При техническом обслуживании оборудования чрезвычайно важным моментом является болтовое крепление. Многие поломки оборудования происходят просто из-за игнорирования болтового крепления при обслуживании оборудования. Например, сломаны фланцевые болты ветроэнергетических башен, протекает нефтехимическое оборудование и т. д.

Поэтому в этой статье TorcStark объяснит, почему затяжка болтов чрезвычайно важна при обслуживании оборудования, в следующих аспектах.

Несчастные случаи из-за проблем с затяжкой болтов

В следующих двух случаях вы увидите крупные аварии, вызванные проблемами с болтовым креплением. При закручивании болтов мало кто изучает проблему выбора раствора, какие инструменты использовать и сколько витков закручивать. Однако игнорирование этого небольшого звена приведет к различным проблемам с оборудованием. Британский UKOOA сделал статистику, что 81% из 100 аварий с протечкой фланца вызваны неправильной нагрузкой на болт, то есть усилием предварительной затяжки. Если эти маленькие болты удастся хорошо затянуть, преимущества будут значительными.

1. Разрушение ветряка из-за сломанных болтов

Вентиляторы следует часто проверять и обслуживать во время работы.

Есть такой случай.

Вентилятор выдал несколько аварийных сигналов во время работы и быстро отключился из-за высоких значений вибрации. После того, как с ним разобрался обслуживающий персонал, он был сброшен и запущен снова. Через 24 часа ветряк рухнул. Средняя и верхняя секции башни, гондола вентилятора и ступица лежат плашмя на земле, а верхняя секция башни искривлена и деформирована посередине. Нарушена связь между редуктором и втулкой шпинделя ступицы, разорвана муфта редуктора, сломана лопасть с края, большое количество наполнителя рассыпано по земле.

2. Станок с ЧПУ выходит из строя из-за проблем с болтовым креплением

На одном перерабатывающем предприятии сломался высокоскоростной торцово-шлифовальный станок с ЧПУ. Величина перемещения шлифовального круга не соответствует значению, отображаемому на мониторе, что приводит к ошибкам в обработке. Во время разборки и технического обслуживания всего механизма на месте обслуживающий персонал обнаружил, что фиксирующие устройства двух наборов шариков направляющих были повреждены, что привело к рассыпанию шариков и появлению множества царапин и мелких ямок на направляющих.

После технического анализа, осмотра и обсуждения, наконец, было обнаружено, что параллельность двух направляющих имеет погрешность в 14 микрон. Причина ошибки заключается в том, что когда производитель станка закрепил поперечную линейную направляющую болтами, они не раздавили ее и не отрегулировали равномерно, что постепенно вызвало неравномерное усилие на линейную направляющую, в результате чего шарики упали и вышли из строя.

Заводская утечка загрязняет окружающую среду из-за проблем с болтовым креплением

В связи с крупными масштабами нефтехимических заводов и быстрым развитием заводского производства все больше и больше людей обращают все больше внимания на проблемы компонентов трубопроводов и сосудов под давлением, вызванные неправильной затяжкой болтов. Утечка не только приводит к материальным потерям и загрязнению окружающей среды, но также может привести к огромным человеческим жертвам.

Кроме того, из-за того, что на многих заводах имеется большое количество утечек, которые трудно обнаружить невооруженным глазом, возросла вероятность различных аварий в производственном процессе. Особенно в последние годы никогда не прекращались крупные аварии, такие как взрывы, пожары, повреждение оборудования, слом продукции, несчастные случаи и загрязнение окружающей среды, вызванное утечкой оборудования, что нанесло большой ущерб промышленному производству, экономическому развитию, санитарии окружающей среды и личной жизни. безопасность.

Очевидно, что многие из этих проблем вызваны проблемами с фланцевым уплотнением. Например, утечку летучих органических соединений в нефтехимической промышленности трудно обнаружить невооруженным глазом. Поскольку многие фабрики не используют профессиональные инструменты для крепления болтов с целью экономии средств, это совершенно бесполезно.

Получите максимум от болтового крепления

Факторы, влияющие на герметичность фланцев, включают усилие предварительной затяжки болтов, характеристики прокладки, форму и точность поверхности уплотнения, механические свойства фланцев и болтов, а также условия эксплуатации оборудования. Среди них преднатяг болта самый большой.

Теплообменники сырья и продуктов реакции установки гидроочистки дизельного топлива в цехе риформинга ароматических углеводородов НПЗ нефтехимической компании были смонтированы и введены в эксплуатацию во время капитального ремонта в 1998 году. Продуктами реакции являются дизельное топливо, бензин, водород, сероводород и аммиак. Восьмиугольная прокладка используется между трубной коробкой и фланцем трубной доски, а также между кожухом и фланцем трубной доски. Рабочая температура среды в этой уплотнительной части составляет 330°С. Во время пуска и остановки устройства, при переключении сырья дизельного топлива и топлива для реактивных двигателей, а также при колебаниях рабочего давления и температуры устройства уплотнение между трубной коробкой и фланцем подвержено утечке и дыму. . Затем нефтехимическая компания оптимизировала затяжку болтов. После оптимизации цель «нулевой утечки» была достигнута с хорошими результатами.

Коксовая башня и фланцы трубопроводов в коксовом цехе НПЗ подвержены протечкам из-за больших ежедневных перепадов температуры (от комнатной до температуры выше 300°С). Фланец коксохимического завода рядом с дистилляционной линией давал течь каждые несколько месяцев. Поскольку болты крепились по технологии контроля усилия предварительной затяжки, в течение следующих 3 лет эксплуатации протечек не было.

Теплообменник нефтешламового парогенератора установки каталитического крекинга мазута мощностью 3 млн т/год нефтехимической компании. В прошлом, чтобы предотвратить утечку, тарельчатые пружины устанавливались под гайками на фланцах со стороны трубы и со стороны кожуха генератора жидкого шлама, а затем затягивались с помощью гидравлического ключа для заданного крутящего момента. Однако за, казалось бы, идеальным креплением скрываются опасности. В последующие годы произошло много крупных аварий, таких как утечка и возгорание двух генераторов жидкого шлама. Позже технология болтового крепления была использована для преобразования, чтобы решить проблему утечки, и за двухгодичный рабочий цикл не произошло ни одного несчастного случая из-за проблем с болтовым креплением.

Основы болтового крепления: расчет предела текучести при растяжении и предварительный натяг

Процесс затяжки болтов обычно делится на 4 этапа:
1. Определите предел текучести болта при растяжении.
2. Рассчитайте осевой предварительный натяг (от 0,7 до 0,9 предела текучести при растяжении).
3. Определить значение крутящего момента, соответствующее оптимальной предварительной нагрузке, на основе данных и опыта.
4. Затяните.

Первые два шага процесса крепления — расчеты по справочной таблице, в принципе, большой проблемы нет. Первым шагом является определение предела текучести болта при растяжении, который зависит от материала болта, и соответствующие данные можно найти в руководстве по механике. Существует два типа расчета силы предварительной затяжки на втором этапе: первый расчет силы предварительной затяжки стальных конструкций, международный авторитетный стандарт VDI2230. Расчет усилия предварительной затяжки фланца сосуда под давлением и напорного трубопровода второго типа уплотнительной прокладки.

На последних двух шагах допускаются различные ошибки из-за разницы в выборе инструментов и способов крепления, что несет много скрытых опасностей сохранности оборудования.

Чтобы устранить скрытые выше опасности, в последние десятилетия процесс крепления постоянно совершенствовался и развивался, от первоначального ручного крепления до пневматического, электрического и гидравлического крепления, был достигнут большой прогресс. (Обычно используемые инструменты — это пневматические/электрические динамометрические ключи, гидравлические ключи, натяжители болтови т. д. Эти инструменты могут устанавливать точные значения крутящего момента.)

Традиционные методы крепления, такие как забивание кувалдой и вытягивание рычага вручную, полностью оцениваются человеческим чувством. Величина крутящего момента не может быть измерена, и нет никакой точности. На закрепляющий эффект можно надеяться только по личному опыту оператора.

Хотя начальный процесс затяжки пневматических, электрических и гидравлических ключей может задавать крутящий момент для поворота болтов, существует неуравновешенная нагрузка, поскольку реактивный рычаг необходим для уравновешивания движущей силы. В результате фактическое сопротивление трению при затяжке разных болтов сильно различается, а фактическое сопротивление трению при затяжке каждого болта невозможно точно измерить, поэтому значение усилия предварительной затяжки, естественно, неизвестно. Кроме того, при затяжке или ослаблении крутящего момента болты могут быть повреждены из-за скручивающей силы, которую винт испытывает в процессе крепления.

Что касается гидравлического растяжения и нагревательного растяжения. Поскольку необходимо перетянуть болт, расчетное значение перенатяжения и влияние ручного затягивания гайки. В сочетании с влиянием различных факторов применения, условий работы, допусков посадки болтов и гаек, вертикальности и коэффициента трения точность крепления болтов становится трудно контролируемой и неудовлетворительной.

Для разных болтов одного и того же фланца. Если усилие предварительной затяжки неравномерно, болт с относительно небольшим усилием предварительной затяжки станет ахиллесовой пятой, или из этой точки будет течь, или болт ослабнет или сломается из-за большого знакопеременного напряжения, вызывая оборудование, чтобы усилить вибрацию или даже повредиться.

Подвести итог

Проблема болтового крепления является одной из важных причин протечек и других аварий. В развитии крепежной техники в последние десятилетия люди активно обнаруживают и улучшают недостатки существующих технологий, такие как точность, срок службы и удобство использования существующих изделий. На пути болтового крепления TorcStark также является одним из них. Как и другие известные компании, она также активно разрабатывает новые продукты и технологии. Благодаря сотрудничеству и обмену с различными фабриками, ТоркСтарк совершенствует свою продукцию и технологии и стремится защищать окружающую среду и сокращать производственные потери.