馬鞍三通傳統(tǒng)緊固方法應(yīng)改進(jìn)，帶壓開(kāi)孔精確緊固法3分鐘學(xué)會(huì)

所謂螺栓是一種機(jī)械零件，用來(lái)管道帶壓開(kāi)孔工程施工作業(yè)中配用螺母的圓柱形帶螺紋的緊固件。由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個(gè)帶有通孔的零件。

這種連接形式稱為帶壓開(kāi)孔作業(yè)螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個(gè)零件分開(kāi)，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼、合金鋼螺栓性能等級(jí)分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級(jí)，其中8.8級(jí)及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。

螺栓雖然是一個(gè)小小的零部件，甚至并不起眼，我們對(duì)螺栓的擰緊力矩也沒(méi)有真正的關(guān)注過(guò)。只有在一個(gè)個(gè)由于螺栓引起的管道系統(tǒng)滲漏事故后，才開(kāi)始重視螺栓在帶壓開(kāi)孔機(jī)及管道件緊固的重要性。尤其是管道帶壓開(kāi)孔工程施工作業(yè)過(guò)程中，出現(xiàn)了由于螺栓的質(zhì)量問(wèn)題所引起的危險(xiǎn)介質(zhì)泄漏，所造成的后果是不堪設(shè)想的。

我們應(yīng)當(dāng)通過(guò)深入的了解螺栓擰緊的原理及螺紋知識(shí)，有助于我們對(duì)螺栓的充分認(rèn)識(shí)，螺栓擰緊的必要性和關(guān)鍵程度是我們?nèi)粘洪_(kāi)孔機(jī)裝配和管道帶壓開(kāi)孔施工作業(yè)所關(guān)注的主要對(duì)象，力矩的有效控制則能體現(xiàn)出一個(gè)崗位甚至一個(gè)項(xiàng)目組的管理水平。

前面已經(jīng)講過(guò)了管道帶壓開(kāi)孔前對(duì)管件（墊片、螺栓、螺栓等）的檢查工作，那么下面將講述管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)中馬鞍三通的緊固原理及操作：

1.理論公式：

T=F/2{dp*(us/cosa+tgb)/(1-us/cosa*tgb)+dwuw}≈F/2*{dp*us/cosa+dptgb+dwuw}

式中：us為螺紋副摩擦系數(shù)；uw為端面摩擦系數(shù)；

Dp為螺栓有效直徑，粗牙螺紋，dp=0.906d，細(xì)牙螺紋，dp=0.928d；

Dw為端面摩擦圓等效直徑，dw=2/3*(du3-di3)/(du2-di2)=1.3d；

Du、di分別為摩擦圓的外徑及內(nèi)徑；

D為螺紋公稱直徑；

B為螺紋升角，粗牙螺紋b=2。50‘，細(xì)牙螺紋=2。10’

A為垂直截面內(nèi)的螺紋牙形半角，約為29。58’

2.馬鞍三通緊固件擰緊的實(shí)質(zhì)

控制螺紋緊固軸力（預(yù)緊力），保證被連接件（馬鞍三通A及B件）所需的夾緊力。夾緊力需適中，夾緊力過(guò)小，被連接的馬鞍三通兩個(gè)連接件容易松動(dòng)。夾緊力過(guò)大，馬鞍三通AB連接件容易損傷，同時(shí)也容易造成螺紋件的損壞，而馬鞍三通內(nèi)部的橡膠墊受力過(guò)大被緊固破裂或嚴(yán)重變形失去密封作用，從而造成緊固后匯漏。

所以管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)中馬鞍三通的緊固軸向預(yù)緊力具有上限值和下限值。其中下限值是由馬鞍三通的連接結(jié)構(gòu)功能所決定，此數(shù)值必須保證被聯(lián)接件在工作過(guò)程中始終可靠貼合。上限值是由螺栓（螺母）和馬鞍三通AB兩端連接件的強(qiáng)度決定，此數(shù)值必須保證螺栓及被聯(lián)接件在預(yù)緊和服役過(guò)程中不發(fā)生破壞。（如螺栓拉長(zhǎng)、擰斷、脫扣、被聯(lián)接件壓陷/破裂等）。

3.馬鞍三通螺紋聯(lián)接裝配工藝方法

在控制角度的帶壓開(kāi)孔馬鞍三通螺紋緊固過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)使用扭矩控制把螺栓旋緊至一個(gè)固定的扭矩值，到達(dá)此扭矩后，后續(xù)的緊固過(guò)程就在扭矩和角度的雙重控制下進(jìn)行，直到達(dá)到管道帶壓開(kāi)孔工程設(shè)計(jì)中所預(yù)設(shè)的緊固扭矩和旋轉(zhuǎn)角度。正確的使用轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)可以避免螺栓進(jìn)入材料塑性區(qū)間，防止超過(guò)螺栓的受理屈服點(diǎn)，造成安全隱患。同時(shí)轉(zhuǎn)角控制也能明顯減少鎖緊力的流失，保證達(dá)到足夠的預(yù)緊力。

在管道帶壓開(kāi)孔工程施工作業(yè)中馬鞍三通的螺栓緊固過(guò)程中，使用的扭矩和轉(zhuǎn)角的度數(shù)都不同，因此使用過(guò)轉(zhuǎn)角控制緊固的螺栓不能再次使用。

螺栓擰緊方法主要有兩類：分別是彈性擰緊和塑性擰緊。彈性擰緊一般指扭矩?cái)Q緊法，塑性擰緊主要包括轉(zhuǎn)角擰緊法、屈服點(diǎn)擰緊法等。

總體上來(lái)講主要分為：扭矩直接控制法、扭矩控制-轉(zhuǎn)角監(jiān)控法、扭矩+角度控制法、屈服點(diǎn)控制法、螺栓長(zhǎng)度控制法等。下面就挑選常用且對(duì)帶壓開(kāi)孔馬鞍三通緊固有效的方法來(lái)講述：

3.1扭矩直接控制法

T=K*D*F

TU=KL*D*FU

TL=KU*D*FL

扭矩直接控制法利用扭矩與預(yù)緊力的線性關(guān)系進(jìn)行控制的方法，通過(guò)將擰緊工具設(shè)置到某個(gè)扭矩值來(lái)控制被聯(lián)接件的預(yù)緊力。在管道帶壓開(kāi)孔工程施工馬鞍三通的工藝過(guò)程、零件質(zhì)量等因素穩(wěn)定的前提下，該緊固方式操作簡(jiǎn)單、直觀，因此在施工中被廣泛采用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在擰緊螺栓時(shí)，大概50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，40%消耗在螺紋的摩擦上，僅有10%的扭矩用來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力。

由于外界不穩(wěn)定條件對(duì)扭矩?cái)Q緊法的影響很多，所以通過(guò)控制擰緊扭矩間接地實(shí)施預(yù)緊力控制的扭矩法將導(dǎo)致對(duì)軸向預(yù)緊力控制精度低。 而且有極少數(shù)的螺栓聯(lián)接，扭矩可以達(dá)到規(guī)定值。而螺栓頭還未完全與被聯(lián)接件貼合或間隙有時(shí)很小，目視不容易發(fā)現(xiàn)。此時(shí)帶壓開(kāi)孔施工作業(yè)中的馬鞍三通AB連接件的扭矩值是合格的，但其預(yù)緊力很小，甚至沒(méi)有。其初始預(yù)緊力的離散度隨著擰緊時(shí)摩擦損耗等因素的控制程度而變化，因而離散度較大，精度很低。因此，這種方法僅應(yīng)用于壓力較小且為非關(guān)鍵部位的緊固程序。

管道帶壓開(kāi)孔工程施工中馬鞍三通的角度控制緊固法及屈服點(diǎn)控制法、螺栓長(zhǎng)度控制法將在以后的文章中再分別進(jìn)行講述。請(qǐng)關(guān)注百家號(hào)，提出您的問(wèn)題。