螺栓紧固扭矩计算方法的探讨.pdf

w, xue Lulu,cu
炼油与化工
2014年第1期
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
19
螺栓紧固扭矩计算方法的探讨
李涛
(大庆石化公同工程质量监督站,黑龙江大庆163714)
摘要:法兰连接是石油化工装置中最常用的连接结构。通常法兰连接螺栓的紧固主要是靠人力来
完成,易造成螺栓紧固力不均匀,出现密封泄漏。文中通过对力矩多种计算方法的比较,筛选出
种科学的力矩计算方法,在装置检修中应用效果良好。
关键词:螺栓;力矩紧固;扭矩;计算
中图分类号:TH131
文献标识码:B
文章编号:1671-4962(2014)01-0019-03
法兰连接因拆卸、安装方便,是石油化工装置1螺栓紧固力矩的计算
中最常用的连接方法,通常法兰连接螺栓的紧固
在螺栓连接结构中,由于拧紧扭矩、螺栓预紧
主要是靠人力来完成,或用加长套管或用锤击,也力、螺纹公称直径及扭矩系数之间的关系为:
有用风动扳手,直到紧不动为止,往往造成每条螺
Kmd
栓预紧不均,部分螺栓已经超过屈服极限,早期失式中7拧紧扭矩,N?m;k一扭矩系数;M一螺栓
效,部分螺栓预力过小,造成法兰泄漏。在实施力预紧力,kN;d一螺纹公称直径,mm。
矩紧固的过程中,最重要的是如何确定紧固力矩。2扭矩计算中参数的选取
原煤价格按350元计算,则对锅炉添加燃煤助燃会效益。
剂后可节约原煤费用1376.06万元/a
4结论
3.2添加助燃剂后的药剂成本
大庆石化公司热电厂通过对锅炉燃煤助燃剂
2007年燃煤总量为1571980t,药剂消耗量为的实际应用,表明该助燃剂能够起到助燃、降低飞
628.792t,药剂价格按9400元介计算,全年用燃煤灰含碳量和排烟温度、节煤、减轻炉内结焦和环保
助燃剂成本591.06万元。
等作用,对锅炉的安全、经济运行具有明显的效
3.3添加助燃剂后的经济效益
果,可以在电站锅炉上推广应用。
该厂2007年锅炉添加燃煤助燃剂后年节约成参考文献
本1376.06-591.06=785万元。随着煤炭价格的继I1]李南,高山,藤彦廷火力发电厂节能技术及其应用[MI.北京:中
续上浮,添加燃煤助燃剂的经济效益将更加显著。
国电力出版社,2007:24-249.
[2了周宝欣火カ发电厂生产技术管理[Mj.北京:中国电力出版社,
3.4添加助燃剂后的社会效益
2005:121-123.
随着国民经济的不断发展,日常生活生产用『3]雷铭发电节能手册[M.北京:中国电力出版社,2009-209
电量的需求也在不断上涨,我国电力企业发展已4]朱川,姜英,丁华国内燃煤助燃剂的研究进展!J!煤质技术
达到高峰。火力发电机组燃料主要以煤为主,使
2010(4):41-42
5]王爱钓燃煤锅炉的节能技术措施[J]铁法科技
得对煤炭资源的消耗日趋增加。我国已将建设节
2006,10(1):32-34.
约型社会做为一项基本国策,提倡广泛开展节能[6]杨燃煤催化剂的作用机理及对比研究J.科技情报开发与
技术研究与应用。向锅炉内添加燃煤助燃剂不但
经济,2007,17(8):11-12
可以提高锅炉效率,减少燃煤消耗量(仅大庆石化「7于海深,手风节添加的特性研究节能,
2007(1):19-22
公司热电厂每a减少近4万t原煤的消耗),还能起
收稿日期:2014-01-17
到消烟、脱碗的目的,降低林格曼黑度和SO。排放作者筒介:冷传英,女,工程师,199年毕业于大庆石油化工总厂职工
量,减少对环境的污染,具有一定的环境效益和社大学,现从事热电厂工艺技术管理工作。
炼油与化
REFINNG AND CHEMICAL INDUSTRY
第25卷
2.1扭矩系数
层非常严重,因此对于扭矩系数的选取影响非常
扭矩系数ん值反应了螺栓连接紧固过程中施大,因此对此类情况在螺栓紧固前要做好润滑
加扭矩和预紧力的关系,是力矩紧固过程中最不工作,特别是螺栓清洗工作,正确选择扭矩系数还
好确定的因数。选择过大,计算出的扭矩过大,易要在应用中逐步积累经验。
造成螺栓或垫片损坏;选择过小,计算出的扭矩过
(2)螺纹螺距对扭矩系数的影响
小,达不到垫片密封要求,会造成泄漏”。
在扭矩系数计算中有1个参数螺纹升角,这就
扭矩系数k同螺栓的结构、各摩擦副的摩擦因是相同螺栓公称直径、不同螺距扭矩系数是不同
数有关,计算公式为:
的,下面以M76的螺栓为例计算不同螺距时的扭
M tan(+p:)+ Au D-di
矩系数,结果见表3。
3d D2
(2
表3不同螺距下的扭矩系数
螺距/〃
6
式中d一螺纹中径,mm;d一螺栓孔直径,mm;
0.169
0.171
0.172
0.175
p一螺纹升角,;/一螺纹当量摩擦角,;从一螺纹
从表3可以看出,随着螺栓螺距的增加,扭矩
当量摩擦閃数;μ一螺母与被连接件支承面间的摩
系数也在增加,螺距2mm同螺距6mm扭矩系数只
擦因数;D一螺母支承面的外径,mm。
(1)摩擦因数对扭矩系数的影响
相差3.7%,对紧固力矩的计算影响不大,因此螺距
在扭矩系数计算过程中,需要确定的主要圆对扭矩系数的影响可以忽略。
(3)螺母支承面的外径和螺栓孔直径对扭矩
数是螺纹当量摩擦因数μ,和螺母与被连接件支承
面间的摩擦因数μ。这两个参数对计算结果影响系数的影响
最大,而且又是难准确选取的参数,一般选择值
螺母支承面的外径和螺栓孔直径只影响螺母
与法兰支承面之间的摩擦系数,是式(2)的计算结
见表1。
果,对于不同螺母支承面的外径和螺栓孔直径的
表1不同涂层、不同润滑条件下的摩擦因数
L-AN钙基L-AN油+
m,计算结果见表4。
涂层関无润消油润滑脂20%MS
因数
0.3
表4不同螺距下的扭矩系数
0.20
0.12
0.0
氧化
d/mm
计算结果
计算结果
0.340.260.26
0.09
14
0.103
0.09
镀锌
0.099
0.09
0.09
0.08
0.09
0.097
磷化
0.17
0.100
0.096
0.10
).11
0.09
0.098
68
0.095
镀镉
0.18
24
0.099
0.095
0.17
0.1
0.11
0.06
0.099
0.094
0.100
0.094
以钢制螺栓和法兰为例,按式(2)计算不同状
态下扭矩系数,结果见表2。
0.09
0.094
表2钢制螺栓和法兰扭矩系数
0,099
0.099
110
0.092
込N钙基L.-AN油+
润滑脂20%MS