Carico e coppia del bullone: ​​principio e pratica

Carico e coppia del bullone: ​​principio e pratica

Come determinare il carico e la coppia del bullone quando si serve la flangia può essere un argomento di interesse per tutti. Innanzitutto, vengono sollevate due domande:

* Per i bulloni sotto M36, come trovare il valore di coppia corrispondente se è noto il carico del bullone?

* Per bulloni che possono essere allungati idraulicamente, come trovare il carico del bullone corrispondente senza calcolo della flangia?

Bullone Coefficiente di rilevamento del coefficiente di servizio Bolt Service Life

Durante la progettazione di flange o consulenza sui rapporti di calcolo della flangia, è possibile trovare la tensione del bullone durante il pre-streging della flangia e il funzionamento. Per i bulloni inferiori a M36, è possibile utilizzare una chiave di coppia. Ora che conosci il carico del bullone, come trovare il valore di coppia corrispondente? È possibile fare riferimento a GB/T16823.2-1997 'Regole generali per il serraggio dei dispositivi di fissaggio filettati ' o materiali correlati per trovare il valore di coppia corrispondente. Per i bulloni che possono essere allungati idraulicamente, è possibile fare riferimento ai dati del produttore di guarnizioni corrispondenti per conoscere il carico del bullone. È più semplice prendere direttamente la resistenza al 45% del materiale del bullone per calcolare il carico di ciascun bullone. Questa è la coppia di carico del bullone che ho calcolato: usando una chiave di coppia, la guarnizione è una guarnizione a spirale (la guarnizione ad anello in acciaio può essere utilizzata solo per analogia), per riferimento.

Secondo le disposizioni di '9 Flange' in GB150-1998 'vasi di pressione in acciaio ' p94, si ottiene la forza di bloccaggio della guarnizione e quindi la coppia di ciascun bullone viene calcolata in base alla relazione tra forza e coppia. La dimensione della flangia ad alta pressione è: dn6 'pn1500class (sigillo della guarnizione della ferita a spirale) e la sua forza di precarico della flangia è calcolata come segue:

1. Controllare HG20592 ~ 20635-97 'Flange per tubi in acciaio, guarnizioni, dispositivi di fissaggio ' HG20631-97 Diametro esterno della superficie di tenuta della flangia D ＝ 216mm.

2. Controllare HG20631-97. Il diametro interno della guarnizione a spirale Dn6 'PN1500 Class D-Type a spirale è D2 = 171,5 mm, il diametro esterno della guarnizione della ferita a spirale è D3 = 209,6 mm, la larghezza di tenuta della guarnizione è n = 19,05 mm e d3

3. Secondo GB150-98 P91 Tabella 9-1 GUARNIZIONE 1A Larghezza di tenuta di base B0=N/2 = 19,05/2 = 9.525mm> 6,4 mm.

4. Secondo GB150-98 P94 9.5.1.1 GUARNE EFFICACE Larghezza di tenuta B = 2,53 = 2,53 = 7,81 mm.

5. Secondo GB150-98 P94 9.5.1.2, il diametro del cerchio centrale della forza di bloccaggio della guarnizione DG = D3-2B = 209,6-2 * 7,81 = 193,98 mm.

6. Controllare GB150-98 P93 Tabella 9-2 per il coefficiente di guarnizione M = 3,00 e la pressione specifica y = 69 milioni per la guarnizione della ferita. La pressione di progettazione della conduttura è di 15,85 MPA e la pressione operativa è di 14,4 milioni.

7. Secondo GB150-98 P94 9.5.1.3, la forza di bloccaggio minima di guarnizione richiesta nello stato di pre-avvolgimento FG = FA = 3.14dgby = 3.14 * 193.98 * 7,81 * 69 = 328236.4n.

8. Secondo GB150-98 P94 9.5.1.3, la forza di bloccaggio minima di Gakeket richiesta nello stato operativo è FG = FB = 6,28DGBMPC = 6,28*193,98*7,81*3.00*14.4 = 411009N.

9. Secondo la relazione tra forza e coppia n = 0,2 fd, la flangia utilizza bulloni di fissaggio M36*3, 12 coppie di bulloni di fissaggio e il diametro della forza del filo effettivo è d = 33.

10. La coppia di carico di ciascun bullone nello stato pre-toccato è Na = 0,2 (fg/12) d = 0,2 * (328236.4/12) * (33/1000) = 180n.m.

11. Nell'inserimento operativo, la coppia di carico di ciascun bullone NP ＝ 0,2 （FG/12） D ＝ 0,2*（411009/12）*（33/1000 ）＝ 226N.M.

Quanto sopra è la coppia richiesta per caricare ciascun bullone calcolato in base ai requisiti della flangia di GB150. Se applicata al lavoro effettivo, la chiave di coppia può soddisfare completamente i requisiti. Tuttavia, nel lavoro reale, la chiave di coppia viene gestita in base al 30%, al 50%e alla coppia pre-stretta al 100%. Sotto l'azione della coppia di pre-stretta al 100%, il serraggio più volte può risolvere completamente il problema.

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Conferma della coppia:

• 1. Parliamo prima della conversione del carico e della coppia. Il produttore della chiave di coppia ha una tabella corrispondente da controllare. C'è anche una formula nel libro di testo teorico della meccanica. Un coefficiente nella formula è un intervallo, che deve essere determinato in base alla situazione reale.

  
  

• 2. Sono stati fatti esperimenti per verificare il cambio di carico attaccando i fogli di sollecitazione ai bulloni. La conclusione è: il coefficiente rientra nell'intervallo raccomandato, ma la modifica è relativamente grande. Ciò è strettamente correlato all'accuratezza della lavorazione del filo del bullone, al grado di lubrificazione, alla finitura della superficie del dado e alla superficie della flangia, allo stato di abbinamento del dado e al bullone, ecc.

  
  

• 3. Pertanto, c'è una grande differenza tra il calcolo teorico e il risultato effettivo.

  
  

• 4. Naturalmente, l'uso di una chiave di coppia è un grande passo avanti rispetto al metodo tradizionale.

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Informazioni sulla legge del cambiamento di forza effetto dei bulloni adiacenti durante il processo di serraggio del bullone:

• 1. Analisi dell'influenza della forza su ciascun bullone durante il processo di serraggio del bullone. Indipendentemente dal tipo di guarnizione utilizzata, al fine di garantire l'effetto di tenuta, è richiesto un rapporto di pressione di tenuta corrispondente. Durante il processo di avanzamento del bullone, poiché la forza del bullone viene gradualmente serrata e aumentata, la forza assiale generata dal rapporto di pressione di tenuta viene distribuita in modo irregolare tra i bulloni. Quando si serve un bullone, la forza sui bulloni adiacenti verrà ridotta.

• 2. Esempio pratico: durante il processo di serraggio del bullone in base alla coppia specificata, se viene caricato un bullone, il carico sui bulloni adiacenti diminuirà immediatamente.

• 3. Quando il carico raggiunge il valore specificato ed è ancora necessario caricare per qualche motivo, la potenza di caricamento deve essere molto maggiore della resistenza. I nostri risultati dei test sono in media superiori al 120%.

  
  

• 4. Un metodo più efficace: dopo diversi curve, serrare i bulloni che sono separati da un carico aumentato (superando il carico teorico) e quindi serrare i bulloni adiacenti in base al carico teorico. In questo modo, per una flangia, il carico di ciascun bullone forma una curva di carico relativamente uniforme.

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La connessione della flangia è un metodo di connessione importante per la costruzione del gasdotto. La connessione della flangia è quella di correggere due tubi, raccordi per tubi o apparecchiature su una piastra di flangia, aggiungere le guarnizioni della flangia tra le due piastre della flangia e fissarli insieme a bulloni per completare la connessione. Alcuni raccordi e attrezzature hanno già piastre di flangia, che appartengono anche alle connessioni della flangia. Le flange sono divise in flange filettate (filettate) e flange saldate. I piccoli diametri a bassa pressione hanno flange filettate e i diametri di grandi dimensioni ad alta pressione e a bassa pressione utilizzano flange saldate. Lo spessore di flange di diverse pressioni e il diametro e il numero di bulloni di collegamento sono diversi. In base a diversi livelli di pressione, le guarnizioni della flangia hanno anche materiali diversi, che vanno dalle guarnizioni di amianto a bassa pressione, guarnizioni di amianto ad alta pressione a guarnizioni in metallo. Le connessioni della flangia sono facili da usare e possono resistere a maggiori pressioni. Le connessioni della flangia sono ampiamente utilizzate nelle condutture industriali. Nelle case, il diametro della tubazione è piccolo e a bassa pressione e le connessioni della flangia sono invisibili. Se ti trovi in ​​una sala caldaia o in un sito di produzione, ci sono tubi e attrezzature connessi alla flangia ovunque.

Riepilogo

Questo articolo esplora la conoscenza pertinente del carico e della coppia del bullone. Attraverso l'analisi del principio di forza dei bulloni, abbiamo chiarito le caratteristiche dei carichi di trazione, taglio e compositi che i bulloni portano in diversi scenari di applicazione. Allo stesso tempo, coppia, come fattore chiave per raggiungere il precarico dei bulloni, la sua relazione con il carico del bullone viene elaborata in dettaglio. La selezione corretta del valore di coppia è fondamentale per garantire l'affidabilità e la sicurezza delle connessioni del bullone.

Nelle applicazioni ingegneristiche effettive, il calcolo del carico e l'impostazione della coppia dei bulloni devono considerare in modo completo più fattori come proprietà del materiale, metodi di connessione e ambiente di lavoro. Attraverso metodi di analisi scientifica e rigorosa verifica sperimentale, la progettazione della connessione a bullone può essere efficacemente ottimizzata e le prestazioni complessive e l'affidabilità del sistema possono essere migliorate.

In breve, il carico e la coppia di bulloni sono collegamenti importanti che non possono essere ignorati nella progettazione meccanica e nella pratica ingegneristica. Solo dalla comprensione profondamente e applicando ragionevolmente conoscenze pertinenti possiamo garantire che le connessioni del bullone possano svolgere il proprio ruolo in varie condizioni di lavoro complesse e fornire solide garanzie per la sicurezza ingegneristica e il funzionamento delle attrezzature stabili.