螺栓法兰接头安全密封技术（一）——安装螺栓载荷.pdfVIP

第 49卷第 3期 化 工 设 吝 与 管 道 、，01．49 NO．3 2012年 6月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Jun．2O12 螺栓法兰接头安全密封技术(一) — — 安装螺栓载荷 蔡仁良， 蔡暖姝 ， 尤子涵 ， 章兰珠 ， 范淑玲 ， 应道宴 (1．华东理工大学机械和动力工程学院，上海 200237：2．全国化工设备设计技术中心站，上海 200040) 摘 要：安装螺栓栽荷不足和安装不当是引起螺栓法兰接头泄漏的主要原因，结合螺栓栽荷和垫片应力的 相关定义，针对 目前在安装螺栓载荷上的一些认识 问题进行分析和探讨，以引起工程设计和现场安装人 员的重视，为安全密封提供应用参考。 关键词：螺栓法兰接头；垫片应力；安装螺栓载荷；密封 中图分类号：TQ050-3；TH 122 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2012)03—0012—06 螺栓法兰接头 (BoltFlangeJoint，BFJ)是石油化 应力 (Stress)、力矩 (Moment)、变温 (Temperature 工设备、管道和阀门广泛使用的可拆连接形式，目前 Change)等 。因此，工程上通常将螺栓载荷 (Bolt 仍是炼油、石化、能源、医药等行业发生原料或产品 Load)用螺栓拉伸力或螺栓应力表示，螺栓应力 = 泄漏 (Leakage)、逸 出 (Emission)、燃烧、爆炸等 螺栓拉伸力 ／承载面积 (螺纹根径截面积或拉伸应力 事故的主要源头，由于泄漏引起的压力设备的失效是 截面积 )。显然，实际螺栓应力 (或安全螺栓应力) 当前承压设备行业最大的安全隐患。影响法兰接头密 应控制在其材料的屈服强度 (或保证应力)以下，以 封性能的因素很多，如法兰刚度、垫片材料和类型、 避免发生永久变形 。此外，当法兰安装采用力矩控制 螺栓选配以及安装工具和方法等，而安装螺栓载荷不 螺栓载荷时，螺栓力矩 (BoltTorque)代表了螺栓载 足和安装不当是诸多影响因素中最为关键的因素Ⅲ。 荷的大小，螺栓力矩与螺栓拉伸力之间存在确定的关 螺栓法兰接头密封的本质是在安装过程 中，通 系 ，如 71_ FD 。 过螺栓预紧力 使垫片产生足够的压缩变形，从而 2 垫片应力的一些定义 堵塞密封接触表面及垫片内部的微小泄漏通道。并在 其后的工作状态下，由于外力 (内压、温差、管 垫片应力 (GasketStressorGasketPressure)常用 道系统的弯矩或拉力)的作用，由螺栓预紧而产生 于表示作用在垫片表面 (仅承受密封的部分表面)的 的垫片预紧载荷将有所降低 (降低值设为△ )，但 单位压缩载荷，也称垫片比压。因其直接影响垫片密 仍足以使流体 (气体或液体)在内压P作用下的泄 封的能力，故是螺栓法兰接头最重要的性能参数之_。 漏率控制在预定范围内。因此，安装时螺栓预紧载 (1)最小垫片预紧应力Ym (Min．GasketSeating 荷 的确定，就成为控制法兰 一垫片接头泄漏率的 Stress)：预紧螺栓时，使垫片产生足够的压缩变形， 关键所在。事实也证明，在诸多影响螺栓法兰接头产 堵塞密封接触表面及垫片内部的微小泄漏通道所需 生泄漏的事故例中，大部分是 由于螺栓预紧载荷选择 要的最小垫片应力。 不当或安装时没有将预定的载荷均匀、足量地施加在 (2)最小垫片工作应力， (Min．GasketOperating 接头上而造成的。