В морской нефтяной промышленности качество монтажа компенсаторов подводных трубопроводов зависит от качества закрепления фланцев. Раньше дайверы использовали гидравлические гайковерты для затяжки фланцевых болтов. Из-за гидравлического воздействия ключ не может установить значение крутящего момента. Следовательно, преднатяг болта фланца с изгибом расширения не контролируется и может осуществляться только один за другим - при одном усилии болта легко вызвать неравномерность силы стыкового фланца, в результате чего качество установки фланца не соответствует болту. преднатяг и качество требований к равномерному усилию фланца.

Таким образом, использование специального гидравлического натяжителя подводной лодки для расширения изгибов подводного трубопровода в стыковых соединениях фланцев, благодаря правильному процессу и этапам крепления, эффекту и качеству крепления, чем традиционное крепление гидравлическим ударным гайковертом, имеет качественный скачок.

Типичная конструкция и принципы работы подводных гидравлических натяжителей болтов

А гидравлический натяжитель Система обычно состоит из гидравлического насоса, манометра, шланга высокого давления и натяжителя.

Метод натяжения болта затягивает болт путем приложения к болту осевого натяжного усилия, масло под высоким давлением из гидронасоса поступает в гидроцилиндр натяжителя через шланг высокого давления, а поршень в гидроцилиндре поднимает натяжная головка (также известная как реактивная гайка), таким образом прикладывая осевое усилие к фланцевому болту. Эта сила прикладывается к гайке на другом конце фланцевого болта через болт, сжимая таким образом две поверхности фланца. Натяжное устройство под гайкой затягивает, а затем сбрасывает давление натяжителя, фланцевые болты снимают напряжение, создаваемое натяжителем, упругая деформация фланцевого болта из-за того, что гайка плотно прилегает к поверхности фланца и ограничивает, таким образом создавая предварительную нагрузку, которая завершает процесс установки преднатяга болтов и фланцевого крепления.

Для облегчения работы водолазов натяжная головка подводного гидронатяжителя выполнена с возможностью быстрого демонтажа и установки с помощью отдельных гаек, особенно для длинных болтов и поврежденной резьбы. Гидроцилиндр и опорный мост также выполнены как единое целое, что делает их более компактными и удобными для использования под водой. Чтобы упростить работу под водой, гидравлический цилиндр имеет максимальный ход поршня 30 мм и отмечен индикатором хода поршня, чтобы гарантировать, что в большинстве случаев затяжку соединений можно выполнить без перенастройки поршня. Кроме того, подводный гидравлический натяжитель имеет нескользящую конструкцию, улучшающую сцепление дайвера во время подводных операций. Конструкция с двумя портами упрощает подсоединение шлангов, особенно в условиях плохой видимости.

Преимущества и недостатки анализа гидронатяжителя

Благодаря гидравлическому натяжителю по принципу предварительного натяжения болта используется чистое натяжение для прямого удлинения болта, нет необходимости в реактивном рычаге, нет скручивающей силы сдвига и боковой силы, нет повреждений от трения в соединении поверхности сварки сустава. , нет необходимости преодолевать трение между витками момента, нет необходимости преодолевать трение между нижней поверхностью гайки и контактной поверхностью крутящего момента, не возникает кручения, и, таким образом, по сравнению с гидравлическим ключом его эффективность составляет выше. Вышеуказанные характеристики позволяют гидравлическому натяжителю точно контролировать нагрузку на болт, обеспечивая точный контроль предварительного натяжения соединяемых деталей. Кроме того, гидравлический натяжитель может синхронизировать закрепление или снятие нескольких болтов, соединительные компоненты силы равномерны, равное сжатие прокладки, особенно подходит для затягивания установки в более строгих условиях, таких как подводная лодка океанской техники. установка стыка фланца трубопровода, электроэнергетика, нефтеперерабатывающая и химическая, металлургическая и другие отрасли промышленности, такие как установка крупногабаритного оборудования.

Однако для работы гидравлического натяжителя требуется дополнительная длина болта, а один натяжитель обычно применим только к болтам 2–3 размеров. Для этого проекта стыковки фланцев подводного трубопровода из-за различных характеристик фланцев необходимо оборудовать несколько разных моделей. гидронатяжителя. Кроме того, гидравлический натяжитель для болтов с низкой нагрузкой и более коротких болтов (длина и соотношение диаметров менее 3:1) относительно не подходит; В процессе работы первоначальная сила будет частью передачи и потери, поэтому вначале потребность в нагрузке силы относительно велика.

Применение подводного гидравлического натяжителя

1. Определение длины удлинительного болта

При использовании гидравлического натяжителя для операций предварительного натяжения болтов, поскольку натяжитель занимает определенное пространство, поэтому вам необходимо заказать более длинный болт, чтобы удовлетворить требования к установке натяжителя. Теоретически длина болта должна составлять L = H – B (H для корпуса гидравлического натяжителя и общая длина реактивной гайки, B для толщины гайки). При фактическом определении длины удлинения L также следует учитывать длину 2–3 пряжек резьбы за пределами реактивной гайки для обеспечения эксплуатационной безопасности. Кроме того, до завершения фактического стыка фланца расстояние между двумя фланцами не было сжато до теоретического минимального значения, поэтому при заказе удлинительных болтов вы можете приблизительно определить удлинение длины L, приняв значение Х.

2. Установка системы гидронатяжителя.

Перед установкой системы гидронатяжителя следует обратить внимание на следующее.

Проверьте резьбу крепления винта со стороны натяжителя на наличие повреждений, заусенцев, мусора и т. д. Перфорированная шестигранная гайка должна иметь возможность свободно вращаться по всей длине болта на участке «А», особенно на участке «В». длиной 30 мм, а если используется обычная контргайка, убедитесь, что она может свободно вращаться на участке «С». Если используется обычная контргайка, убедитесь, что она может свободно вращаться в секции «С». Защитите удлинение болтов стойки втулками, лентой и т. д., чтобы предотвратить повреждение или повреждение резьбы во время установки.

Для морских нефтяных проектов диаметр некоторых подводных трубопроводов велик, необходим диаметр 762 мм (30 дюймов), класс давления 15,0 МПа (900 фунтов) фланца расширительного отвода, диаметр болта 63,5 мм, длина 1550 мм, одинарный Масса затвора 34,4 кг, водолазам под водой перемещать затворы сложно. В этой ситуации рекомендуется вставить все фланцевые болты в отверстия для болтов фланца до того, как расширительный колено будет вставлено в воду, а также использовать фиксирующую ленту для предотвращения соскальзывания. Этот метод не только может эффективно решить проблему подводная обработка тяжелых болтов, а также повышение эффективности работы болта при установке под водой.

Расширение изгибается в воду после регулировки положения, в случае совмещения отверстий под болты стыкового фланца можно вставить болты. Установка болтов зависит от количества натяжителей и ограничений рабочего пространства. Обычно существует растяжение 100%, растяжение 50% в двух направлениях и в некоторых случаях растяжение 25%. 100% растягивается, чтобы обеспечить пространство для установки и рабочее пространство натяжителя, удлинение болта должно располагаться в шахматном порядке с обеих сторон фланца.

После того, как водолаз закончил установку болтов вручную, устанавливается гидронатяжитель и подсоединяется труба.

Перед установкой натяжителя убедитесь, что все поршни натяжителя полностью втянуты, т. е. поршни находятся на одном уровне с верхней частью цилиндра натяжителя. Однако при снятии болтов поршни должны немного выступать. Установите натяжитель на каждый удлинитель болта, затем наденьте реактивную гайку (например, разрезную быстрозажимную гайку) на оставшийся удлинитель болта так, чтобы конический конец был обращен к цилиндру натяжителя.

Шланговые соединения Важно подсоединять натяжное устройство вокруг фланца по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы свести к минимуму количество неправильных соединений. Убедитесь, что имеется соединительный шланг для подключения натяжителя с одной стороны фланца к другой. После подключения гидравлических шлангов дайверу следует проверить каждую сторону шланга, начиная с нижнего тройника для шланга. Все натяжители с обеих сторон фланца должны быть соединены шлангом последовательно, не должно быть несоединенных фитингов, а водолаз должен иметь возможность вернуться в исходное положение тройника по окончании проверки шланга. При проверке последовательности подключения шлангов следует поочередно проверять фитинги, чтобы убедиться в их правильности соединения. После расследования из-за плохой видимости под водой, неудобства рабочего положения и других воздействий стык соединителя шланга часто вставляется только наполовину или не полностью подсоединяется.

Возможные причины неправильного подключения шланговых муфт.

Фитинги с наружной и внутренней резьбой не совпадают, когда дайвер устанавливает муфту; стопорное кольцо муфты недостаточно втянуто; внутри натяжителя имеется давление из-за чрезмерного затягивания реактивной гайки при сборке. В таких случаях стопорную гайку необходимо ослабить, подсоединить шланг и снова затянуть реактивную гайку. Если в шланге существует внутреннее давление в результате его предыдущего использования на большей глубине, проблему можно решить, вытащив шланг из воды и сбросив внутреннее давление.

Порядок натяжения гидронатяжителя

После подключения системы гидравлического натяжения оператор на поверхности будет растягивать в соответствии с расчетным значением давления предварительной нагрузки источника гидравлической энергии. Чтобы правильно применить необходимую остаточную нагрузку на болт, усилие должно быть приложено в соответствии с указанной процедурой растяжения. Процедура натяжения различается в зависимости от того, как установлен гидравлический натяжитель. Ниже описаны рабочие процедуры натяжения 100% и 50% соответственно.

3.1 Процедура растяжения 100%

В случае 100% одновременного затягивания всех болтов рабочее давление источника гидравлической энергии составляет только одно значение давления, которое предполагается выражать в B. Процедура следующая.

(1) Создайте давление до 6,9 МПа (1000 фунтов на квадратный дюйм). Водолаз проверяет вертикальность и соосность установки гидравлического натяжителя, чтобы убедиться, что контргайки надежно закреплены. Проверьте фитинги гидравлических шлангов на наличие утечек и других неисправностей. Если имеется изменение хода гидравлического натяжителя (возможно, из-за того, что поверхности фланцев могут закрываться с меньшим усилием), используйте рычаг, чтобы затянуть гайку в головке натяжителя, а затем снимите давление, чтобы сбросить ход головки натяжителя.

(2) Продолжайте создавать давление до значения B, дайвер с помощью рычага затягивает гайки гидравлического натяжителя так, чтобы каждая гайка прочно фиксировалась на поверхности фланца. Примечание: в процессе растяжения ход поршня не может превышать его максимальный ход; Если хода недостаточно, можно достичь максимального хода, затянуть все болты и гайки, сбросить ход гидравлического натяжителя без давления, а затем продолжать подавать давление на полное значение B, продолжать растягивать.

(3) Остановите насос без давления, сбросьте ход натяжителя и дважды повторите операцию шага (2).

(4) Окончательная проверка, чтобы убедиться, что зазор между фланцами равномерный и постоянный, еще раз подайте давление до значения B, а затем переключите гайку с помощью рычага. Если гайку больше невозможно повернуть, натяжение завершено, можно сбросить давление в системе и снять натяжитель.

(5) Если гайку можно повернуть, шаги (3) и (4) необходимо повторять до тех пор, пока все гайки больше нельзя будет повернуть. Если необходимо повторить цикл, убедитесь, что используется болт или гайка нужного класса.

(6) Водолаз измеряет зазор фланца на отметках 3, 6, 9 и 12 часов и уведомляет наземную команду о необходимости записать это в свои записи.

3.2 Процедура натяжения 50%

В случае затягивания болта 50% давление предварительного натяга источника гидравлической энергии устанавливается на два отдельных значения, которые предположительно обозначаются буквами A и B.

Процедура растяжения следующая.

(1) Растяните первый комплект болтов 50%.

а. Создать давление до 6,9 МПа. Проверьте те же требования, что и для растяжения 100%.
б. Продолжайте подавать давление до уровня A. Дайвер с помощью рычага затягивает гайку внутри гидравлического натяжителя до тех пор, пока она прочно не прикрепится к поверхности фланца.
в. Остановите насос, чтобы сбросить давление, восстановите ход натяжителя и дважды повторите шаг b.

(2) Затяните второй комплект болтов 50%.

а. Под водой необходимо заменить гидравлический натяжитель на другие болты 50% (перевернуть натяжитель можно, не снимая гидравлический шланг).
б. Создать давление до 6,9 МПа. Проверьте те же элементы, которые необходимы для натяжения 100%.
в. Продолжайте подавать давление до уровня B. Дайвер с помощью рычага затягивает внутреннюю гайку гидравлического натяжителя до тех пор, пока она не будет надежно прикреплена к поверхности фланца.
д. Остановите насос, чтобы сбросить давление, восстановите ход натяжителя и дважды повторите шаг c.

(3) Снова затяните первый комплект болтов 50%.

а. Под водой дайвер прикрепит гидравлический натяжитель к первому набору болтов.
б. При давлении до уровня B дайвер использует рычаг для дальнейшего затягивания гайки. Если гайку больше невозможно повернуть, натяжение завершено, можно сбросить давление в системе и снять натяжитель. Если гайку можно повернуть, на нее дважды подается давление до значения B, пока гайка больше не сможет поворачиваться.
в. Водолаз измеряет зазоры между положениями 3, 6, 9 и 12 часов фланца и уведомляет наземную команду о необходимости записать их для проверки.

Расчет давления предварительного натяга гидравлического натяжителя

Обычно сила предварительного натяга болта на чертежах определяется конструкцией, а сила предварительного натяга, как точно рассчитать конечное значение выходного давления источника гидравлической энергии, является ключом к правильному растяжению болта. Использование различных гидравлических натяжителей и соответствующее давление предварительного натяга источника гидравлической энергии также различаются.

Требуемое конечное давление предварительной нагрузки можно рассчитать по следующей формуле: P = TF/A (1)

В формуле

Р – конечное показание манометра гидроисточника (давление преднатяга)/Па;
Т – сила предварительного натяга болта (заложенная проектом)/Н;
F – коэффициент потерь нагрузки, F>1,15.
А – площадь гидравлического действия гидроцилиндра гидронатяжителя/м2, можно узнать из информации производителя натяжителя.

Причины потери нагрузки: Уменьшение удлинения болта приводит к уменьшению нагрузки, остающейся внутри болта, что является прямой потерей нагрузки на болт. При передаче нагрузки от растягивающего оборудования на болт и гайку к потере нагрузки могут привести и другие факторы, например, перекос резьбы, заглубление гайки, сжатие соединения и т. д.

Коэффициент потерь нагрузки рассчитывается следующим образом.
F=1,15 +2/R2, R=З/Д (2)

В формуле

R – отношение эффективной растягивающей длины болта к диаметру болта.
G – эффективная длина растяжения болта/мм.
D – диаметр болта/мм.

Для разных методов болтового соединения значение эффективной длины болта при растяжении различно.

Меры предосторожности при использовании подводного гидравлического натяжителя

В стыковом соединении фланцевого изгиба подводного трубопровода при применении гидравлического натяжителя необходимо обратить внимание на следующие вопросы.

(1) Ни в коем случае не превышайте максимальное рабочее давление системы гидравлического натяжителя.

(2) Давление в гидравлической системе. Не пытайтесь отсоединить или повторно затянуть какую-либо часть системы.

(3) используйте натяжитель для снятия болта, давление ослабления немного превышает начальное давление затяжки, поэтому операцию нельзя завершить сразу, и необходимо растянуть нижнюю часть втулки и гайку, которую необходимо снять между зазором. оставлено 2~3 мм, чтобы не допустить растяжения втулки и заклинивания между винтами.

(4) Большая часть защиты от чрезмерного хода поршня подводного гидравлического натяжителя осуществляется через верхнюю поверхность гайки с отверстиями и нижний край контакта с корпусом натяжителя, поршень не может быть дополнительно удлинен и достигнут, но если это не соответствует при выполнении рабочих процедур все же может иметь место перебег поршня. Во-первых, шестигранная гайка с отверстием под натяжителем должна быть стандартной сверхпрочной серии, т.е. высота гайки равна одному диаметру болта, если высота гайки меньше одного диаметра. болта поршень натяжителя все равно сможет продолжать удлиняться; во-вторых, до достижения заданного гидравлического давления гайку с отверстием нельзя поворачивать вниз, иначе ее следует сбросить в ходе хода натяжителя и затем выполнить операцию растяжения. Кроме того, перед растягиванием поршень необходимо полностью вернуть в исходное положение, а реактивная гайка должна быть прочно закреплена на месте.

(5) Как правило, стандартная шестиугольная гайка не может быть прямой заменой реактивной гайки, в чрезвычайных ситуациях можно использовать стандартную шестигранную гайку, но вам необходимо подготовить диаметр, достаточно большой, чтобы покрыть всю поверхность поршня тонкой шайбой, и шайба будет установлена на стандартной шестигранной гайке внизу.

(6) Что касается стыка фланца подводного трубопровода, то в подавляющем большинстве случаев удлинительные болты и натяжители имеют место для установки, но при использовании специальных фланцев или других обстоятельствах все равно следует обращать внимание на коррозионный слой подводного трубопровода, слой цемента или вид влияет на болты удлинения и установку натяжителя.

Подвести итог

На морских нефтяных месторождениях, где используются подводные гидравлические натяжители болтов для проектов стыковки фланцев подводных трубопроводов, редко случаются аварии, связанные с утечкой испытательного давления, что эффективно обеспечивает безопасную эксплуатацию подводного трубопровода. Таким образом, использование подводных натяжителей значительно улучшило качество фланцевых соединений на морских нефтяных проектах.

TorcStark имеет богатый теоретический и практический опыт в области фланцевых соединений морских нефтяных проектов. Если у вас есть какие-либо вопросы по этому поводу, пожалуйста, свяжитесь с нами.