扭紧或拉紧──安全攸关的问题

栏目:行业知识 发布时间:2018-05-22


日常生活中,几乎每个人都拧紧过螺母,也都知道扭矩的基本概念。它是古老、简单(而且对大多数非工程人员来说)也是唯一的紧固螺栓连接的方法。
无论是手动还是液压,与其他方法相比,扭矩的基本原理简单易懂,所以是一个更具成本效益的选择。与此同时,这也离不开对扭矩紧固中关键因素的理解和培训。


液压拧紧也有局限性,特别是摩擦力。通常,摩擦力占施加到螺母的扭矩的90%,这意味着只有一小部分扭矩能转化为有用的螺栓载荷。因为扭矩是间接的载荷方式,所以难以预测精确的螺栓载荷。有许多因素需要考虑,尤其是所使用的润滑剂、如何避免可能的污染,以及螺母承载面的良好表面光洁度。这些问题必须解决,才能确保使用扭矩产生预紧力时有合理的精度,而这可能成为关键连接中一个重大的缺点。


液压拉伸技术诞生于上世纪七十年代,先驱者之一是英国工程师 Fred Heaton,后来他创办了 Hydratight和 Boltight 公司。随后二十年间,该技术逐渐普及,现已成为石油和天然气、风能、海底或发电等许多行业用于紧固大型关键连接的首选方法。

跟液压拧紧相比,它的工序更为复杂,需要更专业的设备。在某些应用中,拉伸可以提供更高的精度和控制度,并能加快组装速度。这对带有多个螺栓的法兰尤为有利。使用常规的拧紧安装,每个螺栓是以同样的方式逐个拧紧,作业时必须小心,以避免给垫片或法兰的一侧施加过高载荷的风险。相比之下,如果使用多个张紧器,便可同时紧固多个螺栓,均匀压缩垫片。


拉伸技术另一个公认的好处是精度大为改善,不过 Noble 指出,事实并非那么简单。

拉伸技术也有缺点,即载荷损失,它发生于预紧器松弛及载荷转移到螺母之时。为了弥补这个缺陷,技术人员需要估算载荷损失,并预先施加预期中可能损失的载荷。这意味着螺栓、垫片和法兰实际承受的应力将会大于目标组装应力。在连接设计阶段或者使用工具之前,都要考虑到这一点。一种替代方法是重复拉伸程序以补偿沉降。

液压拉伸还有实用性和后勤上的缺点。由于需要较多的设备和专门的工具,它的成本高得多。

综上所述,拧紧与拉伸技术并不能简单地区分高下,最好是根据连接而定。


您知道吗…
在液压拧紧过程中,摩擦力通常 占施加到螺母的扭矩的 90%

连接的考量
对于螺栓连接,在选择拧紧或拉伸之前必须考虑几个因素。

  • 确定应用所需的安装载荷。

  • 考虑任何对您的选择有直接影响的因素。在某些应用中,在螺栓连接上应尽量避免扭应力的产生,例如混凝土中的地脚螺栓,那么最好是选择拉伸。不过,如果作业空间狭窄,那么选择拧紧更好。

  • 不能忽视物理和逻辑上的约束,拉伸器需要至少等同于螺栓直径长度的螺纹来夹持。