alta temperatura, timore di scorrimento o rilassamento? Considerare il B16 o una lega di nichel.
4. Servizio generale? B7 con dadi 2H.

In caso di dubbio, inviare le condizioni di progetto all’ingegnere, non solo la qualità.

Due ordini di esempio

Quaranta set di prigionieri per flange, 1-1/8 in 8UN, lunghi 7 in, B7 con dadi 2H, per una fermata di raffineria. Lo stabilimento taglia la barra a misura, fila ogni estremità in 2A e bonifica i prigionieri, oppure acquista barra già trattata. Ogni set parte con un rapporto di prova del materiale, i risultati di durezza e i risultati di prova dei dadi. L’ordine ha una data legata alla fermata, quindi l’acquirente conferma il tempo di consegna prima dell’ordine e chiede spedizioni parziali per misura.

Qualche centinaio di prigionieri L7, 3/4 in, per un impianto di stoccaggio frigorifero a meno 40 °C. Lo stabilimento ha bisogno di barra in grado di superare la prova Charpy alla temperatura di prova dell’L7, quindi usa barra certificata con risultati di resilienza, poi prova un campione dal lotto trattato termicamente. La prova di resilienza aggiunge costo e qualche giorno. L’acquirente chiede i valori di energia di resilienza sul certificato e verifica che i dadi siano della qualità corretta per la bassa temperatura.

Errori comuni negli ordini di bulloneria in pressione

• Ordinare solo per nome di qualità, come «prigionieri B7», senza norma né edizione. La A193 ha più qualità e la qualità del dado deve corrispondere.
• Omettere la qualità del dado, così i dadi arrivano nella qualità sbagliata per il prigioniero.
• Mescolare B7 e B7M in una stessa flangia senza approvazione.
• Dimenticare il sovrametallo del rivestimento sui dadi per prigionieri zincati a caldo.
• Indicare la lunghezza filettata dalla lunghezza totale del prigioniero invece di quotare ciascuna estremità.
• Supporre che un solo certificato copra tutti i prigionieri di un ordine, quando i prigionieri provengono da più di una colata.

Una breve specifica d’acquisto che indica la norma, la qualità, il dado, le dimensioni e i certificati elimina la maggior parte di questi errori.

Controlli di documenti e marcatura al ricevimento

Quando i prigionieri arrivano, verificare quattro cose prima che vadano in campo. La marcatura di ogni prigioniero o fascio corrisponde alla qualità e al marchio del produttore sul certificato. La marcatura dei dadi corrisponde alla qualità ordinata, come 2H o 4. I numeri di lotto o di colata sul certificato corrispondono a quelli sulle casse. Le dimensioni di un campione, comprese la lunghezza totale e la lunghezza filettata a ciascuna estremità, corrispondono al disegno. Un breve controllo di accettazione di questo tipo richiede pochi minuti e individua una qualità o una lunghezza sbagliata prima che una flangia venga chiusa.

Conservare i certificati nel fascicolo di progetto per tutta la vita della giunzione, perché un audit sul sistema in pressione o un’analisi di incidente possono richiederli anni dopo.

Checklist per la richiesta

• Norma e qualità: A193 B7, B7M, B16 o A320 L7, e l’edizione se conta.
• Qualità del dado e quantità per prigioniero.
• Diametro, serie di filetti e classe, lunghezza totale e lunghezza filettata a ciascuna estremità.
• Rivestimento ed eventuali requisiti di coppia o attrito.
• Certificati e marcatura, compresi numeri di colata e dati di resilienza.
• Quantità e data di consegna.

I prigionieri su disegno si quotano di solito per set con dadi. Per indicazioni generali sulla quotazione di pezzi speciali, si veda la checklist della richiesta di viteria speciale. Quando l’elenco è pronto, invii la sua richiesta e la inoltriamo a un massimo di tre produttori in grado di fabbricare e certificare i prigionieri.

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