关于高压法兰紧固方法的研究

【摘要】以加氢反应器R1001为例，用扭矩法计算紧固扭矩，现场用液压扳手进行施工，辅助以润滑剂、密封面研磨、螺栓编号等方法。来紧固高压法兰使其不泄露的目的。

【关键词】高压法兰 扭矩法 密封面研磨 油压值 对称渐进紧固

在石化行业中，高压法兰的紧固是令人棘手的事情，法兰紧固不到位，将引发泄露危险，据统计有90%的泄露事故都是由于法兰泄露造成的，而由此带来的是半成品油或成品油“跑冒滴漏”，都有可能燃烧酿成重大事故，可见如何将法兰紧固是非常重要的，然而高压法兰由于压力高、工作温度高等特点，使其紧固更是难上加难；如何达到紧固高压密封法兰目的呢？

以某石化加氢高压反应器R1001为例；传统的解决方法是：将两片法兰面焊死以防止泄露，法兰面焊死后仍然从螺栓孔处泄露，不得不将全部螺栓封堵焊死；但是这样不仅导致正常检修存在安全隐患，而且使检修成本大大增加；这些方法无易于扬汤止沸。

下面我们从紧固方法、扭矩法计算、紧固辅助措施、施工步骤四个方面研究。

1 紧固方法

典型的紧固方法有扭矩法、转角法、扭

矩斜率法[3]。

转角法是在拧紧时将螺栓于螺母相对转动一个角度，把确定的紧固转角作为指标来对初始预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法可在弹性区和塑性区使用，Q-F曲线斜率急剧变化时，随着紧固转角的设定误差，预紧力的离散度也会变大。

扭矩斜率法是以扭矩斜率（dTf/ dθf）值的变化作为指标进行初始预紧力的控制方法。该方法一般在初始预紧力离散小且可最大限度的利用螺栓强度的情况下使用；但是，由于该方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法相同，所以需要多螺栓的屈服点进行严格控制。

扭矩法就是利用扭矩与预紧力的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法。该方法在拧紧时，只对一个确定的紧固扭矩进行控制，因此，因为该方法操作简便，是一种一般常规的拧紧方法。

4 施工步骤

在密封部位涂抹高温密封胶和对法兰间隙进行调整，保证选取8点检测值不超过0.3mm的偏差等工作。然后才能进行对高压螺栓紧固，先用手动扳手拧紧螺母，直到螺母底面与法兰面接触，在螺栓与螺母之间、螺母与法兰之间加注润滑油；然后用两台KRP35驱动式液压扭矩扳手进行螺栓紧固，根据螺栓的编号每步同时紧固对称的两颗螺栓，螺栓预紧力分阶段逐级紧固法兰螺栓，每步上紧液压油压分别为终压的30%、50%、70%、100%、100%及16.5MPa、26.5MPa、37.5MPa、53MPa、53MPa；螺栓的紧固必须按规定的顺序组进行；紧固过程中每阶段紧固螺栓完成后，均应测量法兰面之间的间隙，其差值控制在0.3mm之内；第三步上紧后，再用第三步上紧的油压对整圈螺栓均匀紧固一次；在反应器R1001开工升温后，对整圈螺栓再热紧一次，热紧油压按最终油压值进行热紧，从而完成高压法兰紧固。

5 结语

本文从石化行业法兰紧固困难性入手，提出解决法兰紧固的一种方法。该方法结合现场施工经验以扭矩法计算出液压值，配合以法兰紧固辅助措施，以KRP35驱动式液压扭矩扳手为施工工具，达到现场法兰紧固后无泄露。

参考文献

[1] KERUIDA液压扭矩扳手操作保养手册

[2] 压力容器第2部分：材料.GB150.2-2011，2011

[3] 螺紋紧固件紧固通则.GB/T16823.2-1997，1997

作者简介

徐磊（1984-）男，汉，江苏省南京人，南京金陵石化建筑安装有限公司，本科学历。