Фланцевые болтыигайки фланцевыеявляются ключевыми компонентами в соединении трубопроводных систем и сосудов под давлением. Их структурные особенности отражены в интегрированной фланцевой поверхности на головке болта или в нижней части гайки. Эта интегрированная конструкция объединяет функции традиционных болтов и плоских шайб. Диаметр фланцевой поверхности обычно в 2,5-3 раза больше диаметра болта. Например, диаметр фланцевой поверхности болта М20 в основном находится в диапазоне 50-60 мм, что эффективно снижает сжимающее напряжение поверхности соединения за счет увеличения площади контакта. Согласно стандарту ASME B18.2.6, шестигранный размер противоположной стороны фланцевого болта увеличен примерно на 15% по сравнению с обычными болтами, чтобы соответствовать структурной прочности фланцевой поверхности.
С точки зрения выбора технических параметров, класс прочности фланцевых болтов обычно должен достигать 8,8 или 10,9, а предел прочности на разрыв должен быть не менее 800 МПа и 1040 МПа соответственно. Для условий высокой температуры и высокого давления часто используются болты из легированной стали, изготовленные из ASTM A193 Gr.B7, которые могут сохранять стабильную работу в условиях температуры 450 ℃. Соответствующие фланцевые гайки должны соответствовать принципу соответствия равной прочности. Типичные спецификации включают ASTM A194 Gr.2H, а твердость контролируется в пределах HRC22-32. С точки зрения технологии обработки поверхности, покрытие Dacromet может обеспечить более 1000 часов защиты от солевого тумана, в то время как толщина горячеоцинкованного слоя обычно контролируется на уровне 50-80 мкм, что обеспечивает более 10 лет коррозионной стойкости в наружных условиях.
Типичные сценарии применения этого типа крепежа сосредоточены в соединительных деталях, требующих высокой герметизации и вибростойкости. Комплекты фланцевых болтов обычно используются в фланцевых соединениях трубопроводов в нефтехимической промышленности. В трубопроводах свыше DN300 каждая фланцевая пластина должна быть оснащена 16-24 комплектами болтов, а сила предварительной нагрузки должна контролироваться в пределах 30%-70% от предела текучести материала болта. Фланцевое соединение вращающегося оборудования, такого как турбины и компрессоры, подчеркивает эффективность предотвращения ослабления. В настоящее время при использовании с гайками Spirax, препятствующими ослаблению, потеря силы предварительной нагрузки в условиях вибрации может контролироваться в пределах 5%. Для фланцев теплообменников с тепловым расширением необходимо рассчитать тепловое напряжение при рабочей температуре и выбрать материалы болтов с соответствующими коэффициентами теплового расширения. Например, коэффициент теплового расширения болтов из нержавеющей стали 304 составляет 17,3×10^-6/℃. Если есть разница с фланцами из углеродистой стали, необходимо выполнить расчеты компенсации.
С точки зрения анализа преимуществ использования, основным преимуществом фланцевых болтов является равномерность распределения контактного давления. Поверхность фланца снижает коэффициент концентрации напряжений примерно на 40%, что особенно подходит для соединения материалов с низкой прочностью, таких как чугун и пластик. В то же время интегрированная конструкция уменьшает количество деталей и может сократить время установки на 30% по сравнению с традиционной комбинацией болтовых прокладок во фланцевом соединении DN500. Однако ограничения также очевидны. Структура поверхности фланца увеличивает вес одной детали на 20%-25%, что может повлиять на установку в компактном оборудовании с ограниченным пространством. С точки зрения стоимости цена фланцевых болтов той же спецификации на 15%-30% выше, чем у обычных болтов, но в положении смотрового отверстия, где требуется частая разборка, его противозадирные свойства могут снизить расходы на техническое обслуживание. При практическом применении следует учитывать, что отклонение от параллельности между поверхностью фланца и поверхностью соединения должно быть менее 0,05 мм, в противном случае это может привести к односторонней перегрузке и стать причиной преждевременного выхода из строя.
Время публикации: 25-03-2025