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本文适合新手学习基础，老手巩固知识；

一张图就能真正了解流程流水线知识！ 5种管道、4种管件、法兰、垫片和螺栓，其实就是这么简单！

管子

管道的分类方法很多，按材质分类可分为金属管道、非金属管道和钢衬非金属复合管道。

非金属管主要有橡胶管、塑料管、石棉水泥管、石墨管、玻璃钢管等。 85%以上的工艺管道安装工程。

今天重点给大家介绍一下金属管。

金属管分类

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焊接钢管

焊接钢管又称有缝钢管，一般由钢板或钢带卷制焊接而成。

按管材表面处理形式分：

分为镀锌和不镀锌两种。 白口镀锌钢管又称白口铁管或镀锌钢管； 非镀锌表面为普通焊接钢管，又称黑铁管。

镀锌焊接钢管常用于要求输送介质相对洁净的管道，如生活用水、净化空气、仪表空气等； 非镀锌焊接钢管可用于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。

根据用户要求，焊接钢管出厂时可分为两种：

一种在管端带螺纹，另一种在管端不带螺纹。 管端有螺纹的焊接钢管，每管长度为4-9m，无螺纹的焊接钢管，每管长度为4-12m。

焊接钢管壁厚不同：

分为薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。 工艺管道中使用最多的是普通钢管，其试验压力为2.0MPa。 加厚钢管的试验压力为3.0MPa。

焊接钢管的连接方式有很多种：

有螺纹连接、法兰连接和焊接。 法兰连接分为螺纹法兰连接和焊接法兰连接，焊接方法分为气焊和电弧焊。

常用焊接钢管规格范围：

适用于公称直径 6 ~ 150mm

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无缝钢管

无缝钢管是工业管材中用量最大、品种规格最多的管材。

基本上分为：

有流体输送用无缝钢管和特种无缝钢管两种。 前者是工艺管道常用的钢管，后者是锅炉、裂解炉管、换热器用钢管。

按材质可分为：

碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈钢、耐酸无缝钢管。

按公称压力可分为：

低压（0≤1.0MPa）、中压（1.0<10MPa=、高压（≥10MPa））三种。

流体输送用无缝钢管常用的工艺管道。

分类如下：

❶碳素无缝钢管

常用的制造材料有10号、20号、16Mn钢。

其规格范围为：热轧外径φ32-630mm，冷拉外径φ6-200mm，单管长度4-12m，允许工作温度-40-450℃。

广泛用于输送对钢铁无腐蚀的各种介质，如输送蒸汽、氧气、压缩空气、油品和油气等。

❷低合金钢无缝管

指含有一定比例合金元素的合金钢管。

通常分为两种：

一种是含锰的低合金钢管，称为普通低合金钢管，如16Mn、15MnV等； 另一种是含有铬、钼等元素的低合金钢管，称为铬钼钢管。

常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，规格范围为外径φ10～φ273mm，单管长度为4～12m。 铬钼钢管的适用温度范围为-40～550℃。

低合金无缝钢管多用于输送各种高温油品、油气、腐蚀性较小的盐水、低浓度有机酸等。

❸不锈钢耐酸无缝钢管

根据铬、镍、钛含量的不同，品种很多，如Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。

这些钢种中使用最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工图上常以简化材料代号18-8表示，适用温度范围为-196～700℃。

在化工生产中，用于输送各种强腐蚀性介质，如硝酸、醋酸、尿素等。

❹高压无缝钢管

其制造材料与上述无缝钢管基本相同，只是管壁比中低压无缝钢管厚，最厚管壁达到40mm。

例如，化肥设备用高压无缝钢管规格为φ14×4(mm)～273×40(mm)，单管长度为4～12m，适用压力范围为10～32MPa，工作温度为-40～400℃。

上述高压无缝钢管用于石油化工厂输送原料气、氢气、氮气、合成气、水蒸气、高压冷凝水等介质。

❺低温钢管

在进口工程项目的寒冷地区用量较多，材料牌号为STPL-39、STPL-46，工作温度可达-105℃。

低温钢管分为无缝钢管和有缝钢管。 无缝低温钢管的公称直径为15-400mm，壁厚与碳素钢管相同； 标准根管长度为6m。

适用于输送各种无腐蚀性低温介质的管道。 目前国内尚无批量生产符合该标准的钢管。

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钢盘管

钢板卷管由钢板卷制而成，可分为直缝焊钢管和螺旋缝焊钢管两种。

直缝卷焊钢管：

大部分是在工地制造或委托加工厂生产，专业钢管厂不生产。

钢板材料有Q235A、10号、20号、16Mn、20g等，规格范围为公称直径200-3000mm，最大4000mm，壁厚一般为4-16mm。

公称直径为200-900mm的单管长度为6.4m； 公称直径为1000-3000mm的单管长度为4.8m。

适用工作温度：Q235A为-15～300℃，10号、20号、16Mn、20g为-40～450℃，均适用于低压范围。

螺旋缝卷焊钢管：

钢管厂家生产，材质为Q235A、16Mn。

规格范围为公称通径200-700mm，壁厚7-10mm，单管长度8-18m。

适用工作温度：Q235A为-15～300℃，16Mn为-40～450℃，工作压力：Q235A为2.5MPa对焊式异径接头，16Mn为4MPa。

直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管多用于输送常温低压、不强腐蚀的介质，如低压蒸汽、地下循环水、煤气、油气等。螺旋缝焊钢管的长度比较长，特别适用于长输管道。

根据工程需要，也有直缝不锈钢卷焊管，在施工现场卷制，不由制造厂生产。 所用材料多为1Cr18Ni9Ti钢板。 其规格范围公称直径200-1000mm，公称直径200-400mm壁厚4mm，公称直径700-1000mm壁厚6-8mm，单管长度4.5m . 适用温度范围和输送介质与低压不锈钢管相同。

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铜管

紫铜管分为紫铜管和黄铜管：

制造铜管所用材料牌号有T2、T3、T4和TUP等，含铜量较高，占99.7%以上；

黄铜管的材质牌号有H62、H68等，是锌和铜的合金，如H62黄铜管，其材料成分为铜60.5%～63.5%，锌39.6%，其他杂质含量小于0.5% .

铜管的制造方法分为拉拔和挤压两种：

拉制铜管外径为φ3～φ200mm，挤压铜管外径为φ32～φ280mm，壁厚为1.5～5mm；

铜板盘绕焊接铜管规格范围为外径φ155～φ505mm，供货方式有单盘和盘盘两种。

铜管适用工作温度在250℃以下，多用于输油管道、保温伴管和空分氧气管道。

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钛管

钛管是近年来兴起的一种新型管材。 由于其重量轻、强度高、耐腐蚀性强、耐低温，常用于其他管材不能做的工艺部位。

钛管采用TA1、TA2工业纯钛制成，适用温度范围为-140～250℃。 当温度超过250℃时，其力学性能会下降。

常用钛管的规格范围为公称直径20-400mm。 适用于低中压，低压管壁厚为2.8~12.7mm，中压管壁厚为3.7~21.4mm。

钛管虽然有很多优点，但由于价格高、焊接困难，一直没有得到广泛应用。

管件

管道系统中改变方向、标高或改变管径，以及从主管中引出支管等需要管件。 由于管道系统的形状多种多样，从简单到复杂，管件的种类也很多。

常用的管件有弯头、三通、异径管、管接头、管帽等。

管件按用途分类

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弯头

弯头用于改变管道的方向。

常用弯头的弯曲角度有90°、45°和180°。 180°弯头也叫U型弯头。 也有特殊角度的弯头，但数量很少。

❶大钢弯头

可锻铸铁弯头又称可锻铸铁弯头，是最常见的螺纹弯头。

可锻钢弯头的规格比较少，常用的规格为1/2～4英寸。 根据其表面处理的不同，分为镀锌和不镀锌。

这种可锻钢管件主要用于供暖、上下水管和煤气管。 在这个过程中，除了需要经常拆除的低压管道外，很少使用其他材质的管道。

❷ 压弯头

压制弯头又称冲压弯头或无缝弯头，是由优质碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝管等制成，在专用模具中压制成型。

弯曲半径为公称直径的一倍半（R=1.5DN）。 特殊场合也可采用弯曲半径等于公称直径（R=1DN）的弯头。

其规格范围为DN20～600mm。

其壁厚范围与无缝钢管表号一致。

冲压弯头一般由专业厂家或加工厂用标准无缝钢管冲压加工而成，出厂前需在弯头两端开槽。

❸冲压焊接弯头

冲压焊接弯头是用板材通过模具冲出一个半环弯头，然后将两个半环弯头焊接成对。

其弯曲半径与无缝管弯头相同，规格范围为公称直径200mm以上。

❹ 焊接弯头

焊接弯头，又称虾腰或虾身弯头。

有两种制作方法：

一种是在加工厂对钢板进行下料、滚压、切割后焊接，多用于钢板盘管的配套。

另一种是用管材下料，通过对焊成型，其规格一般在200mm以上。 使用温度不能超过200℃，一般可在施工现场制作。

❺高压弯头

高压弯头由优质碳素钢或低合金钢锻造而成。

根据管道的连接形式，弯头的两端加工成螺纹或斜面，加工精度很高。 要求管口螺纹与法兰口螺纹配合紧密，旋入自如，不松动。

适用于压力为22.0、32.0MPa的石化管道，常用规格为DN6～200mm。

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球座

三通是连接主管和支管的管件。 根据制造材料和用途的不同分为多种类型。

从规格上分：

可分为同径三通和异径三通对焊式异径接头，同径三通又称等径三通；

同径三通是指支管的管径与主管的管径相同

异径三通是指支接的管径小于主管的管径，所以也叫不等径三通，异径三通的容量更大

❶马钢三通

可锻钢三通的制造材料和规格范围与可锻钢弯头相同。 在石化工艺管道中使用不多，主要用于室内供暖、水气管道。

❷ 钢三通

定型三通的生产采用优质管材，经下料、挖孔、加热后由模具拉制，再经机加工成为成品三通。 中低压钢材制作的三通全部在现场安装时焊接而成。 钢盘管使用的三通有两种情况，一种是在加工厂对钢板进行切割，滚压焊接而成； 另一种是在安装现场挖孔接管。

❸高压三通

常用的高压三通有两种，一种是焊接式高压三通，一种是整体锻造高压三通。

高压三通的焊接材料选用优质高压钢管。 制造方法类似于挖眼接管。 主管上开孔必须与所接支管管径一致。 焊接质量要求严格，通常要求焊前预热和焊后热处理。 其规格从DN16到200mm，压力为22MPa和32MPa。

整体锻造高压三通一般采用螺纹法兰连接。 其规格范围为表号SCH160，DN15～600mm，表号后加“XXS”，管径范围为DN15～300mm。

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减速器

异径管的作用是改变管道的直径。 从流体运动方向看，大多由大变小，也有由小变大的。 例如回汽管、下水管的异径管由小变大。 变径管俗称大小头。

❶马钢减速机

马钢减速机一般分为两种。 一种是内螺纹异径管，又称外螺纹； 另一种是将内螺纹和外螺纹结合在一起的管件，称为套管。 虽然不叫减速器，但是起到减速器的作用。

❷钢制减速机

钢制异径管分为无缝和有缝两种。 无缝异径管用无缝钢管压制而成，有缝异径管用钢板冲裁而成。 它们是轧制和焊接的，也称为焊接异径管。 .

两种减速机都有同心和偏心两种规格。 偏心异径管底部有直边，使用时可使管底成水平面，便于停产检修时排出管内物料。

无缝异径管规格范围为DN25-600mm，缝焊异径管规格范围为DN200-1500mm。

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其他配件

❶头部

封头是用来封闭管端的塞子。 常用的头部为椭圆形和扁平形。

椭圆头又称管帽，规格范围为DN25～600mm，多用于中、低压管道。

平帽按安装位置分为两种。 一种是扁帽略大于管外径，焊在管外。

另一种是平头略小于管子内径，将头板放入管子中焊接。 常用规格从DN15到200mm，该类型封头多用于压力较低的管道上。

❷老板

凸台又称管嘴，是工艺管道上自控仪表的主要元件，由工艺管道安装，故也列为管件。

工艺管道中使用的单面管接头也属此类。 一端焊接到主管上，另一端安装其他组件或连接到另一根管道。

❸盲板

盲板的作用是切断管道中的介质。 根据使用压力和法兰密封面的形式，可分为以下几种类型：

光面盲板与密封面光面法兰配套使用，其适用压力范围为1.0-2.5MPa。

凸盲板一侧为凸面，另一侧为凹面，与带凹凸密封面的法兰配合使用。 工作压力为4.0MPa，规格范围为DN25~400mm。

梯形槽面盲板与梯形槽密封面法兰配合使用，工作压力范围为6.4～16.0MPa。 规格范围从DN25到300mm。

“8”盲板也分为光面、凹凸面和梯形槽面三种。 使用压力与上述三种盲板相同。 一方面，盲板和垫片连接固定在一起。 当盲板插入法兰时，露出在外面的垫片作为管道是否被切断的视觉标志。

“8”字盲板的材质有很多种，根据输送介质的温度和压力来选择。 对于一般低压管道，当温度不超过450℃时，所用材料为Q235A、20号钢和25号钢； 当温度为450-550℃时，所用材料为15CrMo和1Cr5Mo。 当压力为4.0-16.0MPa，温度大于550℃时，宜采用不锈钢。

法兰、垫圈和螺栓

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法兰

法兰是工艺管道上起连接作用的零件。 这种连接方式应用广泛，如管道与工艺设备的连接，管道上法兰阀门及附件的连接等。 法兰连接不仅具有安装和拆卸的灵活性，而且密封可靠。

工艺管道输送的介质种类繁多，温度和压力也各不相同。 因此，对法兰的强度和密封性提出了不同的要求。 为适应工艺管道安装工程的需要，法兰的种类繁多，结构和压力也各不相同。

下面简单介绍一下各种法兰：

❶ 平焊法兰

平焊钢制法兰是中低压工艺管道中最常用的一类。

法兰与管子的固定方法是将法兰套在管端，将法兰内外口焊接固定法兰，适用公称压力不超过2.5MPa。

碳钢管连接用平焊法兰一般采用Q235A和20号钢板；

不锈钢、耐酸钢管上使用的平焊法兰应采用与管道同材质的不锈钢、耐酸钢板。

平焊钢制法兰的密封面一般是光滑的，密封面加工有浅沟槽。 通常称为水线，如图：

▲ 平焊钢制法兰图

平焊钢制法兰的规格范围如下：

公称压力PN0.25、0.6MPa为DN10～2000mm；

PN1.0～2.5MPa为DN10～600mm。

❷对焊法兰

对焊钢制法兰，又称高颈法兰或大尾法兰。 强度高，不易变形，密封性能好。 密封面形式多样，适用压力范围很广。

①光面焊接法兰，公称压力PN2.5MPa以下，规格范围DN10～2000mm，公称压力PN2.5MPa，规格范围DN10～1000mm，公称压力PN4.0MPa，规格范围为DN10～600mm，如图：

▲光面焊接法兰示意图

② 凹凸密封面与法兰焊接。 由于凹凸密封面密封性强，承受的压力大。 每对法兰的密封面必须一凹一凸。 常用公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm，如图：

▲凹凸密封面焊接钢制法兰示意图

③ 榫槽密封面焊接法兰，这种法兰密封性能好，其结构与密封面凹凸法兰相似，必须一对法兰配合使用。 公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm； PN6.4～10MPa，规格范围为DN10～400mm，如图：

▲ 榫槽面焊接法兰示意图

④梯形槽密封面焊接法兰，这种法兰在石油工业管道中应用较多，能承受较高的压力。 常用公称压力为PN6.4、10.0MPa，规格范围为DN10~400mm； 300 毫米。 如图所示：

▲梯形坡口对焊钢制法兰示意图

上述各种对焊法兰只是根据其密封面的形式来区分的。

从安装的角度来看，不管是什么类型的对焊法兰，其连接方法都是一样的，所以所消耗的人工、材料和机械班次基本相同。 但由于密封面形式不同，法兰的加工制造成本差别很大。 因此，在编制预算（预算）时要特别注意法兰本身的价格。

❸松套钢制管法兰

这种法兰与管子不直接焊接在一起，而是以接管法兰或焊环为密封接触面，采用活套法兰紧固。 多用于铜、铝、铅等有色金属及不锈钢、耐酸钢管上。

它的最大优点：由于法兰可以自由移动，所以法兰穿螺栓非常方便。

焊环松套钢制管法兰适用压力PN0.6～2.50MPa，规格范围DN10～600mm； 压力PN4.0MPa，规格范围DN10～300mm，平焊环松套钢制管法兰仅适用于低压，PN0.6～1.6MPa，其规格范围为DN10～600mm。 喷嘴翻边活套法只适用于PN06MPa及以下。

焊环松套法兰如图：

▲ 焊环松套钢制管法兰示意图

❹螺纹法兰

螺纹法兰是用螺纹法兰和管端螺纹连接的法兰。 有高压和低压两种。

低压螺纹法兰，包括钢制和铸铁制，在建国初期焊接技术落后的情况下被广泛使用。

随着工业的发展，低压螺纹法兰已被平焊法兰所取代，除特殊情况外基本不用。

高压螺纹法兰广泛用于现代工业管道的连接。 密封件由管端和透镜垫片组成，需要对螺纹和管端垫片的接触面进行高精度加工。

这种法兰的特点是法兰不与管内介质接触，安装比较方便。 适用压力PN22.0、PN32.0MPa，其规格范围为DN6～250mm。

▲高压管道法兰连接结构型式图

❺ 法兰盖

法兰盖是与法兰配合使用的零件，与封头一样在管端起密封作用。 密封面有光滑型和凸凸型，其规格和适用压力范围与配套法兰一致。

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法兰垫片

泄漏是管法兰失效的主要形式，它与密封结构的型式、被连接件的刚度、密封性能、操作和安装等诸多因素有关。

垫片是法兰连接的主要密封件，因此正确选择垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。

根据管道输送介质的腐蚀性、温度、压力和法兰密封面的形式，法兰垫片的种类很多，可供选用。 管法兰垫片包括非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。

❶橡胶石棉垫

橡胶石棉垫片是法兰连接中使用最多的垫片，可适用于多种介质，如蒸汽、气体、空气、盐水、酸碱等。不同的橡胶石棉垫厚薄不均专业，通常3mm厚。 对于公称直径小于100mm的法兰，垫片的厚度不应超过2.5mm。

垫片的工作压力：用于密封面光滑的法兰连接时，不得超过2.5MPa。

炼油行业常用的橡胶石棉垫有两种：

一种是耐油橡胶石棉垫，适用于输送温度低于200℃、公称压力低于2.5MPa的一般油品、液化烃、丙烷和丙酮。 耐高温橡胶石棉垫，使用温度可达350-380℃。

另一种是中压橡胶石棉毡，可在200℃的蒸汽、凝结水、水、空气等低于PN2.5MPa的介质中使用。 含有石棉的垫片现在已基本不再使用，因为石棉已被证明是一种致癌物质。

❷橡胶垫

橡胶垫片是由橡胶板制成的垫片。 具有一定的耐腐蚀性。 常用于温度低于60℃、压力不超过1.0MPa及输送低压水、酸、碱的管道法兰连接。

这种垫片的特点是利用橡胶的弹性来达到较好的密封效果，因此也常用于铸铁法兰阀门的安装。

❸缠绕垫片

缠绕垫片简称缠绕垫片，由金属钢带和非金属填料带制成。

优点：该垫片制造简单，价格低廉，材料利用充分，密封性能好，广泛用于石化工艺管道。

Applicable parameters: Applicable nominal pressure is below 4.0MPa, applicable temperature range, the temperature of No. 08 steel can reach 450°C, and the use temperature of winding mat made of 0Cr13 steel strip can reach 540°C. The thickness of the gasket is generally 4.5mm, and when the diameter is greater than 1000mm, the thickness of the gasket is 6-7mm. The thickness of the positioning ring is about 3mm.

Most of these gaskets are used for flange connections with smooth surfaces, and the sealing surface does not use water lines. Some wound gaskets also have positioning rings to prevent the gasket from deviating from the center of the flange.

The materials of metal steel strips include No. 08 steel, 0Cr13 steel and 1Cr18Ni9Ti steel, etc.; the materials of non-metal strips include characteristic asbestos, flexible graphite, polytetrafluoroethylene, etc.

❹Tooth pad

The tooth pad is made of various metals, and the materials include ordinary carbon steel, low alloy steel and stainless acid-resistant steel, etc., and its thickness is 3-5mm.

It uses concentric circles of tooth-shaped dense patterns to contact the flange sealing surface to form a multi-channel seal, so the sealing performance is good, and it is often used for the connection of flanges with concave and convex sealing surfaces.

Applicable parameters: The highest nominal pressure can reach 16.0MPa, and it is suitable for parts with high working temperature, such as the toothed pad made of 0Cr13, and its applicable temperature can reach 530°C.

❺Metal washer

There are many types of metal washers, and there are metal flat washers according to the shape, and the cross-sectional area is oval, octagonal metal washers and lens washers. According to the manufacturing materials, there are low carbon steel, stainless acid-resistant steel, copper, aluminum and lead.

Metal flat washers are mostly used for flat welding flanges with smooth surfaces, and the temperature and pressure they withstand are relatively low.

Oval and octagonal metal washers are mostly used for trapezoidal groove butt welding flanges, and the nominal pressure range is 6.4-22.0MPa. Although this kind of gasket has good sealing performance, it is complicated to manufacture and requires high precision.

There is a principle for the use of metal gaskets, that is, the hardness of the gasket surface must be lower than that of the flange sealing surface.

The selection of the gasket should be determined according to the temperature, pressure, corrosion of the medium conveyed by the pipeline and the sealing form of the connecting flange. Specialized gaskets, such as lens gaskets, are suitable for high-pressure flange connections.

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bolts for flange

There are two types of bolts used to connect flanges: single-head bolts and double-head bolts, and the threads are generally triangular metric coarse threads.

❶Single head bolt

Single head bolts are also called hexagon head bolts. Single-head bolts are divided into semi-refined and refined. In medium and low pressure process pipelines, semi-refined single-head bolts are most used.

Commonly used materials for manufacturing single-head bolts are Q235A, No. 35 steel and 25Cr2MoVA. It is often used for flange connections with nominal pressure below 2.5MPa.

The applicable temperature depends on the bolt material. For example, the applicable temperature of bolts made of No. 35 steel can reach 350°C; the applicable temperature of bolts made of 25Cr2MoVA steel can reach 570°C.

▲Single head bolt diagram

▲Isometric stud bolt diagram

❷ Stud bolts

Most of the stud bolts used in the process pipeline are equal-length stud bolts. It is suitable for flange connection with high temperature and pressure.

The materials include No. 35 steel, 30CrMoA, 35CrMoA, 25Cr2MoVA, 0Cr19Ni9, 0Cr15Ni25Ti2MoAlVB and 37SiMn2MoVA, etc. The nominal pressure range is 1.6-32.0MPa, and the applicable temperature can reach 700°C.

❸Nut

Nuts are collectively referred to as hex nuts. Divided into semi-refined and refined. According to the nut structure, it can also be divided into A type and B type.

Semi-refined single-head bolts mostly use A-type nuts; refined double-head bolts mostly use B-type nuts. Nuts and bolts should be used together, but the hardness of the nut manufacturing material should not exceed the hardness of the bolt material.

▲Hexagon Nut Diagram

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