1、 中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司1 / 14中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司螺栓紧固作业指导1.编制目的为了规范法兰螺栓定扭矩紧固工作，采用正确的紧固方法，使法兰垫片受力均匀，保证密封不泄露，保证密封的可靠性，编制螺栓紧固指导书实行定扭矩紧固。2.适用范围本作业指导书适用于化工装置的压力容器人孔、封头、管箱、管道法兰等螺栓紧固。3.螺栓扭矩值确定3.1 紧固力矩的计算原则上由设计进行计算或由生产装置提供。3.2 如果设计部门没有给出扭矩计算结果，可以按照 GB150-2011 标准参照下列步骤进行计算：3.2.1 法兰垫片的受力情况在现场安装或检修中，密封法兰的几何尺寸和垫片性能参数
2、（m、y）已给定，可以查 GB150-2011 中给定的表 7-2 可知。中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司2 / 14中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司3 / 143.2.2 确定垫片接触宽度 N 与基本密封宽度 bo（表 7.1 从何而来）查下表求得 bo中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司4 / 14中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司5 / 143.2.3 确定垫片有效密封宽度 b:当 bo6.4mm 时 ,b=bo当 bo6.4mm 时 ,b=2.53bo3.2.4 确定垫片压紧力作用中心圆直径 DG垫片压紧力作用中心圆直径按下列规定确定:a) 对于下图所示活套法兰,垫片压紧力作
3、用中心圆直径 DG 即是法兰与翻边接触面的平均直径。b) 对于其它形式的法兰，则按下述规定计算 DG：当 bo6.4mm 时，DG 等于垫片接触的平均直径；当 bo6.4mm 时，DG 等于垫片接触的外径减去 2bc) 对筒体端部结构,DG 等于密封面平均直径。3.2.5 工作前法兰垫片的压紧力：F1=3.14D Gby （N ）3.2.6 工作时法兰垫片压紧力：F2=6.28D Gbmpc （N ）法兰垫片工作密封比压 t=mp MPaDG-垫片压紧力作用中心圆直径 mm b-垫片有效密封宽度 mmy-垫片比压力 MPa m-垫片系数中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司6 / 14Pc-介质
4、工作压力（计算压力）3.2.7 最终预紧力确定设备在操作条件下，螺栓受到两个力的作用即：介质压力：P=0.785 D G2Pc （N）工作时垫片压紧力 F2=6.28DGbmpc （N）故在正常操作时螺栓所受到的压力为 F=P+F2这时要和前面的预紧力 F1 进行比较大者作为最终预紧力 F。3.2.8 紧固螺栓力矩计算螺栓在紧固的过程中，要克服两方面的力矩，即：1）螺栓和螺母螺纹之间的力矩 M12）螺母和法兰之间的摩擦力矩 M23）紧固螺栓的预紧力矩 M 至少为：M=M1+M24）钢制普通粗牙螺纹 M10-M68，其经验公式为： M=KdF M-预紧力矩d-螺纹的公称直径 mmn-螺栓个数F-
5、预紧力K-扭矩系数，与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度等有关，通常 K 值在 01.-0.3 之间变化。通常取 0.2 螺纹表面情况差取值高。5）理论计算和实际结果有较大的差别的，以实际紧固数据为准。4.紧固程序及方法4.1 测定已经紧固螺栓的原始状态下的预紧力，并记录入螺栓紧固作业指导卡 。中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司7 / 144.2 根据设备的设计压力、垫片材质、规格及螺栓数量按 GB150-2011 计算出每条螺栓的预紧力。4.3 根据现场的设备情况，把螺栓从 12 点的方位按顺时针的方向用记号笔编号好，在作业指导书中编制好紧固顺序。4.4 螺栓紧固应按照多步紧固和顺
6、序紧固的原则。对称、均匀、多次螺栓紧固采用液压或气动力矩扳手，采用十字交叉法逐件紧固，每圈紧固后通过测量法兰面间隙检查对中情况。4.5 螺栓的紧固采用 2 同步或 4 同步液压扳手进行紧固。紧固应分三遍进行，每遍的起点应相互开 904.6 第一遍紧固先用 50的扭力值（取整数值） ，采用十字交叉法紧固螺栓并保证密封面平行，尽量缩小螺栓在紧固过程中由于法兰变形影响。4.7 第二遍紧固用 80的扭力值加力紧固螺栓，紧固同时注意测量法兰的间隙是否均匀，保证每个螺栓紧固力量一致。测量法兰的间隙最大与最小间隙之差不大于 0.5mm。4.8 第三遍紧固再用 100的扭力值按第一遍紧固顺序均匀紧固螺栓。4.
7、9 以 20 条法兰螺栓定扭矩紧固为例，从 1#螺栓按顺时针方向，采用两同步和四同步采用对边紧固的原则，说明螺栓的紧固顺序。单紧按两同步的顺序进行。中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司8 / 14两同步螺栓紧固步骤及顺序螺栓数量 分组情况 第一遍 第二遍 第三遍第一组 1-11 8-18 1-11第二组 6-16 3-13 6-16第三组 2-12 9-19 2-12第四组 7-17 4-14 7-17第五组 3-13 10-20 3-13第六组 8-18 5-15 8-18第七组 4-14 1-11 4-14第八组 9-19 6-16 9-19第九组 5-15 2-12 5-1520第十组
8、10-20 7-17 10-20四同步螺栓紧固步骤及顺序螺栓数量 分组情况 第一遍 第二遍 第三遍第一组 1-6-11-16 5-10-15-20 1-6-11-16第二组 2-7-12-17 4-9-14-19 2-7-12-17第三组 3-8-13-18 3-8-13-18 3-8-13-18第四组 4-9-14-19 2-7-12-17 4-9-14-1920第五组 5-10-15-20 1-6-11-16 5-10-15-204.10 有热紧要求的按 100力在紧两遍。4.11 如个别作业有困难的地方，也可以采用手动扭矩扳手进行，终拧扭矩须按设计要求进行。中国石油乌鲁木齐石化公司设备安
9、装公司9 / 145.检查方法检查范围：每条螺栓全部检查，对漏拧、虚拧加以紧固到目标值。5.1 对于高温条件的螺栓紧固，应在螺栓、螺母间涂防咬合剂。5.2 在安装过程中，螺栓螺母应清洗干净，并涂二硫化钼。5.3 检修过程中，高温、高压、临氢等系统管道、容器人孔法兰的螺栓、螺母进行编号，做好标识，拆装做到一一对应。5.4 第二遍紧固时注意测量法兰的间隙是否均匀，保证每个螺栓紧固力量一致。测量法兰的间隙最大与最小间隙之差不大于 0.5mm。6.安全注意事项6.1 操作人员必须严格执行液压和气动工具工艺操作规程，严防超压使用。6.2 换热器在气密过程中严禁带压紧固螺栓。6.3 螺栓紧固必须按操作规程
10、进行。7.附件7.1螺栓紧固作业指导卡7.2 计算实例7.3 计算流程图中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司10 / 14螺栓紧固作业指导卡 车间装置 加氢车间紧固位置 R-XXXX 精制反应器进口弯管上法兰螺栓规格 M273880 螺栓数量 52螺栓材质 35CrMoA垫片形式 波齿垫 垫片规格 5755203最小预紧力（N） 421991 最大预紧力（N） 497203最小紧固扭矩（Nm） 3949 最大紧固扭矩（Nm） 4653实际紧固扭矩（Nm） 4600原有紧固力矩值（Nm） 4400 紧固工具型号 四同步液压扳手紧固顺序 逆时针十字交叉法紧固气压表压力值(Par)紧固顺序中国石油乌
11、鲁木齐石化公司设备安装公司11 / 14编制： 时间： 审核： 时间：附件二 计算实例:新疆新峰股份有限公司40万吨/年轻汽油醚化项目 加氢蒸馏塔顶循环氢冷却器(E-102)设计压力:1.0MPa管箱法兰 法兰-FM400 -4.0 JB/T4703-2000螺栓型号/数量: M24 20个垫片材料:G33-400-4.0-4 JB/T4718-92 材质金属包垫 螺栓编号50% 80% 100%初拧扭矩值2300 Nm 终拧扭矩值 3680 Nm 二次终拧扭矩值 4600 Nm紧固示意图中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司12 / 14垫片属于: 平金属板内包石棉 铁或软钢查表得 垫片系数m
12、=3.75 比压力y=52.4 垫片接触宽度:压紧面为凹凸面型式，查询JB/T4718-92 N=D-d=465-425=40mm垫片基本密封宽度b0=N/2=20mm因为b06.4mm b=2.5320=11.31查JB/T4718-92得垫片接触外径为465DG=465-2*11.31=442.37F1=3.14*442.37*11.31*52.4=823207.29(N)F2=6.28 DGbmpc=6.28*442.37*3.75*1=10417.83 (N)中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司13 / 14P=0.785*442.37*442.37*1=153617.61(N)F=P+F2=164035.44(N)因为F1F故 F=F1=823207.29(N)因为有20个螺栓均摊力 每个螺栓上的力为F/20=41160.36(N)因为所用螺栓为M24 在M10-M68 区间故 每根螺栓上的紧固力矩 M=KdF=0.2*24/1000*41160.36=197.56975 (NM)附件三:计算流程框图:中国石油乌鲁木齐石化公司设备安装公司14 / 14
