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螺栓松弛及热紧.doc

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螺栓松弛及热紧.doc

上传人:pppccc8 2022/6/19 文件大小:87 KB

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螺栓松弛及热紧.doc

文档介绍

文档介绍:正常运行一段时间,为什么部分螺栓会松弛?
除了螺栓材料和法兰刚度的因素外,螺栓松弛的原因一般有蠕变和应力松 弛。
紧固螺栓在长时间应力的作用下,内部将发生与时间有关的塑性变形。由于 总变形恒定,在塑性变形增加的同时,将引起弹性变形量的减正常运行一段时间,为什么部分螺栓会松弛?
除了螺栓材料和法兰刚度的因素外,螺栓松弛的原因一般有蠕变和应力松 弛。
紧固螺栓在长时间应力的作用下,内部将发生与时间有关的塑性变形。由于 总变形恒定,在塑性变形增加的同时,将引起弹性变形量的减少,使压紧力下降。 这种在恒定变形条件下,引起应力随时间下降的现象就是应力松弛。应力松弛现 象既存在于高温条件下,也存在于室温条件下。高温下应力松弛速率要远大于室 温下的松弛速率。金属在高温下抵抗应力松弛的能力是材料重要的高温强度性能 之一。
材料在保持应力不变的条件下,应变随时间的延长而增加的现象叫蠕变。蠕 变在低温下也会发生,但只有达到一定的温度下才能变得显著。通常碳素钢超过 300-350°C,合金钢在400-450°C以上时有蠕变行为。
另外,预紧时预紧力不够,或者螺栓受力不均匀,也容易导致螺栓松弛。这 是因为根据文献,螺栓预紧力变小时,应力松弛速率会变大,加剧了螺栓的松弛 趋势。
预紧需要注意的问题?
反应器各连接部位密封要求较高,特别是法兰直径达1米以上,使得法兰厚 度、螺栓尺寸均很大,需给螺栓施加很大的预紧力才能保证八角垫初始密封和承 压工作时的残余密封条件。因此,如果初始预紧不均匀或预紧力不够,升温后因 螺栓同时伴有应力松弛,很容易导致螺栓松弛,无法实现密封。
预紧时应注意以下几个方面:
1) 密封面、不锈钢齿型垫必须清洗干净,密封面上不能有脏物,螺栓孔周 围外表面和螺母平面应平整无毛刺。否则会影响垫片均匀受力
2) 先用手或简单工具拧紧螺母,直至螺母底面与法兰面接触。
3) 按设备制造厂或图纸规定用液压紧固装置进行螺栓紧固,螺栓预紧力应 按要求分步(一般为4步)逐级上紧螺栓,对于每步油压值,螺栓的紧固必须按 规定的顺序成组进行;紧固过程中每紧固螺栓一圈,均应测量法兰面之间的间隙, 其差值控制在规定值内;第三步上紧后,再用第三步上紧的油压值对整圈螺栓均 匀紧固一次。
4) 系统升温后,应对螺栓热紧一次,热紧油压按最终油压值。
热紧的概念及使用场合?
热紧是内部介质温度较高的管道螺栓,除在施工时紧固外,还要在达到工作 温度或规定温度时再进行的紧固。由于螺栓预紧安装时处于常温,而在正常使用 时,温度升高,螺栓受热膨胀,间隙加大,所以必须通过热紧操作重新实现密封。
一般来说,工艺系统内部温度>200°C的设备、管道等的连接部位,螺栓需要 热紧。另外,在装置频繁开停车或紧急停车后又马上进行开车时的热紧尤为重要。
为什么有的国外公司在施工过程中,给足够的螺栓预紧力,保证施工过 程中螺栓紧固的均匀性,不建议进行热紧?
理论上可以从两个方面论证热紧的合理性:
膨胀产生的力增量
假设螺栓材料与法兰材料相同。
法兰温度来自介质传导而得;螺栓温度来源两个方面:螺母与法兰接触部位 的传导、螺栓孔封闭区域的法兰对螺栓的对流热传导。
因此螺栓温度低于法兰温度,而从热膨胀角度,法兰膨胀量大于螺栓膨胀量, 作用在垫片上的密封比压在冷态更高,从这方面考虑不用进