За да се получи фланцова връзка без течове, е необходима правилна инсталация на уплътнението, болтовете трябва да бъдат присвоени на правилното напрежение на болта и общата якост на болта трябва да бъде равномерно разделена по цялата повърхност на фланеца.

Със затягане с въртящ момент (прилагане на предварително натоварване към крепежния елемент чрез завъртане на гайката на крепежния елемент) може да се реализира правилното напрежение на болта.

Правилното затягане на болт означава най-доброто използване на еластичните свойства на болта. За да работи добре, болтът трябва да се държи точно като пружина. По време на работа процесът на затягане упражнява аксиално предварително напрежение върху болта. Това натоварване на опън е, разбира се, равно и противоположно на силата на натиск, приложена върху сглобените компоненти. Може да се нарече „натоварване на затягане“ или „натоварване на опън“

www.enerpac.com

Динамометричен ключ

Динамометричният ключ е общото наименование на ръчно управляван инструмент за завинтване и се използва за прецизно задаване на силата на закрепване като гайка или болт. Той позволява на оператора да измерва силата на въртене (въртящия момент), приложена към болта, така че да може да бъде съобразена със спецификациите.

Ръчен и хидравличен ключ

Изборът на подходяща техника за затягане на фланцови болтове изисква опит. Успешното прилагане на всяка техника също изисква квалификация както на инструментите, които ще се използват, така и на екипажа, който ще извърши работата. По-долу са обобщени най-често използваните техники за затягане на фланцови болтове.

• Ръчен гаечен ключ
• Ударен гайковерт
• Чуков гаечен ключ
• Хидравличен динамометричен ключ
• Динамометричен ключ с ръчна греда и зъбно колело
• Хидравличен обтегач на болтове

Загуба на въртящ момент

Загубата на въртящ момент е присъща на всяко болтово съединение. Комбинираните ефекти на отпускане на болта (приблизително 10% през първите 24 часа след монтажа), пълзене на уплътнението, вибрации в системата, топлинно разширение и еластично взаимодействие по време на затягане на болта допринасят за загубата на въртящ момент. Когато загубата на въртящ момент достигне екстремни стойности, вътрешното налягане надвишава силата на натиск, задържаща уплътнението на място, и възниква теч или издухване.

Ключът към намаляване на тези ефекти е правилният монтаж на уплътнението. Чрез бавно и успоредно свързване на фланците при монтиране на уплътнение и извършване на минимум четири затягания на болтовете, следвайки правилната последователност на затягане на болтовете, има печалба в намалени разходи за поддръжка и повишена безопасност.

Подходящата дебелина на уплътнението също е важна. Колкото по-дебело е уплътнението, толкова по-високо е пълзенето на уплътнението, което от своя страна може да доведе до загуба на въртящ момент. При стандартните фланци с повдигната страна на ASME обикновено се препоръчва уплътнение с дебелина 1,6 mm. По-тънките материали за уплътнение могат да поемат по-голямо натоварване на уплътнението и следователно по-високо вътрешно налягане.

Смазването намалява триенето

Смазването намалява триенето по време на затягане, намалява повредата на болта по време на монтажа и увеличава живота на болта. Вариациите в коефициентите на триене влияят на размера на предварителното натоварване, постигнато при определен въртящ момент. По-високото триене води до по-малко преобразуване на въртящия момент в предварително натоварване. Стойността на коефициента на триене, предоставена от производителя на смазката, трябва да се знае, за да се установи точно необходимата стойност на въртящия момент.

Смазващи или противозадирни съединения трябва да се нанасят както върху опорната повърхност на гайката, така и върху външната резба.

Последователност на затягане

Първото преминаване, леко затегнете първия болт, след това преместете директно напречно или на 180 градуса за втория болт, след това преместете 1/4 оборот около кръга или 90 градуса за третия болт и директно напречно за четвъртия. Продължете тази последователност, докато всички болтове бъдат затегнати.
Когато затягате фланец с четири болта, използвайте кръстосана схема.

Последователност на затягане

Подготовка на фланеца с болтове

При фланцово съединение всички компоненти трябва да са правилни, за да се постигне уплътнение. Най-честата причина за спукани уплътнителни съединения са неправилните процедури за монтаж.

Преди да започнете процеса на закрепване, следните предварителни стъпки ще избегнат бъдещи проблеми:

• Почистете повърхностите на фланеца и проверете за белези; лицата трябва да са чисти и без дефекти (вдлъбнатини, вдлъбнатини, вдлъбнатини и др.).
• Визуално проверете всички болтове и гайки за повредени или корозирали резби. Сменете или поправете болтовете или гайките, ако е необходимо.
• Отстранете неравностите от всички нишки.
• Смажете резбите на болта или шпилката и повърхността на гайката, съседна на фланеца или шайбата. В повечето приложения се препоръчват закалени шайби.
• Поставете новото уплътнение и се уверете, че уплътнението е правилно центрирано. НЕ ИЗПОЛЗВАЙТЕ повторно старото уплътнение или използвайте МНОГО уплътнения.
• Проверете подравняването на фланеца ASME B31.3 Процесни тръбопроводи:
  … повърхностите на фланеца трябва да са успоредни в рамките на 1/16″ на фут диаметър, а отворите за болтове на фланеца трябва да бъдат подравнени до 1/8″ максимално отместване.
• Регулирайте позицията на гайките, за да сте сигурни, че 2-3 нишки се виждат над горната част на гайката.

Независимо кой метод на затягане се използва, винаги трябва да се правят гореописаните проверки и подготовка.

Забележка(и) на автора...

Моите собствени преживявания относно...динамометричните ключове

• В миналото съм сглобил стотици фланцови съединения без течове, от NPS 1/2 до NPS 24 и по-големи. Поради това рядко съм използвал динамометричен ключ.
  На практика "нормалните" тръбни фланцови връзки почти никога не се сглобяват с динамометричен ключ. Най-трудните връзки за мен винаги са били „малките“ и особено типът с повдигнато лице над клас 300 (RF височина = приблизително 6,4 mm).
  Сравнително повърхностите на фланеца от фланец NPS 1/2 са по-малки, отколкото например фланец NPS 6, и шансът за несъответствие според мен е много по-голям.
  В практиката редовно срещам фланцови съединения, при които подравняването не е в границата на допустимите отклонения. Ако просто се следва реда на процедурата за затягане, механикът не е много зает. Вероятно трябва да се започне от болт шест вместо от болт едно. Използвайте очите си по време на сглобяването на фланеца, това е много важно и много вероятно допринася за свързване без течове

Неправилни фланцови връзки – болтовете са твърде къси!

какво можеш да направиш

• Картината показва неправилно завинтен фланец, тъй като два болта са твърде къси и гайките не са напълно върху болтовете. Това означава, че ставата може да не е толкова здрава, колкото трябва. Фланците са проектирани така, че цялата комбинация гайка-болт да поддържа силите върху фланеца. Ако гайката е само частично завинтена върху болта, връзката може да не е достатъчно здрава.
• Ако работата ви включва сглобяване на оборудване, сглобяване на тръба с фланци, завинтване на капаци на шахти или други болтови връзки на оборудването или сглобяване на друго оборудване, не забравяйте, че работата не е завършена, докато всички болтове не са правилно монтирани и затегнати.
• Някои съоръжения изискват специални процедури за затягане на болтовете. Например, може да се наложи да използвате динамометричен ключ, за да затегнете правилно болтовете според спецификацията или да затегнете болтовете в специален ред. Уверете се, че следвате правилната процедура, използвате правилните инструменти и че сте правилно обучени в процедурата за сглобяване на оборудването.
• Проверете тръбите и оборудването за правилно завинтени фланци като част от инспекциите за безопасност на вашето предприятие. Като просто указание, болтовете, които не излизат извън гайките, трябва да бъдат прегледани от майстор или инженер на тръбопроводи.
• Ако забележите неправилно завинтени фланци във вашия завод, докладвайте за тях, за да могат да бъдат поправени, и се уверете, че необходимите ремонти са завършени.
• Проверете новото оборудване или оборудването, което е било сглобено отново след поддръжка, за да се уверите, че е правилно сглобено и правилно завинтено преди стартиране.

Каква е правилната дължина на шпилката?
Като правило можете да използвате: Свободните резби на болта над горната част на гайката са равни на 1/3 пъти диаметъра на болта.