螺栓定力矩緊固在裝置檢修中的應用

王燕文

摘 ?要：螺栓連接是應用非常廣泛的可拆卸連接方式，在裝置檢修過程中，螺栓緊固質量成為裝置檢修質量的一項重要內容。螺栓定力矩緊固是一種科學的、有效的緊固技術。本文依據設備檢修標準規范，從定力矩緊固的實際操作應用入手，分析如何保證螺栓定力矩緊固在裝置檢修中的合理運用。分析螺栓定力矩緊固測定標準的要求，力矩緊固機理及操作不當的后果和定力矩緊固失效的原因分析。分析定力矩緊固的實際應用方法，以及選定扭矩緊固扳手的操作注意事項。根據螺栓定力矩緊固的特點，分析螺栓定力矩在裝置檢修中的應用前景。

關鍵詞：螺栓定力矩;緊固件;裝置檢修

引言

在裝置檢修中，為防止螺栓因緊固力矩偏小，或因螺栓緊固不均勻而導致法蘭面緊密性差，進而導致氣密檢查不順利或裝置開工時出現泄漏等問題的發生。一般螺紋連接時都需要一定的預緊力，若預緊力過大，會導致螺紋損壞，墊片壓死失去彈性?，F在的裝置，尤其是一些老裝置普遍存在法蘭并不是統一標準，多數存在多種標準，而且同一法蘭連接，螺栓存在長短不一、粗牙細牙、粗細不一的問題，這些問題都導致法蘭緊固難度增大。采用定力矩緊固，可以從源頭把控，根據不同的標準的法蘭連接要求，同一配對法蘭采用符合標準要求的墊片及螺栓等。在裝置檢修操作中，根據檢修實際需要，確定符合螺栓定力矩緊固操作的施工方案。

1 螺栓定力矩緊固測定要求

控制法蘭盤的強度，按照實際擰緊力矩水平，注意力度變化，避免法蘭承受強度過大從而導致破壞問題的發生。評估螺紋的強度標準量，在合理的力矩作用下，避免螺紋出現可能存在的脫扣現象。擰緊力矩，注意螺紋旋緊下的螺紋和螺母可能受到的損害量情況。按照旋轉擰緊的扭矩比例關系，分析旋轉扭矩和限定扭矩值水平。按照螺栓螺母的連接方式，給定合理的緊固力矩值。聯合體內的壓力范圍和內壓力水平，分析確定體量變化。按照設計規范要求，對螺栓擰緊力矩進行評估，充分考慮墊片、螺栓強度、法蘭盤強度的性能，保證力矩的合理應用。按照墊圈基本性能的前提下，不因擰緊力矩小導致泄漏問題。按照擰緊力矩的規范要求，注意墊片的壓力水平，注意場內壓力強可能導致的泄漏風險問題。提升螺栓的強度量水平，不擰緊力矩，控制螺栓的屈服強度破壞水平，在合理的擰緊后確定大概螺紋連接的預期應力，控制不大于實際屈服力。

2 定力矩緊固機理及操作不當的后果

螺栓連接操作中若受軸向承載力的作用，扭緊力矩使接合面上產生壓力。受外載荷作用的抵消后的剩余預緊力是接合面上的壓緊力。螺栓連接操作中若受橫向承載力的作用，主要依靠摩擦力來抵抗外部載荷量，預緊力決定了法蘭間的密封。而預緊力的施加來源于力矩。如果力矩施加不足，導致預緊力不足，嚴重時可能出現螺栓松垮的情況，連接件接合面可能出現泄露的風險。如果力矩施加過大，導致預緊力過大，嚴重時可能出現螺栓擰斷，以及墊片壓縮沒有彈性等情況，最終導致連接件再次拆卸時困難。

3 定力矩緊固失效的原因分析

為了更好的緊固，從多個方面分析力矩緊固失效的原因。需要通過對角選定緊固的方法，分析效率較低的情況下，螺栓預緊固均勻對稱不足的原因。按照預期緊力作用、螺栓、墊片的操作方式，對壓力水平進行評估，分析導致彈性弱的原因。結合螺栓整體使用壽命可能導致作用力下降的原因，造成預緊力下降，進而導致的密封失效的原因。對擰緊螺栓的緊固方式分析，其中包含預緊力，擰緊力，螺栓直徑，螺紋表面與法蘭的光潔度水平等原因分析。

4 定力矩緊固的實際應用方法

螺栓緊固連接操作過程中，螺栓預緊力控制大體分為五種。其中包含擰緊力矩控制預緊力、利用轉角控制預緊力、通過螺母轉角控制預緊力、通過螺栓伸長量控制預緊力、通過液壓拉伸器控制預緊力。按照正常的裝配操作要求，最常見的是螺栓軸向預緊力作用方法，可以通過轉矩之間的銜接，有效地控制軸向作用的預緊力水平。在法蘭緊固過程中，以往常見的是使用手動方式，調整扭力扳手，保證扭力扳手最終可以完成力矩控制。隨著產業化進程的快速發展，液壓扭矩扳手開始普遍使用，并在裝置檢修中逐步拓展使用。

在實際使用中，要按照螺栓預緊力作用，均勻地調整對稱作業的操作要求，實施精準化操作，降低泄露率水平，提高裝置的整體檢修質量水平。

4.1 扭矩扳手和扭矩操作值的評估選定

根據現場的不同工作操作環境要求，結合扭矩值變化大小進行分析。選定扳手的型號和扳手的最小值和最大值。在選定扳手過程中，需要確定實際可以選定的型號。根據扭矩值選定所用的扭矩扳手，保證扭矩值在選定扳手的能力范圍在30%至70%之間，保證扭矩輸出的精準度，保證扭矩設備廠家能有效提供評估。

4.2 使用前的注意事項

緊固前要查驗施工人員是否經過定力矩緊固的培訓，是否明白螺栓緊固機具的使用。查看螺栓與螺母之間螺紋副的嚙合情況，確認螺栓與螺母之間、螺母與法蘭之間是否涂有二硫化鉬潤滑劑，舊螺栓是否經過柴油浸潤和清洗，以及同一法蘭面所使用的螺栓是否同一，且材質符合要求。重點檢查法蘭密封面的情況，保證密封面的粗糙度符合規范要求。檢查墊片的規格及材質，確保所使墊片符合使用規范及裝置檢修要求。通過初步判定分析，確定螺栓螺母的新舊及疲勞狀態，判斷螺栓初步力矩大小，分析力矩大小松開是否合適。注意使用游標卡尺配合檢查，確定法蘭周圍間隙均勻，誤差在允許范圍內。

5 螺栓定力矩在裝置檢修中的應用前景

石化行業火災爆炸事故56%是由泄漏問題引起的，其中95%的泄漏是由法蘭泄漏引起的，這就要求解決靜密封點泄漏，實現對裝置泄露的“源頭控制”，成為裝置檢修的一項重要工作，螺栓定力矩緊固通過科學的預緊力計算、合理的機具選型、標準的作業流程，能夠大幅減少熱緊的可能性，降低帶溫帶壓緊固的風險，能夠有效的降低法蘭泄漏率，并且有效的減少檢修保運時間，縮短設備乃至裝置的檢修周期，降低檢修設備零配件的消耗，有效的降低法蘭泄漏率，避免因法蘭泄漏帶來的火災、爆炸等事故的發生，提高石化企業持續盈利的能力，實現企業的社會價值。

結語

綜上所述，螺栓緊固操作過程中，加強對螺栓緊固操作工序的管理。分解螺栓緊固操作流程，強化操作規范，嚴格控制每一道工序質量，并做到有檢驗、有記錄，形成數字化檔案。螺栓定力矩緊固在裝置檢修中使用時，重視裝置檢修流程控制，從實際檢修情況入手，提前制定螺栓定力矩的使用部位。在檢修中，要根據檢修進度嚴格把控螺栓定力矩緊固的進度。檢修后對緊固新技術使用情況進行總結評估，根據評估結果，完善螺栓定力矩在裝置檢修中的操作要求，逐步提升螺栓定力矩緊固的操作標準水平，確保螺栓定力矩緊固在裝置檢修中的合理使用。

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