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化 工 设 备 与 管 道第42卷螺栓拧紧方法及预紧力控制初泰安(扬子石油化工公司芳烃厂,南京 210048)[摘要] 石化、炼油企业装置上的静密封结构以螺栓法兰垫片连接系统为主,检修期间螺栓拧紧方法的选择和预紧力的正确控制对保证装置的安全运行至关重要。
本文介绍了实际生产中常用的扭矩法、螺母转角法和液压拉伸法的基本原理,并给出了各种预紧力的控制方法及其所能达到的精度,对安装和维修有一定的指导意义。
[关键词] 螺栓; 预紧力; 拧紧; 法兰连接 螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。
为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。
螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。
因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。
1 螺栓拧紧方法1.1扭矩拧紧法扭矩拧紧法[1、2]是最常用的螺栓拧紧方法,通过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧力,操作简单、直观。
拧紧螺栓时的拧紧力矩:M=K t Q0d×10-3N m式中:Q0———预紧力,N;K t———计算系数;d———螺栓的公称直径,m m。
Q0=MK t d×10-3N(1)系数K t与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具、以及反复拧紧时的温度变化等有关,通常在0.1～0.3之间变化。
K t的变化将导致预紧力Q0也发生较大变化,变化范围大约在40%左右。
所以,如采用扭矩法拧紧螺栓,其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷,这必然会造成螺栓直径增大,或数量增加,或提高材质。
这对简化结构、降低成本,减轻其重量都是不利的。
拧紧技术原理及应用介绍拧紧技术是指通过施加力矩将螺纹连接件（如螺栓、螺母等）固定在一起的工艺和方法。
它广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、船舶、建筑等各个行业中。
拧紧技术的原理是利用预紧力，即把螺栓与螺母的一侧转动，使其产生正向或反向的力，在力矩的作用下，使螺纹连接件互相牢固地连接在一起。
拧紧技术的概念包括一系列参数，如加矩、螺纹粘接、拉伸控制等。
首先，拧紧技术的主要参数是加矩。
在拧紧过程中，螺栓和螺母需要施加的力矩，称为加矩。
加矩是拧紧力和转动角度的乘积，表示了螺纹连接部件的受力情况。
一般情况下，加矩的大小与预紧力呈正相关关系，即加矩越大，预紧力越大。
其次，拧紧技术还要考虑螺纹粘接。
螺纹粘接是指在螺栓和螺母连接过程中，由于摩擦力和变形等因素，使之产生一定的阻力，从而防止连接部件松动。
螺纹粘接需要合理控制加矩的大小，以确保连接部件既不会松动，也不会损坏。
最后，拧紧技术还需要考虑拉伸控制。
拉伸是指螺栓或螺母在连接过程中产生的拉力。
拉伸受力状态对螺纹连接的稳定性和可靠性起着重要影响。
在拧紧过程中，需要控制螺栓或螺母的拉伸量，以确保其在工作过程中不会发生断裂。
拧紧技术的应用非常广泛。
首先，在机械制造领域，拧紧技术应用于各种各样的螺纹连接件，如螺栓、螺母、螺旋桨等。
通过合理的拧紧技术，可以确保机械设备的正常运行和安全性。
其次，在汽车制造领域，拧紧技术用于汽车组装过程中的各种连接件。
如引擎的连接螺栓、底盘的固定螺栓等。
通过科学的拧紧技术，可以保证汽车的性能和安全性。
现在汽车生产线上已经广泛应用了自动拧紧技术，提高了生产效率和质量。
再次，在航空航天领域，拧紧技术被广泛应用于飞机的制造和维修过程中。
飞机的安全性和可靠性非常重要，连接件的拧紧紧固强度必须得到严格控制。
因此，拧紧技术在飞机制造中起着至关重要的作用。
最后，在建筑领域，拧紧技术用于建筑结构的连接，如钢结构中的螺栓连接。
拧紧技术的应用能够保证建筑结构的稳固性和安全性，提高建筑结构的抗震性能。
通用螺纹紧固件拧紧工艺规范1.目的为加强公司产品螺纹紧固件紧固规范，保证螺纹装配强度，提升产品装配质量，特制定通用螺纹紧固件拧紧工艺规范。
2.范围公司产品通用螺纹紧固件在生产制造、现场安装调试、产品售后维修过程中都需遵循本工艺规范，对螺纹紧固件实施拧紧。
3.职责3.1工艺工程师编制本工艺规范、对本规范进行说明、解释和修订；3.2产品制造部门、安装调试部门、售后维修部门按本工艺规范要求实施螺纹拧紧；3.3检验部门按本工艺规范进行检验。
4.详细规定4.1紧固件要求4.1.1 M12（含M12）以下螺钉（螺栓）推荐使用不锈钢A2-70材质，M12以上螺栓推荐使用达克罗处理螺栓；4.1.2螺纹紧固件推荐使用国标优选螺纹规格；4.1.3图纸或技术文件中规定了螺栓强度性能等级，严格按照图样及技术文件上规定性能等级的紧固件装配；未规定紧固件强度性能等级，按照强度等级为8.8级紧固件进行装配。
4.2紧固件连接4.2.1 螺纹、螺钉和螺母连接时严禁打击或使用不合适的旋具或扳手，紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏；4.2.2图纸或工艺文件中规定拧紧力矩的紧固件，严格按照规定拧紧力矩紧固；未规定拧紧力矩的紧固件，其拧紧力矩按照下图表1拧紧：4.2.3同一零件多个螺纹紧固件连接时，各个螺钉（螺栓）需交叉、对称、逐步、均匀拧紧；如有定位销，应从靠近该销位置的螺钉（螺栓）开始拧紧；4.2.4螺钉、螺栓和螺母拧紧后，其支承面应与被紧固零件贴合；4.2.5螺母拧紧后，螺栓、螺钉应露出螺母端面2-3个螺距；4.2.6沉头螺钉紧固后，沉头不得高出沉孔端面。
4.3紧固件润滑推荐螺纹紧固前进行螺纹润滑。
4.4二次拆装螺钉、螺栓（螺纹紧固件在生产车间装配好后，发运时需要拆卸，发运到现场后再次进行紧固安装）推荐出厂时发运全新螺栓到现场进行螺纹紧固装配。
5相关文件6相关记录。
