法兰定力矩紧固技术在化工新建装置和检维修装置中的应用

法兰定力矩紧固技术在化工新建装置和检维修装置中的应用

杜伟明

辽阳石油化纤公司建修公司  辽宁省辽阳市 111003

摘要：在化工装置检修过程中，为了方便拆卸，可以采用法兰螺栓来连接，而法兰螺栓连接后，如果定力矩紧固效果不好，则容易造成泄露的危险，从而造成安全事故的发生，不仅威胁到工作人员的生命安全，也会造成非常大的经济损失。当前在法兰螺栓拦截过程中，定力矩紧固在化工设备检修中已经得到了广泛的应用。通过定力矩紧固，可以为螺栓的连接，提供均匀的紧固力矩，而紧固力矩数值则是保证法兰连接密封性的关键。

关键词：法兰定力矩紧固技术；化工新建装置；检维修装置；应用

1定力矩紧固技术概述

定力矩紧固技术是一种常用于紧固连接的方法，用于确保螺栓、螺母等零部件之间的连接牢固可靠。这种技术通过施加一定的扭矩来让螺纹连接的部件达到预期的紧固效果，同时保证连接处的安全性和可靠性。定力矩紧固技术的主要概述如下：（1）确定扭矩数值。根据工程要求或具体情况，确定每种螺栓或螺母的扭矩数值。这一数值通常由相关标准或规范规定，也可以根据工程要求进行调整。（2）选择工具。使用合适的扭力扳手或其它扭矩工具来施加扭矩。这有助于确保施加的力矩值准确且稳定。（3）施加扭矩。将扭矩传递到螺栓或螺母上，达到预期的紧固效果。在施加扭矩时，要确保力矩施加的方向正确，并避免过度或不足的扭矩。（4）检查并记录。完成紧固后，应该进行检查确保紧固是否到位，是否符合要求。同时，需要记录下每个连接部位的扭矩数值，以备后续检查或维护参考。

2法兰定力矩紧固技术在化工新建装置、检维修装置中的应用

2.1定力矩紧固状况

当前在化工生产过程中，定力矩紧固已经成为化工装置非常重要的组成部分，在我国对化工生产的环保、安全要求不断提高的基础上，对于化工装置生产过程中的静密封点泄露管理要求不断提高。在加氢类装置中由于操作压力比较高，容易发生泄露，如果法兰出现松动而发生泄露，会造成紧固难度加大，甚至会在生产加工中途，出现退料维修等问题。在传统的法兰紧固过程中，受到工作人员以及操作标准的影响，不能达到法兰紧固零泄漏。通过传统的方法，在进行螺栓紧固过程中，会由于螺栓载荷不当或者不均匀，从而造成化工装置法兰紧固泄露风险，为了避免这种情况的发生，应严格进行施工管理，保证螺栓紧固过程的标准化，从而对法兰螺栓进行精确控制。通过法兰定力矩紧固可以加快施工进度，减少使用过程中的热紧程序，还可以节省人力资源，保证装置运行的安全性，为化工装置的稳定运行奠定基础。

2.2定力矩紧固要求

第一，法兰紧固要求。通过法兰、螺栓、垫片这三者，是保证密封性的重要因素，法兰螺栓紧固力可以在密封面上产生满足要求的密封压力，螺栓紧固力可以传导在垫面上，从而使得垫片部分产生形变，弥补法兰在紧固过程中产生不平衡问题，从而实现法兰密封的效果。法兰定力矩紧固过程中，在达到设计所需要的压力后，法兰会因为管道内压，从而向两侧产生一定的力，从而使得法兰螺栓延长，再延长后垫片上的预紧力也会减少，当预紧力到达临界值的时候法兰可以保持无泄漏。因此这个最好的预紧力就是垫片的有效预紧力，所需要的力就是比压力。在法兰出现泄露的时候除了垫片和密封面的先天性损坏之外，主要是由于预紧力小于比压力，从而引发的法兰泄露问题。因此在垫片上的比压力，应大于法兰管道或者设备中的压力，从而更好地保证法兰的密封效果。法兰紧固后垫片变形可以作用于法兰面不平，在装置运行过程中，法兰密封面不平，主要是由内部垫片的弹性能力造成的。因此并非螺栓的预紧力越大就越好，而应结合标准，进行准确的计算，如果预紧力过大会造成垫片变形严重，甚至导致垫片破坏从而失去弹性，甚至会造成密封面与垫片骨架直接接触，从而使得法兰密封面密封面损坏或者凹槽变形。第二，密封性完成检查。在对密封面检查中，完整性检查点与标准法兰和螺母接触面、密封面的损坏程度，对于螺栓的紧固和设备的运行，都有非常重要的影响。因此需要对法兰进行拆卸，并进行清理检查，一旦发现问题，应及时处理。利用检测工具，可以在密封面内源十字，等分测量基准点，并对基准点的值进行确定。测量整个圆周围，在测量完成后，向外移动6mm继续测量，直到全部测量完成，对每次测量差值应在公差范围内。在法兰定力矩紧固前需要对密封面严格检查，保证水平度和法兰密封面间隙都可以符合要求。

2.3紧固力矩的确定

1）安全系数。主要是考虑到荷载计算的准确性、材料的可靠性以及机件工作的重要性，在安全技术应用规程中，对于钢制压力容器，所选择的板、管、锻件、螺栓等，都有应力最小安全系数要求，在进行螺栓应力计算过程中，可以取屈服强度和持久强度极限值，除以安全系数后，得到最小值。存在一些高温搞下环境下的法兰，其计算结果会超出所给应力，因此需要对数据进行修正。2）修正系数。在力矩计算过程中，法兰、螺栓等设备是否更新，润滑是否良好，无法进行量化，这这些对于力矩计算结果会产生很大的影响，并且在不同的环境下，对于力矩计算也存在相应的影响。在进行系数修正过程中，对于定力矩紧固是非常重要的。钢制八角垫的垫片与密封槽需要较高的匹配度，并在高温高压环境下应用，当垫片循环使用过程中，八角垫和密封槽并不是每次都完全贴合到位，如果出现局部贴合角度出现偏差，会导致法兰密封槽中产生较为集中的局部应力，虽然垫片会比法兰材质软，但是如果严重的贴合不到位，也会造成法兰本身受到损伤，尤其对密封槽根部造成较大的影响。平面垫片因为接触面积比较大，并且较为规整，并且施加在垫片中的荷载较为均匀，从而很少出现这种局部产生应力的现象。因此在计算密封垫片或者八角垫力矩过程中，不宜选择过大的力矩。3）紧固顺序。法兰紧固力矩确定后进行紧固时采用三遍紧固，第一遍属于定位紧固，采用紧固力矩的50-70%，紧固时采用游标卡尺测量法兰错边量控制在0.8mm以内；第二遍和第三遍均采用100%力矩值紧固，控制法兰错边量控制在0.8mm以内；法兰定力矩在未来会将计算结果控制在更小的范围，并满足密封条件，降低周期负载运转对法兰螺栓的疲劳损坏，不断延长法兰螺栓的使用寿命。

2.4定力矩紧固检查

法兰螺栓紧固过程中，需要重视对定力矩紧固的检查，可以在法兰螺栓穿过螺栓孔后，涂抹润滑油，这样可以防止法兰螺栓螺孔中的颗粒物造成污染，如果出现污染需要继续清理，涂抹润滑油。一般情况下，二硫化钼作为高温抗咬合剂，需要将螺栓两侧扣满，一侧需要露出至少两到三牙。根据相关标准，应精确计算每个应用工况中的螺栓所需要的荷载，还要考虑到温度和压强的变化，保证在稳定运行过程中，所需要的螺栓荷载，从而使其可以作为后续施工的目标荷载。在法兰拆卸检验过程中，发现泄露的主要原因，在于法兰在紧固之前使用高压八角垫，是重复使用的垫片，地面的密封面过于粗糙，不符合法兰紧固密封性的要求，从而造成泄露问题的出现。因此可以通过更换垫片的方式，并对密封面进行清理，之后在重新紧固，从而使得问题可以得到解决。

3结语

通过定力紧固，可以提升化工设备法兰紧固密封面的合格率，在定力矩紧固前，需要做好充分的准备工作，并按照定力矩相关要求进行操作，保证法兰螺栓的零泄漏，有效提升密封效果。在定力矩紧固过程中应做好密封面的清洁，对于高处、有遮挡的法兰，应提前进行检查，不能因为客观因素，从而削减检测的内容，要严格按照定力矩检查表，严格、逐一落实。在定力矩紧固前还要安排定力矩技术服务公司，对技术人员、施工人员进行统一的培训，技术培训并通过考核的人员，才可以参与后续的工作。在装置升温或者生涯过程中，在检查有泄漏问题后不可盲目地进行加大紧固力，可以先按照原来的要求进行紧固，如果还存在泄露，可以退料后拆检，并重新核定力矩，尤其是一些加氢类的装置，高压法兰如果盲目加大紧固，会使法兰泄漏更大。

参考文献

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