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ASME PCC-1-2019 chinese

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ASME PCC-1-2019
(ASME PCC-1-2003 修訂版)
壓力邊界條件下
螺栓連接的法蘭接頭
安裝指南
習
學
部
。
用
使
內
供
僅 播。
,
散
件 自行翻譯,內容僅供參考,不
(特別說明:本指南中文翻譯由凱特克集團有限公司 王劍波等
得
文
方 許不
代表 ASME 官方檔。文中個別內容可能由於譯者的理解或語法表達不同,與行業常用表達語言
官
允 年 6 月於上海)
產生差異,敬請諒解,建議參考英文原文。 非 譯者,2022
經
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
美國國家標準
美國機械工程師協會!
目
錄
前 言(FOREWORD) ......................................................................................................................... - 4 ASME 壓力技術後建設委員會(PCC) ............................................................................................. - 5 與 PCC 委員會的溝通 ............................................................................................................................ - 6 壓力邊界下螺栓連接的法蘭接頭安裝指南 ........................................................................................ - 7 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
範圍 ............................................................................................................................................................- 7 介紹 ............................................................................................................................................................- 7 螺栓連接接頭裝配人員的培訓及資格許可 ...................................................................................- 7 法蘭及緊固件接觸面的清潔與檢查.................................................................................................- 7 法蘭接頭的對齊 .....................................................................................................................................- 9 安裝密封墊片 ..........................................................................................................................................- 9 對“工作表面”進行潤滑........................................................................................................................- 9 安裝螺栓 ...................................................................................................................................................- 9 對螺栓進行編號 .................................................................................................................................. - 10 對螺栓進行緊固 ............................................................................................................................. - 10 緊固順序 ........................................................................................................................................... - 14 決定目標扭矩 .................................................................................................................................. - 17 法蘭接頭壓力和緊固測試 ........................................................................................................... - 17 記錄 .................................................................................................................................................... - 18 法蘭接頭的拆卸 ............................................................................................................................. - 21 參考資料 ........................................................................................................................................... - 21 -
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
附錄 A 螺栓連接接頭裝配人員的培訓和資格認證
......................................................................
- 22 官
允
非
A-1 簡介 ..........................................................................................................................................................
- 22 , 未經
趣
A-2 螺栓緊固專家的資質要求.................................................................................................................
- 25 ,
興
權
A-3 對合格的高級螺栓緊固專家的要求
人 產 .............................................................................................. - 33 個
A-4 對合格螺栓緊固專家培訓師的要求
識 .............................................................................................. - 34 屬
知
純 的
A-5 品質保證.................................................................................................................................................
- 35 容
內 機構
附錄 B 常用術語說明
........................................................................................................................ - 38 譯
方
緊固術語
B-1翻
官 ................................................................................................................................................. - 38 文
重
墊片術語
中 B-2
................................................................................................................................................. - 39 尊
請B-3 拉伸器載荷/螺栓應力術語................................................................................................................ - 39 附錄 C 推薦用於各種墊片類型的墊片接觸表面的表面光潔度 ................................................. - 41 附錄 D 允許的墊片接觸面平整度和缺陷深度指南...................................................................... - 42 D-1 法蘭面平面度公差 .............................................................................................................................. - 42 D-2 法蘭面缺陷公差.................................................................................................................................... - 42 D-3 RTJ 環連接面墊片 ............................................................................................................................... - 42 附錄 E 法蘭接頭對中指南 ................................................................................................................ - 46 E-1 通則 .......................................................................................................................................................... - 46 E-2 法蘭對齊指南 ........................................................................................................................................ - 46 附錄 F 傳統緊固序列/模式的替代方案 ......................................................................................... - 48 F-1 現有的緊固程式 ................................................................................................................................... - 48 F-2 制定新的緊固程式 ............................................................................................................................... - 58 -
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F-3 RTJ 和透鏡型墊片 ............................................................................................................................... - 58 附錄 G 使用專門從事螺栓連接服務的承包商 .............................................................................. - 59 附錄 H 螺栓的根圓面積和拉伸應力面積 ...................................................................................... - 60 附錄 I 螺栓緊固中的交互作用 ........................................................................................................ - 62 I-1 彈性交互作用 .......................................................................................................................................... - 62 I-2 抵消彈性交互作用的影響 ................................................................................................................... - 62 附錄 J 計算目標扭矩......................................................................................................................... - 63 附錄 K 採用螺母係數計算目標扭矩 ............................................................................................... - 65 附錄 L 符合 ASME B16.5 的法蘭螺栓資料 ................................................................................... - 66 附錄 M 整體硬化墊圈的使用指導及採購技術規格..................................................................... - 67 M-1 墊圈的使用指導 .................................................................................................................................. - 67 M-2 全硬化墊圈採購技術規格................................................................................................................ - 68 -
。
用
使
附錄 N 重複使用螺栓的定義、說明和指南 .................................................................................. - 73 -
習
學
部
N-1 術語和定義 ............................................................................................................................................. - 73 N-2 通用說明 ................................................................................................................................................. - 73 N-3 指導原則 ................................................................................................................................................. - 75 -
內
供
僅 播。
附錄 O 決定裝配螺栓的應力 ...........................................................................................................
- 76 ,
散
件
文 不得
O-1 簡介..........................................................................................................................................................
- 76 方
O-2 選擇裝配螺栓應力 ..............................................................................................................................
- 77 官 允許
非
O-3 簡單的螺栓應力法 ..............................................................................................................................
- 77 經
,
O-4 基於法蘭元件的方法 .........................................................................................................................
- 78 趣 ,未
興
O-5 確定法蘭的極限值 ..............................................................................................................................
- 80 權
人
個 識產 ....................................................................................... - 91 附錄 P 法蘭接頭洩漏事故故障排除指南
屬
純 的知
P-1 引言 ...........................................................................................................................................................
- 91 容
構
內
P-2 範圍 ...........................................................................................................................................................
- 91 譯 方機
調查和診斷評估指南
P-3翻
.......................................................................................................................... - 91 官
P-4 法蘭設計和可接受的實踐考量的檢查清單
................................................................................. - 94 重
中文
尊
洩漏問題及潛在解決方案 ................................................................................................................. - 98 P-5
請
P-6 參考文獻 .................................................................................................................................................. - 98 表 P-1 水壓試驗過程中的洩漏 (LHT) ................................................................................................. - 99 表 P-2 升溫或首次運行過程中的洩漏(LIO) ................................................................................. - 99 表 P-3 由於溫度或壓力波動造成的洩漏(LCU) ............................................................................... - 100 表 P-4 長期運行(幾個月)之後的洩漏- (LTO) ............................................................................. - 100 表 P-5 停車(SHUTDOWN)期間發生的洩漏(LDS) ..................................................................... - 101 -
附錄 Q 使用動力設備的注意事項 ................................................................................................ - 102 Q-1
Q-2
Q-3
Q-4
Q-5
一般指導 .............................................................................................................................................. - 102 氣動和電動扭矩扳手 ....................................................................................................................... - 102 液壓扭矩扳手 ..................................................................................................................................... - 102 液壓螺栓拉伸器................................................................................................................................. - 103 參考文獻 .............................................................................................................................................. - 105 -
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前 言(FOREWORD)
ASME 于 1993 年成立了一個關於後建造施工的特設工作組(Ad Hoc Task Group on Post
Construction)
,以應對在壓力設備投入使用後對其進行檢查和維護的認可和普遍接受的工程標準
的日益增長的需求。在該工作組的建議下,ASME 壓力技術規範和標準委員會(BPTCS) 於 1995
年成立了後建造委員會 (PCC)。該委員會的職責是制定和維護後建造任務所涉及施工相關的常
見問題和技術的解決標準,並與其他委員會合作制定單獨的、針對具體的產品的規範和標準,解
決壓力技術規範和標準涉及的設備和管道初始建造所遇到的問題。 BPTCS 涵蓋非核鍋爐、壓力
容器(包括熱交換器)
、管道和管道組件、管線和儲罐。
PCC 根據確定的需求和志願者的可用性選擇要制定的標準,並于 1995 年成立了檢查計畫小
組委員會和缺陷評估小組委員會。1998 年,PCC 下屬的一個工作組開始編寫《壓力邊界下螺栓
連接的法蘭接頭裝配指南》
,1999 年成立了維修和測試小組委員會。其他主題正在考慮中,可能
會發展成為未來的指南檔。
。
用
使
習
學
1,壓力邊界下螺栓連接的法蘭接頭裝配指南,提供指導並適用於新的和在役螺栓法蘭接頭組件
。
部
內
ASME PCC-3,使用基於風險的方法的檢驗計畫,為準備基於風險的檢驗計畫提供指導。在組裝、
供
。
安裝、檢查、操作或維護的任何階段發現的缺陷,然後在適當時使用
API 579-1/ASME
FFS-1,
僅
播
,
適用性服務中提供的程式進行評估。如果確定需要維修,則在
散PCC-2,承壓設備和管道
件 ASME
得
文
的維修的相應部分中提供了有關維修程式的指南。為了向所有參與壓力設備的利益相關者提供
方 許不
官
一份指南,以識別與壓力設備完整性相關的出版物,ASME
PTB-2,承壓設備完整性生命週期管
允
非
理指南,已準備就緒。
, 未經
趣
這些檔都不是法規,它們都獲得了公認並證明是普遍接受的良好實踐
,可與後建造施工規範,
興 權,
人
例如 API 510、API 570 和 NBBI NB-23,以及管轄要求結合使用。
個 識產
屬
ASME PCC-1 的第一版於
知2000 年批准出版。2010 年的修訂版於 2010 年 1 月 14 日被
純
的
美國國家標準協會
批准為美國國家標準。2013 年的修訂版包括許多更新,以及主要的
容 (ANSI)
構
內
新附錄 A
標題為“螺栓連接裝配人員的培訓和資格認證”,並於
2013 年 8 月 12 日被 ANSI
機
譯
方
翻 官
批准為美國國家標準。
本次 2019 年修訂版包含許多更新。這些更新中最值得注意的是刪除了
文
中關於目標扭矩指數的介紹以及類似的參考扭矩表(表 1M 和 1)
,並插入了一個新的
中附錄尊O重
附錄 Q,標題為“使用動力設備的注意事項”。該修訂版於 2019 年 1 月 17 日被 ANSI 批准為
請
小組委員會負責制定涉及壓力設備和管道在役檢查和維護的幾個方面的標準。 ASME PCC-
美國國家標準。
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ASME壓力技術後建設委員會(PCC)
(以下為本標準批准時的委員會名單)
標準委員會官員
C. Becht IV, 主席
C. D. Rodery, 副主席
S. J. Rossi, 秘書長
標準委員會成員
J. Arnold, Niantic Bay Engineering, LLC
S. J. Rossi, The American Society of Mechanical Engineers
C. Becht IV, Becht Engineering Co., Inc.
I. Roux, Roux Engineering
D. L. Berger, Consultant
C. W. Rowley, The Wesley Corp.
M. Boring, Kiefner & Associates, Inc.
J. Taagepera, Chevron Energy Technology Co.
W. Brown, Integrity Engineering Solutions
G. M. Tanner, M&M Engineering Associates
N. Faransso, KBR
K. Oyamada, Delegate, High Pressure Gas Safety Institute of
B. Hantz, Valero Energy Corp.
Japan
W. Brown, Vice Chair, Integrity Engineering Solutions
M. Ruffin, Chevron Energy Technology Co.
B. J. Barron, Newport News Shipbuilding
J. Barnard, Contributing Member, Hydratight
L. Carpenter, BP
J. R. Payne, Contributing Member, JPAC, Inc.
C. Cary, Dow Chemical Co.
J. Waterland, Contributing Member, VSP Technologies
S. Hamilton, Hex Technology
J. E. Batey, Honorary Member, Consultant
B. Hantz, Valero Energy Corp.
C. C. Neely, Honorary Member, Consultant
。
用
使
習
學
部
內
供
。
D. King, Furmanite America, Inc.
T. Tahara, Delegate, 僅
T&T Technology
播
,
D. E. Lay, Hytorc
J. E. Batey, 件
Contributing散
Member, Consultant
得
文
D. Peters, Structural Integrity Associates
C. D. Cowfer, 不
Contributing Member, Cowfer Consulting
方
許
官E. Michalopoulos,
B. Ray, Marathon Petroleum Co., LP
Contributing Member, Ministry of Economics of
允
非
J. T. Reynolds, Intertek Moody
Greece
, 未經
趣
S. C. Roberts, Shell Global Solutions (U.S.), Inc.
興 權, K. Mokhtarian, Contributing Member, K. Mokhtarian
人
C. D. Rodery, C&S Technology, LLC
Consulting, LLC
產
個
識
J. R. Sims, Contributing Member, Becht Engineering Co.,
屬 知
純
Inc.
容 構的
內
譯 方機
翻
法蘭接頭裝配後建設(PCC)小組委員會
官
文
中 尊重
C. D. Rodery, Chair, C&S Technology, LLC
G. Milne, The Flexitallic Group
請
D. E. Lay, Hytorc
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與PCC委員會的溝通
通則 ASME 標準的制定和維護旨在代表相關利益的共識。因此,本標準的用戶可以通過要求解
釋、提出修訂或案例以及參加委員會會議來與委員會互動。信函應寄往:
Secretary, PCC Standards Committee
The American Society of Mechanical Engineers
Two Park Avenue
New York, NY 10016-5990
http://go.asme.org/Inquiry
提出修訂。如同通過標準在應際應用中獲得的經驗所證明的那樣,定期對標準進行修訂以納入
看起來必要或可取的變化。批准的修訂將定期發佈。
委員會歡迎對本標準進行修訂的建議。此類提議應盡可能具體,引用段落編號、提議的措
辭以及對提議原因的詳細說明,包括任何相關檔。
。
用
使
提出案例。可以發佈案例以在合理時提供替代規則,在緊急需要時允許提前實施已批准的修
習
學
部
訂,或提供現有條款未涵蓋的規則。案例在 ASME 批准後立即生效,並應發佈在 ASME 委
員會網頁上。
內
供
現有案例相同的格式寫成問題和答覆。案例請求還應指明所提議案例適用的標準的適用版本。
僅 播。
,
解釋。根據要求,PCC 標準委員會將對標準的任何要求進行解釋。解釋只能根據發送給
PCC
件 得散
文
標準委員會秘書的書面請求進行。
方 許不
官
對內容的解釋請求最好通過線上解釋提交表提交。該表格可從
非 經允
http://go.asme.org/InterpretationRequest 獲得。提交表格後,詢問者將收到一封自動確認收到的
,
趣 ,未
電子郵件。
興
人 產權
如果查詢者無法使用線上表格,他/她可以將請求郵寄到上述位址的
PCC 標準委員會秘書
個
識
屬 知
處。解釋請求應清晰明確。建議詢問者按以下格式提交他/她的請求:
純
的
主題:
容用一兩個詞引用適用的段落編號和查詢主題。
構
內
版本:
引用要求解釋的標準的適用版本
機
譯
方
翻 官 將問題表述為要求解釋適合一般理解和使用的特定要求,而不是要求批准專
問題:
文
重
有設計或情況。
請提供一個簡潔而準確的問題,問題的組成方式可以接受“是”或“否”的回
中 尊
請 答。
案例請求應提供需求說明和背景資訊。請求應標明標準和段落、圖形或表格編號,並以與
建議回復:
以“是”或“否”的形式提供建議的答覆,並根據需要進行解釋。 如果輸入對
多個問題的答覆,請對問題和答覆進行編號。
背景資料:
向委員會提供任何有助於委員會理解調查的背景資訊。 詢問者還可以包括
解釋問題所需的任何計畫或圖紙, 但是,它們不應包含專有名稱或資訊。
非上述格式的請求可能會在得到答覆之前由委員會以適當的格式重寫,這可能會無意中改
變原始請求的意圖。
此外,ASME 不充當特定工程問題或標準要求的一般應用或理解的顧問。根據提交的詢問
資訊,如果委員會為回應詢問者尋求的幫助,將返回詢問需求並建議獲得此類幫助。
當存在可能影響解釋的附加資訊時 ASME 程式提供了在可用時重新考慮任何解釋。 此
外,對解釋感到不滿的人可以向認可的 ASME 委員會或小組委員會提出上訴。 ASME 不“批
准”、“證明”、“評價”或“認可”任何專案、結構、專有設備或活動。
參加委員會會議。 PCC 標準委員會定期舉行向公眾開放的會議和/或電話會議。 希望參加任
何會議和/或電話會議的人員應聯繫 PCC 標準委員會秘書處。
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壓力邊界下螺栓連接的法蘭接頭安裝指南
1.
範圍
這些螺栓連接法蘭接頭安裝 (BFJA,Bolted Flange Joints Assemblies) 指南主要適用於帶有環
形密封墊片的壓力邊界的法蘭接頭,密封墊片完全位於螺栓孔所圍成的圓內,並且在該圓外沒有
接觸1。這些指南可以有選擇性的適用於其他幾何形狀的連接面。通過選擇適合特定服務或需要
的特徵,這些指南可用於為工業中通常遇到的各種尺寸和服務條件制定有效的接頭組裝程式。
使用者需注意,ASME PCC-1 中包含的指南是通用制定的,建議用於一般應用。它們不一
定適用於所有應用。在某些情況下提供了預防性考慮,但不應被視為適用於所有的應用工況。應
使用合理的工程實踐和判斷來確定特定方法或方法的一部分對特定應用的適用性。每個接頭組
裝程式都應經過合格人員的適當審查。雖然本指南涵蓋了 ASME 壓力技術規範和標準範圍內的
。
用
使
接頭組裝,但它也可用於根據其他規範和標準構造的設備。
本文檔還提供了對不提供密封性能的 BFJA 進行故障排除的指南(參見附錄 P)
。
2.
習
學
部
介紹
內
供
僅 播。
中概述的指南涵蓋了 BFJA 高水準的密封完整性除了正確設計/構造以外必不可少的裝配元素。
,
件 得散
建議結合這些指南中被認為適用於正在考慮的特定應用的特徵,制定書面程式提供給接頭裝配
文
方 許不
人員使用。在使用者認可的情況下,可以使用用於特定應用程式的替代特徵和方法。
官
非 經允
注意:在本指南的上下文中,“使用者”一詞包括設備的使用者或合同及書面裝配程式中記錄
,
的授權代理人(見第 14.1 段)
。
趣 ,未
興
人 產權
3. 螺栓連接接頭裝配人員的培訓及資格許可
個
屬 知識
建議使用者根據需要,遵循本指南制定的附錄
A 螺栓接頭組裝人員對有可能參與本指南制
純
的
訂的各項流程的人員,提供或安排提供必要的培訓和資格認證。
容 構
內
有關接受這些指南中當前未列出的法蘭接頭組裝程式的評價,請參閱附錄
F 的 F-2 部分。
譯 方機
翻
根據附錄
A 第 A-5.3.5 段的指導原則,符合附錄 A 的裝配工資格可被認為是可移植的。
重官
中4.文尊
請 法蘭及緊固件接觸面的清潔與檢查
BFJA 是一種複雜的機械裝置,因此,無洩漏運行的 BFJA 是眾多決策/選擇/活動在相對較
窄的可接受限度範圍內的一種結果。無洩漏性能必不可少的活動之一就是接頭組裝過程。本文檔
在開始組裝之前,按照本節所描述的方法清潔並檢查法蘭和緊固件接觸面。
從墊片接觸面上去除之前墊片安裝的所有跡象,如果需要,使用經認可的溶劑和/或軟鋼絲
刷進行清潔,以防止表面污染和損壞現有表面光潔度。避免在不銹鋼法蘭上使用碳鋼刷。有一種
例外情況:
這種基於經驗的例外是,當使用柔性石墨包覆墊或帶有柔性石墨填料的纏繞墊片作為替換
墊片時,殘留的柔性石墨可能會留在表面光潔的凹槽中。
(a) 檢查兩個配合接頭法蘭的密封墊接觸面是否符合推薦的表面光潔度(見附錄 C)以及表
面光潔度是否存在損壞,例如劃痕、刻痕、凹坑和毛刺。徑向穿過接觸面的損傷尤其值
得關注。請參閱附錄 D 的 D-2 和 D-3 部分,瞭解有關密封墊接觸表面缺陷及其位置
的推薦允許限值的指南。
1
!"#$%&'()*&+,-./01 ASME 23456789: (ASME BPVC) ; VIII <; 1 =&>?@A
B 2 CDEFGH ASME BPVC ; VIII <; 1 =I>?@AB SDJ+,KLMAB 2<)*>NO'(PQ&)*N
O+,R&STUVW
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-7-
(1) 建議接頭組裝人員使用表面光潔度比較儀。
(2) 報告任何有問題的缺陷以進行適當處置。 如果認為需要對缺陷進行機加工或焊接修
復,請參閱 ASME PCC-2 第 305 條中的修復注意事項。 附錄 C 提供了推薦的最
終表面光潔度。
(b) 在有問題或關鍵應用工況[見表 2 的注 (1)] 、有洩漏歷史或對製造過程品質控制有疑
惑的大直徑法蘭時,建議同時檢查連接法蘭的密封墊接觸表面徑向和圓周方向兩個方向
的平整度。 在某些情況下,可以使用機械的鋼直尺或塞尺來完成,但建議使用安裝牢
固的可讀數/平面度規或能夠提供準確的讀數指示的現場加工設備。 附錄 D 的 D-1 節
提供了平整度公差建議。
如果認為需要機加工或焊接修復才能達到要求的平整度,請參閱 ASME PCC-2,第 305 條
中的修復注意事項。 附錄 C 提供了推薦的最終表面光潔度。
(c) 檢查螺栓2和螺母螺紋以及螺母下面的墊片面是否有銹蝕、腐蝕和毛刺等損壞, 更換/糾
正任何損壞的元件。 類似於螺栓/螺母這樣的組合,如果螺母無法用手自由轉動並超過
它們緊固完成後將停止的位置,則應更換/更正,包括螺紋孔螺紋。 (參見 ASME PCC-
。
用
劃傷或凹陷,請更換新的整體硬化墊圈 (表面硬化墊圈不適用)
。 先前使用的螺栓/螺
使
習
母的狀況對螺栓連接元件的性能有很大影響。 提供以下有關螺栓/螺母重複使用的指南
學
部
供考慮:
內
供
(1) 當使用普通等級的螺栓和螺母作為緊固件時,如果認為需要使用扭矩或拉伸力等螺
。
僅 英寸)的建議採用新螺栓
播
栓載荷控制方法(見附錄 N)
,對直徑不超過 M30(11/8
,
件 得散
和螺母。對於較大的螺栓直徑,建議將清潔、去毛刺和修復的成本與更換成本進行
文
不
方 許在評估成本時,請考慮在現場修復緊
比較,並在評估元件的關鍵問題時予以考慮。
官
非 經允
固件可能比更換成本更高,而且修復的結果可能無法預測。
當使用帶有塗層的螺栓
,
時,剩餘的腐蝕保護和自潤滑功能是繼續使用或更換的額外考慮因素。
趣 ,未
興
(2) 如果發現任何尺寸的螺栓在之前的裝配過程中被濫用或未潤滑,則應認真考慮更換
人 產權
個
它們。
屬 知識
(3) 通過螺紋模具壓制通常不會產生光滑的修整表面,因此,在車床上車削螺栓螺紋是
純
容 構的
修復昂貴緊固件的首選方法。該過程將部分螺紋材料去除,因此,用戶應注意確保
內
機ASME B1.1 規定的原始配合等級的公差限制。任何螺紋尺寸小於最小大徑
譯 不超過
方
翻
官或最小中徑的緊固件都應更換。
中文尊重
請 (4) 通常更換螺母而不是重新修復。
2,第 303 條,其中包括修復損壞的螺紋孔螺紋。)如果單獨的墊片因以前的使用而被
3
(5) 附錄 N 提供了有關螺栓栓是否可以重複使用主題的補充資訊。
(d) 檢查法蘭的螺母承載面或墊片承載表面是否有覆蓋層、劃痕、毛刺,是否存在目測不垂
直的狀況(由不均勻磨損表示)等。超過大約 0.13 毫米(0.005 英寸)厚的覆蓋層應
被去除或減少厚度,對關鍵的法蘭接頭應去除所有的覆蓋層。應去除這些表面的不平整、
溝槽和突起。在嚴重損壞的法蘭上,可能需要加工該區域,在這種情況下,必須考慮最
小可接受的剩餘法蘭厚度。使用完全硬化的平墊圈4 是一種提供光滑平整的螺母承載表
面的恰當方案。
2
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5.
法蘭接頭的對齊
所有接頭部件的正確對齊是法蘭接頭組裝的基本要素。它可以實現最大的密封面接觸,最大
程度地實現均勻和設計級別的密封墊負載,並減少螺母和法蘭之間的摩擦。 附錄 E 中提供了對
齊法蘭接頭的指南。
6.
安裝密封墊片
在確定不存在(或已糾正)不可接受的密封墊密封表面缺陷和平面度公差偏差以及正確考量
法蘭對齊事項後,將新密封墊放置到位(參見附錄 D 和 E)
。
密封墊片不建議重複使用。 但是,帶有貼面層的金屬墊片的基材,在採用與原始產品規範
一致的方式進行修復和進行重新表面貼面處理後可以重複使用。重新安裝如此翻新的墊片不視
為墊片再利用,因為墊片的密封性能已恢復。 對於其他密封墊片類型,經驗清楚地表明,只有
新的墊片才能可靠地提供實現有效密封所必需的塑性變形和彈性恢復特性。對使用過的密封墊
片進行目視檢查或物理檢查是否有明顯損壞,不足以檢測諸如加工硬化、脆性或熱效應或與工作
流體相互作用等有關密封面的關鍵因素。
(a) 驗證密封墊片是否符合尺寸(外徑、內徑、厚度)和材料規格。
。
用
使
(b) 將密封墊定位為與法蘭內徑同心,採取適當措施確保在定位過程中得到充分支撐。 密封
習
學
(c) 確保密封墊在接頭組裝過程中保持原位,可以在密封墊(不是法蘭)上噴灑少量粘合劑。
部
內
應特別注意避免使用可能與工藝流體不相容或可能導致法蘭表面應力腐蝕開裂或點蝕
供 。
的化學粘合劑。 不要使用膠帶徑向穿過密封墊將其固定到位,不要使用脂類用作粘合
僅
, 散播
劑。
件
文 不得
方
7. 對“工作表面” 進行潤滑
官 允許
非
潤滑可降低摩擦係數,實現達到指定預緊力減少所需的扭矩,提高接頭內不同螺栓所達到載
, 未經
荷的一致性,並有助於緊固件的後續拆卸。
趣
興 權,
當重複使用螺栓或不一致地塗抹潤滑劑時,螺母係數會發生變化,因此應相應調整扭矩值
人
個 識產
(請參閱附錄 K)
。
屬
(a) 確保潤滑劑與螺栓/螺母/密封墊材料和工藝流體具有化學相容性。應特別注意避免使用
純 的知
容
可能導致應力腐蝕開裂、電化學腐蝕、氧氣自燃等的潤滑劑化學成分。
內 機構
譯
(b)
翻確保潤滑劑已證實適用於預期的應用溫度範圍和防咬牙要求。
官方
文
(c) 重
在螺栓和螺母螺紋上塗抹潤滑劑之前,螺母必須能用手自由轉動並超過其經過擰緊後預
中 尊 期停止的位置。如果螺母無法用手自由轉動,請檢查原因並進行必要的更正/更換。
請 (d) 在螺母接觸面和螺栓兩端預期經過擰緊後會用到的螺紋段上塗抹潤滑劑,應在螺栓穿過
墊的任何部分都不應突出到介質通路中。
5
法蘭螺栓孔後塗抹潤滑劑,以避免可能被固體顆粒污染,從而產生不需要的反作用扭矩。
無論使用何種擰緊方法,都應進行潤滑。
(e) 不要在密封墊片或墊片的接觸表面上塗抹不管是經過批准的潤滑劑或未經批准的化合
物,防止無意中應用到這些表面。
8.
安裝螺栓
安裝螺栓和螺母,使其用手擰緊,螺栓和螺母的標記端位於法蘭接頭的同一側並朝外,以便
於檢查, 然後用 15 N·m (10 ft-lb) 至 30 N·m (20 ft-lb)手動預緊,但不超過目標扭矩的 20%(參
見第 12 節)
。 如果螺母未手動擰緊,請檢查原因並進行必要的更正。
8.1 螺栓/螺母規格
5
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驗證是否符合螺栓和螺母規格 [材料、直徑、螺栓長度、螺距和螺母厚度等於公稱螺栓直徑
(重型六角系列螺母)]。
8.2 螺栓長度
檢查螺栓的長度是否足夠。 該長度應考慮平墊圈的存在、螺母高度和所需的螺紋突出量。
新結構規範6中的要求基於螺母整個深度的完全螺紋嚙合。 然而,已經表明螺紋緊固件的全部強
度可以通過少於一個螺紋完全螺紋接合(參見第 16.15 段參考資料)來實現,這是某些後建設情
況下的潛在考慮因素。螺栓拉伸器的使用要求螺栓的螺紋部分超出法蘭接頭拉伸器一側的螺母
外表面延伸出至少一個螺栓直徑。鍍鋅或帶有表面塗層螺栓可能需要特殊的拉伸器拔動套筒。
8.2.1 由於腐蝕、油漆或損壞,過多的螺紋突出會阻礙法蘭接頭拆卸。 一種便於拆卸法蘭接
頭的有效做法(參見第 15 節)是在一端完全嚙合螺母(螺栓杆與螺母平扣)
,這樣所有
多餘的螺紋都位於相反的一端。 應儘量減少超出螺母的螺紋突出量。
8.2.2 當有效拉伸長度(Leff,見第 10.2 段)較短時7,由確定的目標螺栓應力(見第 12 節)
產生的總螺栓伸長率(ΔL,見第 10.2 節)將成比例地小 ,從而導致由於正常的密封墊
片蠕變、嵌入損失和法蘭接頭受熱而導致的組裝後螺栓應力的降低百分比例將會非常大。
。
用
使
在選擇目標螺栓應力水準時,應特別注意對這種情況的敏感性以及其他聯合考慮因素。
9.
對螺栓進行編號
9.1 當使用一部機具時對螺栓進行編號
習
學
部
內
供
。N 是法蘭接頭中的
(a) 傳統的編號體系是在每個螺栓位置,從編號 1 開始,一直到
僅N(其中
播
,
螺栓總數)
,在法蘭上以順時針方式順序編號。該編號體系方法用於
件 得散 ASME PCC-1-2000
文
並已被保留(因此被稱為 Legacy 方法)
。交叉緊固模式通過使用表
3 中概述的模式完
不
方
許
成。 例如,此編號體系可以快速識別 40官
個螺栓法蘭中的螺栓編號 20,但擰緊過程中需
允
非
經
要借助例如表 3 作為參考表確定擰緊順序。
,
未
趣 3.1)被設計成在每個螺栓位置分配的編號代表擰緊該
(b) 傳統方法的替代編號體系(見表
,
興
人 產權
螺栓的順序,換句話說,交叉緊固模式擰緊順序由指定的螺栓編號標識,因此在擰緊過
個
屬 知識
程中不需要單獨的參考表。就法蘭接頭組裝而言,表
3 和表 3.1 編號系統被認為是等
純
的
效的。 容
內 機3 構
如果需要比表
和表 3.1 方法更少的組裝工作量的法蘭接頭組裝模式和扭矩增量組合,請
譯
方
翻
參見附錄
F。
重官
中9.2文尊
使用多部工具時對螺栓進行編號
請
當使用傳統的編號體系或 傳統方法的替代編號體系 方法時,相應的螺栓編號體系如下:
請參考附錄 F(替代緊固順序模式#4 和#5)
10. 對螺栓進行緊固
使用選定的擰緊方法/載荷控制技術(參見第 10.1 段)
,當使用第 11 節中描述的單個工具
時,使用表 1 中所示的扭矩增量輪次和配套的表 3 或表 3.1 交叉緊固模式擰緊順序,或附錄 F
的替代方案 #1、#2 和 #3 中所示的替代擰緊程式之一,擰緊法蘭接頭。
備選方案#4 和#5 說明瞭同時使用多個工具時使用的替代的群組編號體系和擰緊順序。
ASME BPVC 的非強制性附錄 S,第 VIII 部分,第 1 部分承認,對於包括按照該分部的強
制性附錄 2 設計的法蘭接頭中的螺栓的初始緊固是一種預應力載入操作,並且要求的目標螺栓
預應力水準可能會在規範清單設計應力值以上發生很大變化。這是一種可接受且通常需要的做
法。附錄 S 指出“……在擰緊操作中可能並且在大多數情況下必須產生高於設計值的初始螺栓應
力,這也是本部分所表達的意圖允許這種做法,前提是它包括必要和適當的措施,以確保法蘭不
6
7
ASME BPVC & UG-13D; VIII <; 1 =4; 6 Œ/0œ'd–ëWASME B31.3 & 335.2.3W
≠'(&o—“”‘1’÷◊ÿŸ& 5 ⁄Râ¤]{‹|“›fi”
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會過度變形和密封墊片被嚴重壓潰。”對於根據附錄 2 定制設計的法蘭接頭,通常認為可接受的
目標螺栓預應力的常見範圍約為螺栓材料規定的最小屈服強度的 40%至 70%(另見第 8.2.2 段
關於影響短螺栓的確定目標扭矩值)
。通常只有在獲得認可的工程師評估的特殊情況下才允許超
出此範圍。但是,選擇任何最大目標螺栓預應力,必須確保所有法蘭連接的三個接頭元件(螺栓、
法蘭和密封墊片)的應力都在可接受的範圍內。
(另見第 O-1.2 段。)
第 12 節將提供有關確定法蘭接頭裝配目標扭矩值的指導。
附錄 O 概述了對於指定的法蘭接頭(螺栓、法蘭、密封墊片組合)確定裝配螺栓應力的方
法。該方法基於材料的彈塑性有限元模型以及與其一致的公式和法蘭應力限制,提供了使用示例
特定的最大允許密封墊應力的計算,但是,必須由使用者提供此資訊。為 ASME B16.5/B16.47 A
系列法蘭提供了最大螺栓載荷限制表,並概述了計算其他標準和非標準法蘭的裝配螺栓載荷的
方法。
表 1 使用單個工具按傳統交叉法緊固螺栓時的扭矩增量值
步驟
載入
。
用
20%)。檢查法蘭的圓周間隙是否均勻,如果不均勻,則通過選擇性緊固進行適當的調整,
使
習
然後再繼續下一步。
學
部
內
第1圈
緊固到目標扭矩的 20~30%(參見第 12 節)。檢查法蘭圓周間隙是否均勻,如果不均勻,
供
僅 播。
則通過選擇性緊固/松卸進行適當的調整,然後再繼續下一步。
,
件 得散
第2圈
緊固到目標扭矩的 50~70%(參見第 12 節)。檢查法蘭圓周間隙是否均勻,如果不均勻,
文
方 許不
則通過選擇性緊固/松卸進行適當的調整,然後再繼續下一步。
官
非 經允
,
第3圈
緊固到目標扭矩的 100%(參見第 12未
節)。檢查法蘭圓周間隙是否均勻,如果不均勻,則
趣
,
興 權
通過選擇性緊固/松卸進行適當的調整,然後再繼續下一步。
人
個 識產
屬
第4圈
以順時針環形順序模式繼續緊固螺栓,直到第
3 圈目標扭矩值下螺母不再轉動為止。對於
知
純
的
使用載荷指示器的螺栓連接,將螺栓緊固到所有螺栓的載荷指示器讀數處於規定範圍為
容 構
內
止。機
譯 方
翻
官如果時間允許的話,至少等待 4 小時,然後重複第 4 圈,這樣可以恢復短期蠕變鬆弛/螺
圈
中文第尊5重
母嵌入損失。如果法蘭隨後的測試壓力高於額定值,則可能需要在測試結束後重複這一圈
請
安裝
用手擰緊,然後“緩緩緊固”至 15Nm(10ft-lb)到 30Nm(20ft-lb)(不要超過目標扭矩的
的工作。
10.1 螺栓擰緊方法/載荷控制技術
(a) 有多種擰緊方法可用於螺栓緊固,例如手動扳手、套筒/手動扳手、衝擊扳手、扭矩工具
和拉伸工具。 此外,還有許多螺栓載荷控制技術。 因此,對於特定法蘭接頭的組裝方
法/技術可以考慮多種組合方式。
(b) 常用組合方法按螺栓載荷控制精度有以下四種從高到低排列如下,然而,所獲得的螺栓
載荷控制精度還取決於組裝的程式、特定材料特性以及組裝人員的培訓和能力:
(1) 用手動或衝擊扳手擰緊。 手動扳手僅適用於直徑約 25 毫米(1 英寸)或更小的螺
栓。
(2) 用帶有扭矩測量功能的手動或輔助動力工具擰緊。手動扭矩扳手僅適用於裝配扭矩
小於約 700 N·m (500 ft-lb) 的螺栓。
(3) 使用通過測力裝置向螺栓施加軸向載荷的螺栓拉伸工具進行緊固。
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(4) 其它與螺栓伸長(拉伸)或載荷控制測量一起使用的擰緊方法。 螺栓材料和屬性因
螺栓類型而異,使用這些方法時必須考慮到這一點。
(c) 所考慮的法蘭接頭的擰緊方法/載荷控制技術的選擇應基於過去類似法蘭接頭的緊固經
驗,並充分考慮運行工況下的法蘭的潛在洩漏相關的風險(安全、環境、財務)
。例如,
人們普遍認為,最準確的螺栓預緊力控制方法(±10% 或更少)是直接測量擰緊後的存
留螺栓伸長量(拉伸)
(參見第 10.2 段)
,而當單獨使用任何擰緊方法而不是拉伸量/載
荷驗證時,螺栓載荷可能會發生很大的變化。使用液壓螺栓拉伸器可將初始軸向載荷準
確施加到螺栓上,然而,當來自液壓螺栓拉伸器的載荷轉移到法蘭接頭拉伸器一側的螺
母上時,由於轉移載荷損失,該初始載荷會降低。因此,如果使用螺栓拉伸器來獲得目
標存留預緊力,請使用在螺栓連接載荷控制服務方面經驗豐富且合格的人員推薦的緊固
程式。大多數軸向拉伸工具需要額外的螺栓長度。
(d) 關於存留螺栓伸長量的直接測量,應該認識到,如果使用超聲波或千分尺進行控制,必
須獲得原始螺栓長度讀數並記錄每個要確定螺栓伸長量的螺栓,此外,在初始長度測量
後必須對螺栓中的溫度變化進行補償。為了準確起見,應校準儀器以正確讀取被擰緊的
。
用
圖 1 和圖 2 所示的中心線指示(量規)杆構成的螺栓,既不需要初始長度測量也不需
使
習
要溫度補償,從而允許無論在最初組裝時或者運行期間為了排查故障檢查螺栓存留載荷
學
部
時可以直接確定真實的螺栓伸長量(以及螺栓應力)
。
內
供
(e) 一些製造商可以提供專業的力感測器資料,這種力感測器可以提供準確和可靠的即時
僅 播。
(增加和減少)螺栓拉伸力讀數/列印輸出。
,
件 得散
文
方 許不
10.2 確定螺栓伸長量(拉伸量)
官
非 經允
當選擇通過測量螺栓伸長量(螺栓拉伸)作為要使用的載荷控制技術時,根據以下公式計算
,
所需的螺栓伸長(假設螺栓是全螺紋)
趣 ,未
興
權% × " ( $ ) (
人 產
∆" = $
個
'
)
識
屬
知
此處,
純 的
容
) = 根圓面積,mm
內 機構 (in. )。 有關螺栓根圓面積,請參見附錄 H。
譯
)翻= 拉伸應力面積,mm
(in )。 有關螺栓拉伸應力面積,請參見附錄 H。
官方
文
E =重
彈性模量,MPa
(ksi)
中 尊
請 " = 有效拉伸長度,mm (in.)。 傳統的假設是,貫穿螺栓連接系統中的有效拉伸長度是指
螺栓,儀器中存儲的資訊或表格參考值可能過於通用,無法得到所需的準確度。對於由
!
"##
$
%&
$
%&
2
2
2
.2
"##
兩個螺母中間厚度之間的距離,其中重型六角系列螺母的公稱厚度是一個公稱螺栓直徑。根據相
同的標準,螺栓插入螺紋孔的部分的有效長度是公稱螺栓直徑的二分之一。
%! = 目標螺栓應力(根部面積)
,MPa (ksi)。 請注意,根據 ASME BPVC 第 VIII 卷第 1 冊
強制性附錄 2 計算的螺栓應力是基於根部面積的。 如果使用目標螺栓應力(拉伸應力區域)
,
則從∆"計算中刪除 Ar/Ats 項。
∆"= 螺栓伸長量(螺栓拉伸量), mm(in.). 在這個計算值上選擇一個公差並將其包含在接頭
裝配過程中。
10.3 螺栓擰緊方法/載荷控制技術的選擇
表 2 給出了選擇適合需要的工具、擰緊方法和載荷控制技術的示例。
注:表 2 僅作為示例說明,在為給定的應用選擇合適的緊固方法/載荷控制技術組合時,應
適當考慮適用於所考慮法蘭接頭的特定條件和因素。
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表 2 基於應用工況推薦緊固機具、緊固方法和載荷控制技術的選擇
應用工況(注 1)
緊固機具(注 2)
緊固方法
載荷控制技術
輕度應用
手動或輔助動力工具
一部或多部機具按順
按行業最佳實踐或扭矩控制一
序緊固
致原則
手動或輔助動力工
一部或多部機具按順
見注 3
具、或扭矩或拉伸量
序緊固
中度應用
測量工具
關鍵應用
扭矩或拉伸量測量工
一部或多部機具按順
帶有最終螺栓伸長量/載荷驗證
具
序緊固
的扭矩或拉伸量控制 [注 (4)]
通用注釋:見段落 10.1
注釋:
(1) 工況應用類型應由用戶指定,並應考慮控制設計條件(壓力、溫度等)
、機械標準(螺栓
直徑、法蘭直徑、密封墊類型等)
、法蘭接頭洩漏歷史和流體工作介質類別.
(a) 輕度應用的一個例子見 ASME B31.3 中定義的 D 類流體工作介質。
。
用
使
(b) 中度應用的一個例子是 ASME B31.3 中定義的正常流體工作介質。
(c) 關 鍵 應 用 的 示 例 包 括 由 當 地 司 法 管 轄 區 要 求 定 義 的 服 務 要 求 [ 例 如 美 國 是
習
學
部
CFR1910.119(OSHA PSM 規則)]、ASME BPVC 第 VIII 卷第 1 冊或 ASME B31.3 中
內
供
僅 播。
,
(3) 眾所周知,許多接頭是使用衝擊扳手或手動工具定期擰緊的,沒有精確的負載控制。
經
散
件
驗可能證明這對於某些應用是足夠的,但不建議在沒有仔細考慮風險的情況下對中度應用進行
文 不得
方
未測量的擰緊。
官 允許
非
(4) 如果存在特定或類似設備的過去實踐證明或測試/研究驗證,可免除伸長量和載荷驗證。
, 未經
趣
興 權,
10.4 設備啟動後再次緊固
人
個 識產 O 確定沒有足夠的防止洩漏的安全裕量的法蘭接頭,
對於有問題的法蘭接頭,或根據附錄
屬
純 的知
可以在設備啟動後再次緊固以降低操作過程中洩漏的可能
。設備啟動後再次緊固應在法蘭或螺
容
構 和 230°C (450°F) 之間,或者如果法蘭接頭溫度保持在 150°C (300°F)
栓溫度在 150°C
內 (300°F)
機
譯
以下,則在設備啟動
翻 官方 24 小時內。 選擇此溫度範圍和時間視窗以允許在重新擰緊之前密封墊片
文
潤滑油的損失將大大降低
重
中的鬆弛已最大程度發生,同時避免潤滑油從防卡劑產品中大量蒸發。
尊
扭矩的準確性。有時會調整施加的扭矩以考慮在設備啟動後再次緊固的溫度下防卡劑引起的螺
請
定義的類別 M 的致命流體工作介質。
(2) 所有工具應定期妥善保養和校準。
8
母係數的變化。對於基於 PTFE 的密封墊,通常不推薦設備啟動後重新緊固。 如果設備啟動後
重新緊固無法實現,可以在操作的後期使用轉動螺母進行線上擰緊作為替代方法。
設備啟動後再次緊固應按照以下程式進行:
(a) 考慮螺母係數隨溫度的變化,應調整環境溫度元件的目標扭矩值。
(b) 一旦裝置上線且介質溫度介於 150°C (300°F) 和 230°C (450°F) 之間(法蘭達到較低溫
度後開始)或如果法蘭接頭溫度保持在 150°C (300°F) 以下則在裝置啟動後 24 小時內,
以環形方式擰緊每個螺栓。使用多部工具在相對應位置的螺栓上擰緊也是一種可接受的
做法,但應按照片環形模式,順序緊固。
(c) 繼續以環形順序方式擰緊,直到螺母不再轉動。
8
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對即將開展設備啟動後再次扭矩操作的法蘭必須進行工程和風險分析,以確定操作可以安
全地進行。設備啟動後再次緊固不應被視為與線上緊固或熱態螺栓緊固相同(見附錄 B)
。實在
線緊固或熱態緊固螺栓連接是通常由於洩漏或維護要求而進行的組裝後活動,在 ASME PCC-2
中進一步涵蓋。
11. 緊固順序
11.1 使用單部工具
選擇以下緊固順序中的一種:
(a) 表 3 傳統緊固順序模式和編號體系。
(b) 表 3.1 傳統方法的替代編號體系
(c) 附錄 F 的替代方案 #1、#2 和 #3 中顯示的替代緊固序列,必須遵守規定的應用限制。
表 3 傳統編號體系模式的扭矩增量及環形順序擰緊資訊在表 1 中有詳述(參見圖 3 和圖
4,分別說明瞭 12 螺栓法蘭和 48 螺栓法蘭的傳統交叉緊固擰緊順序,後者說明瞭螺栓分組編
號概念)
。 附錄 F 仲介紹了某些替代緊固序列的對應插圖。
。
用
使
注意:交叉型螺栓擰緊順序和多步驟擰緊是必要的,以抵消擰緊螺栓時發生的彈性相互作用。
有關彈性相互作用(或螺栓交叉影響)的更多資訊,請參見附錄 I。
11.2 使用多部工具
遵循附錄 F 的替代方案 #4 和 #5 中概述的緊固程式。
習
學
部
內
供
測量法蘭之間圓周方向的間隙是為了在裝配的初始擰緊過程中保持法蘭的平行度。如果法
僅 播。
,
蘭保持平行,則不需要進行測量和調整。測量時在圓周周圍八個或更多等距的法蘭表面位置測量
件 得散
文
法蘭之間的間隙。使用方便在多個點之間進行數值比較的測量設備。間隙測量不能作為密封墊片
方 許不
官
應力的指標。鬆開讀數較低的點附近的螺栓(法蘭之間的最小間隙)
,直到間隙均勻到 0.25 毫
允
非
米(0.010 英寸)以內。 如有必要,也可以擰緊讀數最高的位置(法蘭之間的最大間隙)處的螺
, 未經
趣
栓。 但是,如果保持間隙均勻所需的扭矩差異大於
興 權, 50%,則需要拆卸法蘭接頭並找出問題的根
人
源。
個 識產
屬
純 的知
容
內 機構
譯
翻 官方
文
中 尊重
請
11.3 測量法蘭間隙
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-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
- 14 -
表3
使用單個工具時的傳統交叉緊固順序及螺栓編號系統
交叉緊固順序 [注 (1)]
螺栓數量
4
1-3-2-4
8
1-5-3-7 → 2-6-4-8
12
1-7-4-10 → 2-8-5-11 → 3-9-6-12
16
1-9-5-13 → 3-11-7-15 → 2-10-6-14 → 4-12-8-16
20
1-11-6-16 → 3-13-8-18 → 5-15-10-20 → 2-12-7-17 → 4-14-9-19
24
1-13-7-19 → 4-16-10-22 → 2-14-8-20 → 5-17-11-23 → 3-15-9-21 → 6-18-12-24
28
1-15-8-22 → 4-18-11-25 → 6-20-13-27 → 2-16-9-23 → 5-19-12-26 → 7-21-14-28 → 3-17-10-24
32
1-17-9-25 → 5-21-13-29 → 3-19-11-27 → 7-23-15-31 → 2-18-10-26 → 6-22-14-30 → 4-20-12-28 → 8-24-1632
36
1-2-3 → 19-20-21 → 10-11-12 → 28-29-30 → 4-5-6 → 22-23-24 → 13-14-15 → 31-32-33 → 7-8-9 → 25-26-27
→ 16-17-18→ 34-35-36
40
40 → 9-10-11-12 →29-30-31-32
44
。
用
使
1-2-3-4 → 21-22-23-24 → 13-14-15-16 → 33-34-35-36 → 5-6-7-8 → 25-26-27-28 → 17-18-19-20 → 37-38-39-
習
學
部
1-2-3-4 → 25-26-27-28 → 13-14-15-16 → 37-38-39-40 → 5-6-7-8 → 29-30-31-32→17-18-19-20 → 41-42-43-44
→ 9-10-11-12 → 33-34-35-36 → 21-22-23-24
內
供
僅 播。
→ 9-10-11-12 → 33-34-35-36 → 21-22-23-24 → 45-46-47-48
,
散
52
1-2-3-4 → 29-30-31-32 → 13-14-15-16 → 41-42-43-44 → 5-6-7-8件
→ 33-34-35-36→17-18-19-20
→ 45-46-47-48
得
文
→ 21-22-23-24 → 49-50-51-52 → 25-26-27-28→9-10-11-12
37-38-39-40
不
方→許
官
56
1-2-3-4 → 29-30-31-32 → 13-14-15-16 → 41-42-43-44
21-22-23-24 → 49-50-51-52→9-10-11-12 → 37-38非 經→允
,
39-40 → 25-26-27-28 → 53-54-55-56 → 17-18-19-20→45-46-47-48
→ 5-6-7-8 → 33-34-35-36
未
趣
,
興→權
60
1-2-3-4 → 29-30-31-32 → 45-46-47-48
13-14-15-16 → 5-6-7-8 → 37-38-39-40→21-22-23-24 → 53-54-55-56
人
產
個
→ 9-10-11-12 → 33-34-35-36 → 49-50-51-52
→ 17-18-19-20→41-42-43-44 → 57-58-59-60 → 25-26-27-28
識
屬
知
純 →的17-18-19-20 → 49-50-51-52 → 9-10-11-12 → 41-42-43-44→25-26-27-28 → 57-5864
1-2-3-4 → 33-34-35-36
容
構
內 機
59-60 → 5-6-7-8
→ 37-38-39-40
→ 21-22-23-24 → 53-54-55-56→13-14-15-16 → 45-46-47-48 → 29-30-31-32
譯
方
→翻
61-62-63-64
文
重→官37-38-39-40 → 21-22-23-24 → 53-54-55-56 → 9-10-11-12 → 45-46-47-48→29-30-31-32 → 61-62中 尊
68
1-2-3-4
請
48
1-2-3-4 → 25-26-27-28 → 13-14-15-16 → 37-38-39-40 → 5-6-7-8 → 29-30-31-32→17-18-19-20 → 41-42-43-44
63-64 → 17-18-19-20 → 57-58-59-60 → 33-34-35-36 → 5-6-7-8→41-42-43-44 → 13-14-15-16 → 49-50-51-52
→ 25-26-27-28 → 65-66-67-68
通用注釋:
(a) 參見表 3.1,其中包含了傳統方法的一種替代編號體系。
(b) 參見附錄 F、#2 和#3,傳統方式表 2、扭矩增量及傳統方式表 4,以及單個工具的緊固和螺栓編號。
必須符合這些替代方法的應用限制條件。
參見附錄 F 中的替代方法#1,它使用與傳統方法(表 3 或表 3.1)相同的編號系統,但扭矩增量與
表 1 中的不同。附錄 F 中的替代方法 #2 和 #3 使用的緊固模式與表 3 或表 3.1 中的模式不同,
與表 1 中的扭矩增量也不同。遵守這些替代方案的應用限制是必不可少的。
(c) 參見附錄 F 的替代方法#4 和#5,瞭解同時使用多個工具時的替代分組編號和緊固順序。
注釋:
(1) 參見圖 3 和 4 中有關使用單個工具時的傳統交叉緊固順序和螺栓編號系統的說明。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
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表 3.1
使用單個工具時的替代-傳統交叉緊固順序及螺栓編號系統
需要按順時針方向在法蘭上標記螺栓的編號順序[注(1)]
螺栓數量
4
1,3,2,4
8
1,5,3,7,2,6,4,8
12
1, 9, 5, 3, 11, 7, 2, 10, 6, 4, 12, 8
16
1, 9, 5, 13, 3, 11, 7, 15, 2, 10, 6, 14, 4, 12, 8, 16
20
1, 17, 9, 5, 13, 3, 19, 11, 7, 15, 2, 18, 10, 6, 14, 4, 20, 12, 8, 16
24
1, 17, 9, 5, 13, 21, 3, 19, 11, 7, 15, 23, 2, 18, 10, 6, 14, 22, 4, 20, 12, 8, 16, 24
28
1, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 3, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 2, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 4, 28, 20, 12, 8, 16, 24
32
1, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 3, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 2, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 4, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32
36
40
44
48
1, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 3, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 2, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 4, 36, 28, 20, 12, 8, 16,
24, 32
1, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 3, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 2, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 4, 36, 28, 20,
12, 8, 16, 24, 32, 40
。
用
使
1, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 3, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 2, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 4,
44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40
習
學
部
1, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 3, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 2, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30,
38, 46, 4, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48
內
供
。
僅 播31,
1, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 3, 51, 43, 35, 27, 19,,
11, 7, 15, 23,
39, 47, 55, 2, 50, 42, 34, 26,
56
散
件
18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 4, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40,
得48, 56
文
不
1, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 3, 59,
51,
43,
35,
27,
方 許 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 55, 2, 58, 50,
60
官
42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 4, 60, 52, 44, 36,允
非 經 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56
,
1, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 3, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 55, 63, 2,
64
趣 54, 未
58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22,興
30, 38, 46,,
62, 4, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64
權
人
1, 65, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21,
產29, 37, 45, 53, 61, 3, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 55,
個
識
68
63, 2, 66, 58, 50, 42, 34,
26,
18,
10,
6,
屬 知 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 4, 68, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48,
純
56, 64
容 的
1, 65, 57,內
49, 41, 33,構
25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 3, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47,
機
譯
72
55,
翻63, 71, 2,方66, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 70, 4, 68, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24,
文
32, 40, 官
48, 56, 64, 72
重
中 尊
1, 73, 65, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 3, 75, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31,
請
52
76
1, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 3, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 2, 50, 42, 34, 26, 18, 10,
6, 14, 22, 30, 38, 46, 4, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48
39, 47, 55, 63, 71, 2, 74, 66, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 70, 4, 76, 68, 60, 52, 44, 36, 28,
20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72
1, 73, 65, 57, 49, 44, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 77, 3, 75, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7, 15, 23,
80
31, 39, 47, 55, 63, 71, 79, 2, 74, 66, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 70, 78, 4, 76, 68, 60, 52,
44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 80
1, 81, 73, 65, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 77, 3, 83, 75, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 7,
84
15, 23, 31, 39, 47, 55, 63,71, 79, 2, 82, 74, 66, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 70, 78, 4, 84,
76, 68, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 80
1, 81, 73, 65, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 77, 85, 3, 83, 75, 67, 59, 51, 43, 35, 27, 19,
88
11, 7, 15, 23, 31, 39, 47, 55, 63, 71, 79, 87, 2, 82, 74, 66, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62, 70,
78, 86, 4, 84, 76, 68, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 80, 88
注:(1) 每個螺栓位置所賦予的編號表示螺栓的緊固次序。
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圖 3. 12 個螺栓的法蘭接頭的傳統編號模式示例和替代編號模式示例
。
用
使
圖 4. 48 個螺栓分組緊固示例
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
一般說明:該圖說明瞭如何將螺栓分組緊固的方式。可以將螺栓分組進行緊固,在緊固過程
中,將每個組視為緊固順序中的一個螺栓。每個組的螺栓數量建議是 30 度弧範圍內所包含的數
量。然而,在將螺栓分組時,應考慮潛在的墊片損壞或法蘭錯位問題。
12. 決定目標扭矩
關於目標扭矩的確定請參考本指南附錄 O
13. 法蘭接頭壓力和緊固測試
法蘭接頭應測試螺栓連接元件以確保密封性。根據規範/法規要求,使用者應確定:
(a) 洩漏測試的類型(例如,目視檢查、氣泡溶液、嗅探器)
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
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(b) 測試流體(例如,空氣、惰性氣體、水、工作流體)
(c) 測試壓力(例如,低壓或高達規範規定的目視檢查壓力)
(d) 驗收標準(通常只是“沒有可檢測到的洩漏”)
還提醒用戶注意,使用“臨時”密封墊片對包括螺栓連接法蘭元件在內的系統進行壓力或密封
性測試的做法,由於這些替代墊片材料/類型失效已經導致了許多“吹出”事故而導致組裝人員受
傷和近乎受傷的事件。不建議在試壓過程中使用替代墊片而不是設計的最終密封的墊片。
有關壓力設備壓力和密封性測試的良好實踐,請參閱 ASME PCC-2 第 501 條。
14. 記錄
應考慮為每個組裝好的法蘭接頭準備一份接頭組裝記錄,特別是那些被認為處於關鍵應用
或被認為容易發生洩漏的接頭。
14.1 記錄授權代理人
如第 2 節末尾的注釋所述,術語“用戶”被理解為包括用戶或其授權代理人。此類授權應記
錄在合同檔或書面組裝程式中。
。
用
使
14.2 法蘭接頭裝配記錄
接頭裝配記錄可能包括以下資訊:
(a) 法蘭接頭所處的位置或標識證明
(b) 法蘭接頭壓力等級和尺寸
習
學
部
內
供
(d) 活動日期(組裝、拆卸、壓力測試等)
僅 播。
,
(e) 裝配工/工人的姓名
件 得散
文
(f) 檢查員或負責人的姓名
方 許不
官
(g) 拆卸方法
非 經允
(h) 不利的拆卸條件,例如存在螺母卡住或螺紋磨損
,
趣 ,未
(i) 洩漏歷史
興
人 產權
(j) 使用的螺栓、螺母和平墊片
個
屬 知識
(k) 平整度測量狀況,如果有進行(見附錄
D)
純
的
(l) 使用的裝配程式和擰緊方法,包括根據指示的擰緊方法適用的目標預應力值
容 構
內
(m) 譯
意料之外的問題及其解決方案
機
方
翻
(n)
工具資料,例如類型、型號、壓力設置和校準標識
官
中文尊
(o)重
工具使用或安全問題
請
(c) 法蘭、緊固件、平墊片(包括螺母或墊圈承載表面)和密封墊的規格和狀況
(p) 對未來組裝程式和聯合維護和修理的建議
圖 5 至圖 7 顯示了三種不同類型的接頭組裝記錄的示例。表 P-3.4 中顯示了接頭洩漏記
錄的示例。
通常,維護法蘭接頭裝配記錄的第一步是使每個接頭具有唯一標識。 理想情況下,獨特的
識別字應該使用打標或標籤系統永久固定在接頭上,使組裝者能夠在對其進行工作之前驗證接
頭是否正確。 這種系統能夠根據唯一的接頭識別字存儲接頭組裝記錄,並最大限度地減少由於
拆卸錯誤位置的接頭帶來的潛在危險。
接頭裝配記錄有以下兩個目的:
– 它們通過記錄負責接頭組裝過程的特定部分的人的資訊來促進接頭組裝品質控制。
– 它能提供所使用的法蘭接頭的參數和經驗教訓的記錄。
第一個目的是通過維護他們的組裝行為和身份的記錄來提高參與組裝法蘭接頭的個人的責
任心。第二個目的是通過記錄在接頭組裝過程中使用的實際參數和觀察結果來實現的。如果該法
蘭接頭在運行過程中洩漏,或在未來組裝該接頭時需要提供指導,此資訊將非常有用。必須將組
裝程式中的任何偏差、評論、觀察結果或更改回饋到法蘭接頭的組裝記錄系統中,以便在下一次
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對法蘭接頭開展維護活動之前更新組裝程式。
使用者應根據自己的需要和資源決定記錄的詳細程度。由於在施工和維護活動期間組裝了
大量的壓力邊界螺栓聯接法蘭接頭,因此保留所有接頭元件參數的記錄(即圖 7 中所示的示例
記錄)可能不切實際。因此,此類記錄通常僅在最關鍵或最有可能洩漏的接頭的下一次組裝之前
完成並存檔。簡短的記錄(即圖 5 和 6 中所示的示例記錄)通常不包括接頭元件所有參數或觀
察結果,並且通常在裝置啟動後被丟棄。這意味著沒
有達到第二個目的,但仍然達到了更重要的提高接
頭裝配品質控制的效果。
除了法蘭接頭裝配記錄之外,通常還有一個維
護的法蘭接頭登記冊,該記錄跟蹤每個法蘭節頭的
進度,無論是否有裝配記錄。在更新法蘭接頭登記冊
以顯示哪些接頭可以恢復生產之前,可以通過結合
使用登記冊和完成的法蘭接頭裝配記錄進行視覺確
認。
。
用
使
另一個指導說明是,應避免在接頭裝配記錄中
提供或要求過多資訊的傾向。不應將其視為書面裝
習
學
部
配程式或裝配人員資格的替代品。
內
供
僅 播。
圖 6 中等長度安裝記錄卡示例 ,
件 得散反面
正面
文
方 許不
官
非 經允
,
¡
¡
趣 ,未
興
法蘭接頭標識:
法蘭接頭裝配簽字表:
人 產權
車間/工廠:____________________________
(1) 法蘭拆開檢查
個
設備/圖號:____________________________
(2) 再次回裝前檢查密封墊
屬 知識
純
法蘭接頭描述編號:
(3) 螺栓預先安裝(手動旋緊到位)
的
容
法蘭接頭描述:
操作人:__________簽字:_________
構
內
直徑:__________________________________
(4) 法蘭對中操作
機
譯
方
壓力等級:_____________________________
操作人:__________簽字:_________
翻
官
密封墊類型/尺寸:_____________________
(5) 螺栓潤滑操作
文
中 尊重螺栓/螺母規格:_______________________
操作人:__________簽字:_________
(6) 連接面預緊操作
請 螺栓直徑和長度:_____________________
墊圈類型:_____________________________
裝配參數:
裝配方法:_____________________________
安裝螺栓應力:________________________
使用的潤滑:__________________________
安裝的扭矩:__________________________
泵站壓力:_____________________________
使用的工具標識:
列出使用的工具檢驗標識號:
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
操作人:__________簽字:_________
(7) 法蘭接頭 100%安裝
操作人:__________簽字:_________
(8) 接頭洩漏測試(壓力=____________)
操作人:__________簽字:_________
(9) 最終品質檢查簽字
操作人:__________簽字:_________
備註/問題:
______________________________________________
______________________________________________
完成後請將此記錄表交還予_______________
(姓名)
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圖 7 長記錄安裝記錄卡示例
法蘭接頭標識:
車間/工廠:____________________________
設備/圖號:____________________________
法蘭接頭描述編號:________________________________________________________________________
法蘭接頭描述:
直徑:__________________________________
壓力等級:_____________________________
密封墊類型和材料:_______________________________________________________________________
密封墊尺寸(外徑,內徑及厚度)_________________________________________________________
螺栓/螺母規格:_______________________
螺栓直徑:________螺栓長度:________
墊圈描述:______________________________________________________________________________
裝配參數:
拆開法蘭時是否需要拆除程式?
是/否
保留失效的密封墊?
是/否
使用的裝配方法:_______________________________________________________________________
安裝的目標螺栓應力:__________________________________________________________________
需要設定的扭矩或拉伸力:_____________________________________________________________
是否需要重複緊固?
是/否
。
用
使
重複緊固扭矩:
使用的潤滑:___________________________________________________________________________
習
學
部
其它特別指導:_________________________________________________________________________
使用的工具標識:
內
供
僅 播。
_______________________________________________________________________________________________________
,
件 得散
法蘭接頭裝配簽字表:
法蘭接頭裝配參數記錄
文
(1) 法蘭拆開檢查
螺母/墊圈承載面狀況:
方 許不
(2) 再次回裝前檢查密封墊
______________________
官
允
非 法蘭光潔度和平整度:
(3) 螺栓預先安裝(手動旋緊到位)
經
,
操作人:___________簽字:
趣 ,未_______________________
_________
最大徑向缺陷:________缺陷深度:
興
權
人
(4) 法蘭對中操作
__________
產
個
操作人:___________簽字:
最大劃痕:____________最大變形:
識
屬 知
_________
___________
純
的
容
(5) 螺栓潤滑操作
構
內操作人:___________簽字:
法蘭接頭對中情況:
機
譯
方
_________
最大徑向間隙:
翻
官
文
(6)
連接面預緊操作
_______________________________
中 尊重 操作人:___________簽字:
最大調整對中載荷:
請
列出使用的工具和液壓泵(如果有使用)的檢驗標識號:
_______________________________________
_________
__________________________
(7) 法蘭接頭 100%安裝
操作人:___________簽字:
法蘭接頭對中過程:
_________
最大間隙@預緊時:
(8) 接頭洩漏測試(壓力=____________)
___________________________
操作人:___________簽字:
最大間隙@緊固時:
_________
___________________________
(9) 最終品質檢查簽字
操作人:___________簽字:
最終使用的液壓壓力:
_________________________
_________
法蘭洩漏測試:
測試壓力:_____________
是否洩漏: 是/
否
如果發生洩漏採取的措施:
___________________
備註/問題:
_____________________________________________________________________________________
__________________
_____________________________________________________________________________________
__________________
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完成後請將此記錄表交還予_______________
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15. 法蘭接頭的拆卸
在拆卸任何接頭之前,必須從負責系統管理的人員那裡獲得保證,確保包括水壓頭在內的所
有壓力都已從系統中卸載,並且已遵循適當的程式以確保可以安全地打開接頭。
應將足夠數量的鬆動螺母留在原位,直到所有張力都已釋放,以防止組件掉落、管道回彈或
其他意外移動。 由於管道中可能會殘留液體以及任何未釋放的壓力,因此鬆動的第一個螺栓應
位於無論任何壓力釋放都遠離操作者的位置。 通常,對於豎直位置的法蘭接頭,這個點將在法
蘭接頭的頂部,然後在底部以排出液體。
當大量螺栓鬆動時,被夾緊部件的彈性恢復會導致剩餘的相對較少的螺栓承受過大的載荷,
使進一步拆卸變得困難,有時會導致螺母和螺栓之間發生咬牙 9 以導致進一步鬆開螺栓時螺栓發
生扭轉失效。
根據報告的事件法蘭接頭拆卸困難通常發生在:
(a) 大於 DN 600 (NPS 24) 的法蘭
(b) 法蘭厚度大於 125 毫米(5 英寸)
(c) 螺栓直徑 M45(1-3/4 英寸)及更大
。
用
可能需要制訂法蘭接頭拆卸程式。此外,對於涉及局部應力過大可能對其元件造成危害的的法蘭
使
習
接頭(例如,玻璃鋼設備、透鏡環接頭)或需要移除密封墊片進行分析的法蘭接頭,制訂法蘭接
學
部
頭拆卸程式可能是更慎重的形為。
內
供
15.1 拆卸載荷控制
僅 播。
15.1.1 當法蘭拆卸載荷控制程式被認為有必要時,首先完全鬆開一個螺栓,同時注意螺母轉
,
件 得散
動量,將螺栓載荷從組裝狀態完全釋放到手動擰緊狀態。
文
方 許7/8不圈左右(例如,如果螺母在移動
15.1.2 將鬆動的螺栓重新擰緊至大約完全釋放負載的
官
非 經
兩個螺母面後鬆動,則從手動擰緊螺母開始再轉動
7/4允
個螺母面來重新擰緊,即,到小於原始螺
,
母轉動面的 1/4 位置)
。
趣 ,未
興
15.1.3 圍繞接頭以環形順序將每個螺栓鬆開相當於完全釋放負載所需轉動量的大約
1/8(例
人 產權
個
如,如果螺母在轉動兩個平面後鬆開,則將每個螺母鬆開
1/4 螺母轉動面)
。
識
屬
知
15.1.4 對於特別有問題的法蘭接頭,繼續圍繞接頭以環形順序進行,將每個螺栓再鬆開相當
純 的
容
於完全釋放負載所需轉動量的
內 機構 1/8 圈(例如,在上述示例中,再鬆開 1/4 螺母轉動面)。
譯
15.1.5
以環形順序進行螺栓鬆動和螺母拆卸
,記住在取下所有螺栓和螺母之前再次確認接頭
方
翻 官
文
上的所有壓力已釋放並且接頭已分開。
重
中 尊
如有必要,可使用液壓或手動法蘭擴張器等輔助工具分離法蘭面。
請
因此,對於涉及滿足上述(a)至(c)的或者曾經發生或發現螺栓咬牙有問題的法蘭接頭,
15.1.6 如果螺栓在最終拆卸過程中發生咬牙(即執行第 15.1.5 段中的步驟時)
,則將所有鬆
動的螺栓(如果可能)重新擰緊到執行第 15.1.3 或 15.1.4 中的步驟後獲得的位置,重新開始
15.1.3 或 15.1.4 段中的步驟。
16. 參考資料
(略)
9
·'¨(D≠Z[ SA-193 Gr B7 '(RD]ô)»Z[>”*+& SA-194 Gr 4 'ú¯˘\ SA-194 Gr 2 n 2H
'ú,-üËÈ'd./01W
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附錄 A
螺栓連接接頭裝配人員的培訓和資格認證
A-1 簡介
A-1.1 範圍
A-1.1.1 背景。本附錄是為回應螺栓緊固服務行業中一些人表達的需求而制定的。它為螺栓
連接裝配人員的培訓和資格認證提供了建立統一標準的指導方針,它還為緊固程式的品質控制
提供了指導方針。本附錄中概述的建議旨在作為指南,不同的使用者組織可能會以不同的方式應
用它們。應用或不應用這些準則的判斷完全取決於用戶。使用者組織可以使用由內部資格審查員
管理、審計和維護的公司內部特定程式。組織可能會或可能不會使用附錄 A 螺栓連接緊固專家
資格認證的服務。
。
用
使
選擇使用本附錄條款的使用者組織應指定所需的資格認證級別。示例包括以下內容:
(a) 一個組織可能只需要一名附錄 A–合格的螺栓連接專家與許多螺栓連接裝配工一起工作。
習
學
部
(b) 一個組織可能要求一組附錄 A-合格的螺栓連接專家在該組織中工作。
(c) 組織可能要求在工廠工作的每個裝配團隊至少由一名附錄 A–合格的高級螺栓連接專家
內
供
僅 播。
A-1.1.2 螺栓緊固專家資格,高級螺栓緊固專家資格,及螺栓緊固專家培訓師資格
,
件 得散
(a) 本附錄包括對從事以下螺栓連接的裝配和拆卸(包括檢查和品質保證)的螺栓連接專
文
方 許不
家、高級螺栓緊固專家和螺栓緊固專家培訓師的培訓、資格認證、職責和責任的要求:
官
允
(1) 壓力容器壓力邊界的螺栓連接 非
經
,
(2) 管道壓力邊界的螺栓連接
趣 ,未
興
(3) 儲罐壓力邊界的螺栓連接
人 產權
個
(b) 也可以在基本培訓中獲得額外的補充資格,以擴展資格、職責和責任,包括
屬 知識
(1) 動力設備
純
容 構的
(2)內
換熱器壓力邊界螺栓連接
機
譯
(3) 特殊壓力邊界螺栓連接
方
翻
官A-1 概述了獲得不同級別資格的過程,以供參考。
圖
重
中文尊
A-1.1.3 資格認證。 ASME PCC-1 第 3 節建議法蘭接頭裝配人員和主管由組織按照本附錄
請
領導。另見 A-1.1.4 段落。
中包含的要求進行認證。
在資格審查過程中,資格審查機構進行培訓、演示、實踐操作和筆試,以確定人員對螺栓接
頭裝配和相關技術領域的一般知識。但對於個人在特定工作環境或實際工作條件下應用該知識
的能力並未做決定。
個人的雇主應全權負責確定個人是否具備完成指定任務的能力。
A-1.1.4 涵蓋的裝配活動。本附錄適用於參與與壓力容器、管道和儲罐螺栓接頭相關的組裝/
拆卸或品質保證活動的任何人員。它適用於通常受雇於,但不限於以下人員的人員:
(a) 管轄機構當局
(b) 設備製造商、安裝商和維護商
(c) 設備所有者及其員工
(d) 承包商螺栓接頭裝配人員
(e) 勞工組織
(f) 教育機構
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A-1.1.5 豁免組裝活動。 本附錄不包括在轉動設備上從事結構型螺栓接頭或壓力邊界接頭
組裝的人員,本附錄中概述的基礎培訓課程不包括這些類型的螺栓連接。
圖 A-1 附錄程式流程圖
資格認證組織制定符合 ASME PCC-1 附錄 A 的資格認證計畫。該計畫應包括
(a) 基礎知識培訓(第 A-2.3 段)
(b) 實際操作示範和考試(第 A-2.4 段)
(c) 經驗要求(第 A-2.2、A-3.1 和 A-4.1 段)
(d) 維修要求(第 A-2.6、A-3.3 和 A-4.3 段)
(e) 品質保證(A-5 節)
資格認證機構應簽訂合同並將資格認
證計畫提交給獨立的審查機構
審查組織確定資格計畫符
合 ASME PCC-1,附錄 A
。
用
使
否
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
資格認證機構對個人進行培訓和評估
審查組織對資格認證計畫進行持續審查
文
方 許不
官
非 經允
,
否
否
趣 ,未
個人評估結果
資格認證計畫
興
通過?
正常?
人 產權
個
屬 知識
是
是 純
的
容 構
認證機構審查和評估個人經驗和資格
內
維護(推薦信)
譯 方機
翻
官
中文尊重
否
請
是
個人評估結果
通過?
是
認證機構對連接組裝人員的資格認證
認證機構定期收集和整理用戶回饋
(第 A-5.5 段)
審查組織定期整理來自認證機構的用
戶回饋(第 A-5.5 段)
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A1.2 定義
本附錄中使用的術語具有以下定義中指定的含義。使用的其他術語具有本附錄 A-3 節中規
定的含義。
ASME:美國機械工程師協會。
支撐扳手:用於固定擰緊的螺母或螺栓頭對面的螺母或螺栓頭防止其被轉動的工具。
螺栓緊固人員:符合 A-2.2 經驗資格,按照 ASME PCC-1 中包含的建議從事螺栓接頭組裝,但
尚未接受資格認證組織的培訓和資格認證的人員。
螺栓緊固指導人員:符合第 A-4.1 段經驗資格,根據 ASME PCC-1 中包含的建議從事螺栓接頭
組裝和螺栓組裝人員培訓,但尚未接受資格認證組織的培訓和資格認證的人員。
螺栓緊固培訓生:正在接受培訓以成為合格的螺栓連接緊固專家的人員。
當前版本:ASME PCC-1 中特別引用的或在 ASME PCC-1 的這一版本出版時有效的參考規範或
標準的版本。
換熱器/管束接頭:帶有密封墊片的螺栓接頭,包括管束、相配合的管殼和管板環法蘭之間的構
成的壓力邊界封閉以及需要特殊考慮的組裝(見第 A-2.3.3 段)
。這類法蘭接頭的密封墊片一般
。
用
使
完全位於螺栓孔圍成的圓內,圓外不接觸,但是,也並不排除本附錄中排除其他的配置,例如平
面法蘭。
習
學
部
行業組織:代表螺栓接頭裝配商使用者利益的組織。
最新版本:參考時有效的最新版本。
材料安全資料表 (MSDS):化學品資料表,定義了例如毒性水準、易燃性和所需的急救措施等重
內
供
僅 播。
要資訊。
,
件 得散
個人防護裝備(PPE):執行組裝任務所需的個人安全裝備(安全眼鏡、安全靴、耳塞等)
。
文
不
方 許
管道接頭:類似於壓力容器接頭。這類接頭,考量如何對齊以及接頭外部載荷相關的因素可能成
官
非 經允
為主導設計和組裝要求的主要因素。這類法蘭接頭的密封墊片一般完全位於螺栓孔圍成的圓內,
,
圓外不接觸,但是,也並不排除本附錄中排除其他的配置,例如平面法蘭。
趣 ,未
興
動力緊固設備:用於組裝接頭的液壓或氣動裝配設備,如液壓扭矩扳手、氣動扭矩扳手或液壓螺
人 產權
個
栓拉伸設備。
屬 知識
壓力容器接頭:帶有密封墊片的螺栓接頭,由兩個法蘭或法蘭和盲板構成的壓力邊界閉合結構。
純
容 構的
這類法蘭接頭的密封墊片一般完全位於螺栓孔圍成的圓內,圓外不接觸,但是,也並不排除本附
內
譯 方機
錄中排除其他的配置,例如平面法蘭。
翻
文 重官 根據第 A-5.2 制訂的資格認證文件。
中資格認證手冊:
尊
資格認證計畫:
資格認證組織制訂的評估計畫,用於認證螺栓裝配工、高級螺栓裝配工和螺栓教
請
員。
螺栓緊固專家:由資格認證組織認證為符合本附錄第 A-2 節要求的人員。
高級螺栓緊固專家:由資格組織認證為符合本附錄第 A-3 節要求的人員。
螺栓緊固專家培訓師:由資格認證組織認證為符合本附錄第 A-4 節要求的人員。
資格認證組織:承擔本附錄中所述培訓、演示、操作訓練和理論考試的機構,對螺栓接頭裝配人
員進行能力評估和認證。
審查組織:對資格認證計畫進行品質控制評審的獨立組織。關於選擇審查組織的指導,參見第 A5.3.2。
環形接頭(RTJ):使用金屬環形密封墊片的法蘭接頭(詳見 ASME B16.20)。
高級螺栓裝配工:符合第 A-3.1 要求並根據 ASME PCC-1 中的建議參與螺栓接頭組裝工作,但
尚未接受資格認證組織的培訓和資格認證。
特殊接頭:任何現場或工藝特定的法蘭接頭,需要不同或額外的裝配說明或注意事項(如夾緊連
接頭、閥蓋和閥體接頭等)
。
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專題專家(SME,subject-matter expert)
:在螺栓接頭裝配領域具有豐富知識的個人。選擇專題專
家的指南見第 A-5.4。
A-1.3 參考資料
(略)
A-2 螺栓緊固專家的資質要求
A-2.1 資質要求
合格的螺栓緊固專家應接受過培訓並具備實踐經驗以符合本節中概述的要求。合格的螺栓
連接專家應驗證他或她是否符合以下 A-2.2 到 A-2.6 的資質要求。
A-2.2 經驗
螺栓緊固人員應在現場從事螺栓接頭裝配工作至少 6 個月的全職工作,或根據表 A-1 中定
義的同等兼職時間。經驗可在第 A-2.3 和第 A-2.4 分別描述的培訓和實踐考試之前獲得。經驗應
。
用
使
足夠廣泛,以確保個人已接觸過第 A-2.3 所述培訓中涵蓋的一半以上的方面。高級螺栓裝配工、
高級螺栓專家及螺栓專家培訓師應記錄其相關經驗作為參考,以表明獲得的現場經驗符合本附
習
學
推薦信。個人可以在完成培訓後獲得現場經驗,在這種情況下,只有當他們有足夠的經驗獲得資
部
內
格時,他們才被視為合格。
供 。
表 A-1 現場工作經驗參考
僅
, 散播評估的等效時間
現場經驗
件
文 不得 全部的時間有效
頻繁(每天進行接頭裝配)
方
官 允許
不頻繁但有較多的週期
一半的時間有效
非
(每月至少 1 周進行接頭裝配,總時間至少為一年工作時間的
, 未經 1/3)
趣
零星地參加裝配活動(頻率少於上述“不頻繁”)
1/4 的時間有效
興 權,
人
對於使用動力緊固設備、熱交換器或特殊接頭補充資格的個人,經驗應包括至少四分之一的
個 識產
屬
時間在此類設備工作的經驗。如果在此類設備上工作的頻率低於此頻率,則應延長達到補充資格
純 的知
容
之前的時間段,直至工作經驗達到等效時間。
內 機構
譯
方
翻
基礎培訓
A-2.3
官
文
重
中 尊
合格的螺栓緊固專家應在螺栓連接的組裝、操作和品質保證方面接受過充分的培訓。此類培
請
錄的要求。表單 A-1 中提供了示例推薦信,至少需要一個來自個人當前或以前工作地點的主管的
訓結束時應進行實踐和理論考試,以確保螺栓緊固專家培訓師認可該申請人已對以下(a)至(t)概
述的主題有所瞭解。本培訓課程應確保申請人在使用螺栓接頭時意識到以下問題的重要性,雖然
某些主題(例如健康和安全)並不在 ASME PCC-1 的範圍內,但為了體現一個典型培訓課程的
完整性,將它們包括在內只是為了提高認識。 基礎培訓至少應涉及以下主題:
(a) 一般健康和安全預防措施。根據適用的政府健康和安全監管機構和工廠特定法規的要
求,討論常見的健康問題和安全預防措施。確保在危險化學品/氣體、個人防護設備(PPE)
、危
險情況的溝通、打開工藝設備或管道的程式、聽力保護、受限空間進入、腳手架安全、個人墜落
防護、樓梯和梯子、索具、呼吸防護方面的安全意識,石棉注意事項、行走和工作表面以及工作
安全分析,包括:
(1) 工作許可和確保系統隔離的通用程式
(2) 接點裝配和對齊設備時的手指夾傷點
(3) 緊固工具時造成的傷害
(4) 在重型設備周圍工作(起重機和拉繩捆紮)
(5) 瞭解石棉密封墊和纖維絕緣或耐火粉塵
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(b) 法蘭接頭組裝個人設備一般要求
(1) PPE-始終需要使用適當的 PPE
(2) 手電筒,用於檢查接頭中的墊片狀況/對齊
(3) 卷尺,用於檢查部件尺寸
(4) 鋼絲刷(注意材料,比如對於不銹鋼法蘭和螺栓用不銹鋼)
(5) 用於垂直法蘭的墊片粘合劑(材料和工藝介質相容)的清潔和少量噴塗,見段 6(c)
(6) 基本接頭對中設備(撬杆、沖銷,見附錄 E)
(7) 現場或工廠的指導意見
(c) 螺栓伸長量、螺栓載荷和密封墊片應力的原理
(1) 螺栓應力與螺栓伸長量的關係(見第 10.2 段)
(2) 裝配和運行過程中螺栓應力與墊片應力的關係(壓力和溫度影響)
(3) 由於墊片蠕變鬆弛和表面嵌入損失,螺栓長度對螺栓載荷損失的影響
(4) 施加的扭矩與達到的螺栓應力/載荷之間的關係
(5) 螺栓連接術語,包括現場常見術語及其相互關係(例如,kips、psig、psi、lb、ft-
。
用
使
lb、N·m、ksi、tpi)
(d) 密封墊片和密封件的功能
(1) 密封墊片的用途
習
學
部
內
供
僅 播。
(e) 密封墊片類型及其限制
,
件 得散
(1) 常用墊片種類及材料匯總
文
不
(2) 不同墊片類型對裝配程式的敏感性 方 許
官
非 經允
(3) 最大允許墊片應力
,
未
(4) 所需的最小墊片應力 趣
,
興
(5) 對需要化學相容性的認識
人 產權
個
(6) 溫度限制意識
屬 知識
(f) 螺栓類型及其限制
純
容 構的
(1)內
常見螺栓連接規範的簡要細節,包括屈服強度
機
譯
(2) 方
螺母-螺栓組合,螺母強度與螺栓強度
翻
官 通用材料溫度限制
中文尊重(3)
(4) 應力腐蝕開裂環境用材料
請
(2) 墊片應力對洩漏率的影響
(3) 螺栓載荷損失(蠕變/鬆弛和操作條件)對接頭洩漏和整體接頭可靠性的影響
(5) 耐腐蝕性
(6) 安裝及拆卸用的塗抹材料
(g) 識別正確的接頭組件
(1) 螺栓螺母識別標誌
(2) 安裝螺栓和螺柱,使標記端均在接頭的同一側,螺母識別標記朝外,便於檢查
(3) 法蘭識別標誌
(4) 密封墊片識別標誌和纏繞墊片顏色代碼和類型
(5) 使用管道佈置圖或系統圖來識別和驗證密封墊片和緊固件正確的材料
(h) 手動扭矩擰緊接頭
(1) 扭力扳手的工作部件
(2) 在常見類型扳手上設定扭矩值
(3) 達到所需螺栓扭矩所需的螺栓緊固程式(交叉模式緊固次數)
(見第 9 節)
(4) 螺栓扭矩擰緊精度與手動擰緊精度
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(5) 影響扭矩的變數
(i)
使用指定潤滑劑的重要性(見第 7 節)
(1) 潤滑劑的用途
(2) 潤滑劑種類的影響
(3) 在哪裡使用潤滑劑(螺母下和螺栓的螺紋上)
(4) 潤滑劑的局限性,包括氧氣點燃、氧化、溫度、保質期、催化劑中毒和應力腐蝕開
裂(與工藝流體和結構材料的相容性)
(5) 潤滑劑用量
(6) 裝配過程中潤滑油的污染
(7) 解讀標籤和 MSDS 信息
(j)
用於載荷控制的緊固技術
(1) 通過扭矩測量進行載荷控制的技術
(2) 通過液壓拉伸控制載荷的技術
(3) 用於通過長度或應變測量進行載荷控制的技術
(參見第 10.1 和 10.2 以及圖 1 和
。
用
使
圖 2)
(4) 每種方法的準確性以及與裝置服役或接頭關鍵性的關係(見表 2)
(k) 螺栓緊固設備的校準和維護
習
學
部
內
供
僅 播。
(3) 熟悉常用現場設備的標定方法
,
件 得散
(4) 校驗的重要性及校驗頻次
文
方 許不
(l) 缺陷或故障的檢查和報告
官
允D)
(1) 法蘭面墊片接觸面檢查(見第 非
4 節和附錄
經
,
(2) 對應於不同墊片類型的可接受的表面缺陷水準
趣 ,未
興
(3) 螺栓檢查(螺紋形狀、腐蝕和自由轉動螺母查看是否需要更換,參見第
4 節和附
人 產權
個
錄 N)
屬 知識
(4) 檢查法蘭和螺母接觸面(是否存在咬合損傷、覆蓋物或腐蝕,見第
4 節)
純
的
容
(5)內
接頭間隙測量(見第
11 節)
構
機
譯
接頭公差和對準(見附錄 E)
翻 (6)官方
文
(7)
重 接頭密封性洩漏檢查(見第 13 節)
中 尊
請 (m) 準備接頭閉合的程式
(1) 常用現場設備維護要求
(2) 常用現場設備檢查(特別是扭力扳手)
(1) 檢查和準備閉合接頭的一般工作流程
(2) 將密封墊片固定到位的方法(包括過度使用粘合劑的不利影響和使用未經批准的
方法,如使用厚重的油脂或使用膠帶,見第 6 節)
(3) 系統清潔度要求
(n) 密封墊片的處置、準備和安裝
(1) 使用單個全新的(未使用或損壞的)密封墊片進行最終安裝(見第 6 節)
(2) 墊片密封面和墊片的最終檢查(尺寸、類型和是否有損壞)
(3) 確保墊片可以無損壞地插入接頭
(4) 確保墊片正確定位(使用法蘭螺栓或少量經批准的粘合劑噴霧劑)
(o) 法蘭接頭的資訊來源
(1) ASME PCC-1
(2) 密封墊片和管道的企業和現場標準和規範
(3) 法蘭接頭組裝的企業和現場標準
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(4) 螺栓載荷和裝配技術的企業和現場標準和規範
(p) 接頭的安全拆卸和組裝
(1) 確保壓力隔離、閥門標記系統和安全工作實踐(見第 15 節)
(2) 壓力隔離、氣體檢測、安全進入系統的驗證
(3) 接頭部件的臨時支撐和/或索具注意事項
(4) 工作於內部連接接頭和高處作業或地面以下的接頭(支架和密閉空間進入)
(q) 接頭組裝程式
(1) 驗證正確的裝配目標螺栓載荷
(2) 需要緊固順序程式的原因
(3) 需要多步驟緊固程式的原因(見附錄 I)
(4) 裝配過程中接頭間隙的測量(見第 11.1)
(5) 接頭裝配完成後的液壓或氣壓測試(見第 13 節)
(6) 接頭裝配完成後間隙的測量(見第 11.1)
(7) 使用可提高裝配安全性和速度專用的支撐扳手和對中工具
(r)
。
用
使
確保正確使用額外的接頭部件
(1) 使用整體硬化的平墊圈(參見附錄 M)
(2) 使用碟形彈簧墊圈
習
學
部
內
供
僅 播。
墊圈,以及其他特殊用途的配件
,
件 得散
(5) 使用專用的螺母、墊圈。有創新的專用螺母、墊圈和其他機械和液壓裝置,有助於
文
方 許不
在組裝過程提高螺栓載荷精度和減少分散度。應包括對這些設備的瞭解。供應商和/或
官
非 經允
製造商可提供有關這些設備應用的詳細培訓。
,
(6) 使用和誤用鎖固裝置和鎖固化合物。
趣 ,未
興
(s) 接頭品質保證程式的重要性,認證和記錄
人 產權
個
(1) 接頭組裝程式及通用的表格
屬 知識 14 節)
(2) 接頭組裝記錄(見第
純
容 構的
(3)內
認證系統用於跟蹤設備校驗資訊
機
譯
(4) 方
接頭的流程處理清單或接頭元件標籤的重要性
翻
官
(t)重接頭拆卸
中文尊
(1) 需要拆卸程式的原因(見第 15 節)
請
(3) 為增加有效長度和伸長量而使用加厚墊或螺栓套
(4) 使用常用的扭矩螺母,帶測量儀的螺栓,反作用墊圈,拉伸螺母,帶拉伸力指示的
(2) 拆卸程式和關鍵問題
(3) 螺母劈裂器的使用
A-2.3.1 所有螺栓緊固專家所需的管道特定培訓
該培訓是對所有合格螺栓緊固專家進行的基本培訓的一部分。至少包括以下主題:
(a) 與法蘭面類型相關的裝配技術和墊片識別
(1) 平面與凸面與 RTJ 及其相應的密封墊
(2) 瞭解 ASME B16.5 和 ASME B16.47 公稱管道尺寸和壓力等級
(3) 常見法蘭類型,包括滑套法蘭、帶頸焊、承插焊和搭接法蘭/短接
(4) 常見法蘭類型的安裝和操作特性(旋轉度、剛度、法蘭密封面積等)
(5) 多點緊固對 RTJ 和透鏡環接頭的重要性
(6) 將平面法蘭與凸面法蘭組裝後的潛在後果
(7) 閥門、泵和類似設備上的脆性鑄造法蘭的失效可能性
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(b) 將管道接頭法蘭緊固連接到轉動設備上
(1) 需要確保設備對中(軸對中)不受連接到轉動設備上的管道組裝引起的外部載荷
的影響
(2) 設備允許的噴嘴負荷和力矩
(3) 管道膨脹接頭的作用
(c) 擰緊壓力釋放裝置上的管道接頭
(1) 檢查潛在的壓力保持點,以確壓力釋放路徑上沒有任何阻塞
(2) 爆破片和排放管線的正確安裝、使用墊片、搬運和定向
(3) 由專職檢查人員確認的管道狀態(如果需要)
(d) 擰緊管道膨脹節和冷彎彈簧吊架上和周圍的管道接頭
(1) 安全約束波紋管和冷彎彈簧吊架的方法
(2) 確保在操作前解除束縛
(3) 如何識別和報告是否需要用大力才能將法蘭合在一起(見附錄 E )
(e) 保持法蘭對齊和間隙均勻性的重要性
。
用
使
(1) 附錄 E 法蘭對中公差
(2) 較短或剛性跨度需要緊固器限制
習
學
部
(3) 螺栓能自由地穿過螺栓孔的重要性,以便螺母能平行於法蘭面支撐
內
供
僅 播。
材料、螺栓材料、管道服役情況)
,
件 得散
(2) 根據密封墊規格和螺栓尺寸或法蘭等級表確定扭矩和液壓拉伸的正確載荷(見第
文
方 許不
12 節)
官
非 經允
(3) 討論緊固方法的優缺點
,
未
(g) 選擇合適的螺栓緊固工具 趣
,
興
(1) 與螺栓尺寸相關的可選用緊固方法
人 產權
個
(2) 與通用工具(例如手動扭矩扳手、扭矩倍增器和衝擊扳手)相關的自然發生的使
屬 知識
用空間問題
純
容 構的
(3)內
從哪裡能找到相關的指導(使用者規範、公司指南、工具製造商網站)
譯 方機
翻
官
文 重
獲得動力緊固設備使用補充資格所需的附加培訓
中A-2.3.2
該課程應確保申請者在使用液壓或氣動驅動的動力設備進行接頭的拆卸與組裝對以下幾個
請尊
(f)
選擇目標螺栓裝配載荷
(1) 決定合適螺栓載荷的參數(法蘭尺寸、密封墊片類型、法蘭等級、法蘭類型、法蘭
方面有一個透徹的理解。至少應包括以下主題:
(a) 一般健康和安全預防措施
(1) 在操作過程中安全地固定高壓流體,接頭,和軟管
(2) 在高負載下放置和移除支撐扳手
(3) 與液壓或氣動扭矩設備和支撐扳手有關的手指夾傷點
(4) 因使用不正確或劣質套筒而導致負載下套筒失效的危險
(b) 液壓和氣動扭矩緊固接頭
(1) 液壓和氣動扭矩設備的工作部件
(2) 液壓泵和液壓/氣動調壓閥的工作部件
(3) 液壓扳手、高壓油管、油管連接和液壓泵的故障排除
(4) 設置目標扭矩的方法
(5) 使用液壓扭矩扳手的方法
(6) 單點緊固與多部機具同時緊固,以及對裝配程式的影響
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(c) 使用拉伸設備進行接頭緊固
(1) 液壓螺栓拉伸器的工作部件
(2) 液壓泵和液壓調壓閥的工作部件
(3) 設置正確螺栓載荷的方法(計算目標螺栓載荷的公式)與接頭中的螺栓數量相關
的工具數量
(4) 使用液壓螺栓拉伸器的方法
(5) 拉伸器、高壓油管、油管連接和液壓泵的故障排除
(6) 使用單個拉伸器與同時使用多個拉伸器以及每個拉伸器對裝配程式的影響(見附
錄 L)
(7) 彈性恢復效應(拉伸器顯示的載荷與最終螺栓載荷的相關性、需要超拉,以及螺
栓夾緊長度與螺栓直徑比值的影響,見第 8.2.2 段)
(d) 液壓螺栓緊固設備的校準和維護
(1) 現場使用的普通液壓設備的維護要求
(2) 液壓軟管和液壓缸的檢查
。
用
使
(3) 熟悉校準現場使用的普通液壓設備的方法
(4) 校準的重要性和頻率
(e) 選擇合適的螺栓緊固工具
習
學
部
內
供
僅 播。
固定尺寸拉伸器、可變尺寸拉伸器、液壓螺母和機械千斤頂螺母等
,
件 得散
(3) 與壓力、油缸尺寸、螺栓大小和螺栓長度相關的液壓拉伸器的載荷限制
文
方 許不
(4) 當標準液壓工具無法工作時,使用螺母旋轉角度比較法(一個或兩個螺栓間的空
官
非 經允
間不夠使用液壓設備)
,
趣 ,未
興
A-2.3.3 獲得熱交換器補充資格所需的額外培訓
人 產權
個
課程應確保申請人對交換器接頭的拆卸、組裝和緊固在以下方面有透徹的瞭解。至少應包括
屬 知識
以下問題:
純
的
容 構
(a) 換熱器類型
[由管式換熱器製造商協會 (TEMA) 指定] 及其接頭
內
機
譯
(1) 方
接頭配置、術語和位置
翻
官 不同類型接頭的密封墊片配置
中文尊重(2)
(3) 受限墊片與非受限墊片
請
(1) 可接受的與螺栓尺寸相關的方法
(2) 與通用工具類型相關的自然空間問題,例如液壓直線棘輪、液壓方形驅動棘輪、
(4) 測量最終接頭間隙作為成功的衡量標準
(b) 管束移動和組裝注意事項
(1) 管束和管箱朝向對齊管道和介質流通分隔槽
(2) 移動過程中的風險(損壞法蘭面或殼程密封墊片)
(c) 管板接頭注意事項、殼程密封墊片損壞以及管板接頭上的殼程墊片再壓縮
(1) 墊片第二次壓縮(可能需要更多的組裝步驟)
(2) 移除管箱時殼側密封墊破裂的風險(如果未拉動管束)
(3) 分隔面檢查(分隔面與法蘭面齊平)
(4) 考慮從兩側擰緊帶肩螺栓
(5) 密封墊片與分隔板對中
(d) 螺紋鎖緊環(後部鎖緊式)換熱器(可選)
(1) 螺紋鎖緊環換熱器的一般構造
(2) 對螺紋鎖緊固環的特殊緊固程式(遵循製造商指導)
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A-2.3.4 獲得特殊法蘭接頭補充資格所需的額外培訓
課程應確保申請者對特殊法蘭接頭的拆卸、組裝和緊固的所有重要方面都有透徹的瞭解。
對特殊接頭進行全面詳盡的介紹超出了這個指南的範圍,但是可以根據前面幾節中對於管道和
交換器的一般介紹來制定特殊接頭的培訓課程。 課程至少應涵蓋以下內容:
(a) 密封面準備
(b) 法蘭對齊和保持法蘭間隙均勻的重要性
(c) 墊片處理、準備和安裝
(d) 與所考慮的接頭有關的特定組裝步驟、工具或程式
(e) 安全考慮,包括鎖定、卸壓、電氣隔離和特殊工作許可
A-2.4 實踐考試
合格的螺栓緊固專家應通過參加以下至少一項螺栓連接實踐操作並見證其它操作來證明他
或她對螺栓連接組裝的理解。實踐操作旨在突出培訓課程的重要方面,應確保在合格的螺栓緊固
。
用
至少兩個法蘭接頭。通過/失敗的標準應由合格的螺栓緊固專家培訓師進行評估,評估內容應包
使
習
括對獲得的密封墊變形和螺栓載荷變化的測量。考試內容應包括課程中教授的連接接頭品質保
學
部
證的所有方面。
內
供
此外,對於熱交換器或特殊接頭的補充資格,實踐考試應包括在所尋求的補充資格範圍內的
僅 播。
典型接頭的組裝。對於使用動力設備補充資格,應使用液壓拉伸器和液壓扭矩設備組裝接頭。
,
件 得散
建議通過以下實踐操作來突出接頭組裝的幾個關鍵點。也可以用其它的替代實踐操作或對
文
方 許不
所述操作細節進行修改,只要能達到所需的學習點,應由合格的螺栓緊固專家培訓師進行判斷。
官
非 經允
,
A-2.4.1 密封墊片放置的重要性
趣 ,未
興
(a) 在具有四個或更多螺栓的法蘭試驗臺上執行以下操作:
人 產權
個
(1) 用無內外環的螺旋纏繞墊片組裝四顆螺栓的小直徑法蘭,按順序擰緊,確保墊片
屬 知識
寬度的一半左右不在一側的凸面部分
.
純
的
容
(2)內
在一個構
class 300 級、四個螺栓的小直徑法蘭上放置一個 class 150 級帶外環的螺
機
譯
方
翻 旋纏繞墊片並組裝在一起,墊片處於垂直位置,按順序擰緊,並確保密封墊外環緊靠螺
官
文
栓。
中 尊重(3) 用無內外環的螺旋纏繞墊片組裝四顆螺栓的小直徑法蘭,按順序擰緊,並確保墊
請
專家培訓師在場見證下,並獲得其認可。此外,對每位考生進行實踐考試時,要求每位考生組裝
片位於凸起面上的中心。
(b) 拆卸後檢查每個墊處,演示未正確定位時在墊片上的壓縮不均勻性。
A-2.4.2 法蘭接頭組裝前接頭對中的重要性
(a) 在具有四個或更多螺栓並配備彈簧系統的法蘭試驗臺上執行以下操作,該系統需要兩
個上部螺栓上大約 50% 的裝配螺栓載荷才能使法蘭正確對齊:
(1) 用膨化 PTFE 墊片組裝接頭,並不事先對齊法蘭(使用法蘭螺栓對齊接頭)
。
(2) 組裝一個帶有膨脹 PTFE 墊片的接頭,使用外部方法(例如,配合、鏈塊)先對
齊法蘭。
(b) 每次組裝後,觀察墊片壓縮並測量拆卸後墊片的最終厚度,以演示未對法蘭進行初始
對準時的不均勻載荷。
A-2.4.3 螺栓裝配模式的重要性
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(a) 在具有四個或更多螺栓的法蘭試驗臺上執行以下操作:
(1) 將四個螺栓的小直徑法蘭與膨化 PTFE 墊片組裝在一起,不使用任何緊固模式
(即,僅按圓形順序)
。
(2) 使用符合 ASME PCC-1 的擰緊方式將四個螺栓的小直徑法蘭與膨化 PTFE 墊片
組裝在一起。
(b) 觀察墊片外觀,並測量拆卸後墊片的最終厚度,以證明不使用交叉模式緊固時的不均
勻載荷。
A-2.4.4 螺栓裝配模式和正確選擇墊片的重要性。
在具有八個或更多螺栓 (≥NPS 6) 的法蘭測試臺上執行以下測試:
(a) 組裝帶有無內外環的螺旋纏繞墊片的接頭,不使用任何緊固模式(即僅按圓形順序)
。
(b) 組裝帶有內環和外環的螺旋纏繞密封墊的接頭,不使用任何緊固模式(即僅按圓形順
序)
。
(c) 組裝不帶內環和外環的螺旋纏繞密封墊組裝接頭,使用合適的裝配模式。
。
用
(e) 每次組裝後,小心地從試驗臺上拆下上述每個墊片,並檢查墊片密封是否因墊片纏繞
使
習
帶不均勻壓縮或擠壓而損壞。
學
部
內
供
A-2.4.5 不同類型墊片對標準擰緊程式的反應。
僅 播。
在具有四個或更多螺栓,能夠測量螺栓載荷、應力或伸長量的法蘭試驗臺上執行以下操作:
,
件 得散
(a) 將四顆螺栓的小直徑法蘭與無內環和外環的螺旋纏繞墊片組裝在一起,使用合適的裝
文
方 許不
配模式,並確保墊片位於凸起面上的中央。 在擰緊過程中監測螺栓載荷、應力或伸長量,以查
官
非 經允
看其何時(緊固次數)穩定。
,
(b) 使用帶有內環和外環的螺旋纏繞墊片重複此操作。
趣 ,未
興
(c) 用具有石墨貼面的波紋墊片或金屬環形墊片重複上述步驟。
人 產權
個
屬 知識
A-2.4.6 演示潤滑劑的效果。
純
容 構的
使用帶測量螺栓的手動扭矩控制來擰緊螺栓,以測量達到的螺栓載荷。
內
機
譯
(a)
將沒有潤滑劑的螺栓擰緊到設定扭矩值。
方
翻
官
(b)重將相同的螺栓用潤滑劑潤滑後再擰緊至相同的扭矩值。
中文尊
請 (c) 比較不同的螺栓載荷。
(d) 組裝帶內環和外環的螺旋纏繞密封墊組裝接頭,使用合適的裝配模式。
A-2.5 職責
合格的螺栓緊固專家的職責包括:
(a) 能夠根據本附錄中概述的培訓的所有方面組裝壓力容器、管道和罐體螺栓接頭
(b) 能夠解釋和遵循特定的書面接頭組裝程式
(c) 為培訓生和螺栓裝配工提供指導和幫助
(d) 理解並正確填寫其雇主要求的接頭裝配品質保證程式和表格
(e) 完成並確保客戶收到有關接頭組裝工作的適當文件[見第 A-2.3(s)]
A-2.6 資格的維持和履新
A-2.6.1 為保持作為合格螺栓緊固專家的資格,個人應
(a) 熟悉新技術在密封墊片、法蘭、緊固件、組裝設備和接頭裝配技術中的應用。
(b) 瞭解履行職責所需的當前當地行政或操作程式。
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(c) 保持對 ASME PCC-1 和其他適用標準的最新修訂的瞭解,如第 A-1.3 所列。
(d) 保持對螺栓連接裝配和拆卸新技術的認識。
(e) 積極參加選定的與職責相關的會議、研討會和教育計畫。
(f)
在工作場所能查詢最新版本的 ASME PCC-1 和第 A-1.3 中引用的適用文件。。
(g) 證明他或她遵守了上述(a) 至 (f) 的規定,並每三年更新一次資格時提供至少兩份來自
同事或其雇主的推薦信可再次獲得資格。至少一個推薦人應來自個人當前或以前工作地點的主
管。
A-2.6.2 合格的螺栓連接專家應按照資格計畫的要求每 3 年至少參加一次並通過評估的基礎培訓
部分(見 A-2.3)
,以維持其資格。
A-2.6.3 資格審查組織負責確定個人候選人是否符合資格(見 A-5)
。
A-3 對合格的高級螺栓緊固專家的要求
A-3.1 資質要求
合格的高級螺栓緊固專家應接受過培訓和實踐經驗,並應具備 A-2 節中概述的合格螺栓緊
。
用
使
固專家的資格。此外,他或她應
(a) 表現出領導、管理和品質保證方面的才能。
習
學
部
(b) 已證明具有適用標準和對接頭組裝過程中經常發現的問題方面的知識。
(c) 已證明有能力履行第 A-3.2 段所述的行政和技術職責。
內
供
定義)
。作為螺栓裝配工的經驗(其描述符合第 A-2.5 中概述的職責的工作)可計入合格螺栓緊
僅 播。
,
固專家的一半工作經驗。經驗應由高級螺栓裝配工、合格的高級螺栓緊固專家或合格的螺栓緊固
件 得散
文
專家培訓師的參考檔記錄,表明獲得的現場經驗符合本附錄的要求。表格
A-1 中提供了示例參
不
方
許
官 允
考表。
非
(e) 可以隨時查詢 ASME PCC-1 的最新版本,以及在工作場所訪問第
A-1.3 中引用的檔的
, 未經
趣
當前版本。
興 權,
人
(f) 在他或她受雇的公司或工廠現場積極參與螺栓接頭故障分析以及糾正措施的識別和實
個 識產
屬
施。
純 的知
A-3.2 職責
容
內 機構
合格的高級螺栓緊固專家的職責與合格的螺栓緊固專家(第
A-2.5 段)的職責相同,但增
譯
方
加了 翻
A-3.2.1
和
A-3.2.2
中描述的職責。
文 重官
中A-3.2.1
管理
尊
請
(d) 至少有 2 年全職作為合格的螺栓緊固專家的經驗(或等效的兼職經驗,如表 A-1 中所
合格的高級螺栓緊固專家的管理職責包括但不限於以下內容:
(a) 為螺栓裝配工和螺栓緊固培訓生提供現場培訓
(b) 維護和分析記錄,包括接頭組裝、檢查程式和合格螺栓緊固專家表現的記錄,包括滿足
A-2 節的要求
(c) 確保合格的螺栓緊固專家、螺栓連接裝配工和在其監督下的其他人員按照 ASME PCC1 的指南和所有適用的現場標準和要求履行職責
(d) 根據 ASME PCC-1 準備接頭組裝程式
(e) 維護 ASME PCC-1 最新版本的工作場所副本,以及第 A-1.3 中引用的檔的當前版本。
A-3.2.2 技術
合格的高級螺栓緊固專家的技術職責包括但不限於以下內容:
(a) 審查組裝程式和檢查報告,並確保執行法律上通過的要求
(b) 審查豁免和差異申請,並根據需要向有關當局提出建議
(c) 確保客戶審查接頭組裝程式並收到適當的接頭組裝檔
(d) 調查投訴和事故
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(e) 説明制定公司政策和程式
(f)
為合格的螺栓緊固專家和螺栓連接裝配工提供現場指導課程
A-3.3 資格的維持
A-3.3.1 為保持資格,合格的高級螺栓緊固專家應
(a) 符合第 A-2.6 的要求。。
(b) 至少花 20% 的時間在現場與合格的螺栓緊固專家、合格的高級螺栓緊固專家、經過培
訓的螺栓裝配工、經過培訓的高級螺栓裝配工、螺栓裝配工或高級螺栓裝配工一起工作。
(c) 協助修改被認為不適當或不安全的現場組裝程式,或針對異常條件或設備制定經修訂
的現場組裝程式。
(d) 證明他或她遵守了上述(a) 至 (c) 的規定,並每三年更新一次資格時提供至少兩份來自
同事或其雇主的推薦信可再次獲得資格。至少一個推薦人應來自個人當前或以前工作地點的主
管。
A-3.3.2 具備高級螺栓緊固專家資格應要求至少每 3 年更新一次其資格。資格更新過程應包括符
合 A-3.3.1 要求的聲明,還應包括簡短的測試或測驗旨在突出 ASME PCC-1 附錄 A 的基礎培訓
。
用
使
部分(A-2.3)在過去 3 年中發生的任何更新。如果第 A-2.3 沒有更改發生,則可以省略重新認
證過程的那部分。重新認證過程、測試格式和測試內容應在認證手冊中列出。
A-3.3.3 資格審查機構負責確定個人候選人是否符合資格(見 A-5)
。
習
學
部
內
供
A-4.1 資質要求
僅 播。
,
合格的螺栓緊固專家培訓師應接受過培訓和實踐經驗,並應具備
件 得散A-3 節中關於合格的高級
文
螺栓緊固專家的資格,此外,
方 許不
官
(a) 表現出在教學、領導、管理和品質保證方面的才能。
非 經允
(b) 已證明具有適用標準和對接頭組裝過程中經常發現的問題方面的知識。
,
趣 ,未
(c) 已證明有能力履行第 A-4.2
中描述的管理和技術職責。。
興
人 產權
(d) 至少有 4 年作為合格的高級螺栓緊固專家的全職經驗(或等效的兼職經驗,如表
A-1
個
識
屬 知
中所定義)
。作為高級螺栓裝配工的經驗(其描述符合第
A-3.2 段中概述的職責的工作)可計入
純
的
獲得合格高級螺栓緊固專家資格的三分之一。作為螺栓緊固指導人員的經驗(其描述符合第
A容 構
內
4.2 段中概述的職責的工作)可計入合格高級螺栓緊固專家的一半。經驗應由高級螺栓裝配工、
譯 方機
翻
合格的高級螺栓緊固專家或合格的螺栓緊固專家培訓師的參考檔記錄,表明獲得的現場經驗符
文 重官
中合本附錄的要求。表格
A-1 中提供了示例參考表。
尊
請
A-4 對合格螺栓緊固專家培訓師的要求
(e) 個人擁有 ASME PCC-1 的最新版本,以及在工作場所有能力查詢第 A-1.3 中引用的檔
的當前版本。
A-4.2 職責
合格螺栓連接緊固專家培訓師的職責與合格螺栓緊固專家(第 A-2.5 段)的職責相同,但
增加了第 A-4.2.1 和 A-4.2.2 所述的職責。
A-4.2.1 管理
合格的螺栓緊固專家培訓師的管理職責包括但不限於以下內容:
(a) 為合格的螺栓緊固專家、螺栓連接裝配工和螺栓緊固指導人員提供現場培訓
(b) 維護和分析記錄,包括聯合裝配程式、檢查和高級螺栓緊固專家表現的記錄,包括滿足
A-3 的要求
(c) 確保在其監督下的高級螺栓緊固專家按照 A-3 節的要求履行職責
(d) 根據 ASME PCC-1 的指南準備接頭組裝程式
(e) 保留 ASME PCC-1 最新版本的個人副本,並可以在工作場所隨時訪問第 A-1.3 中引用
的當前版本的檔。
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A-4.2.2 技術
合格的螺栓緊固專家培訓師的技術職責包括但不限於以下內容:
(a) 審查組裝程式和檢查報告,並確保執行法律上通過的要求
(b) 審查豁免和差異申請,並根據需要向有關當局提出建議
(c) 調解糾紛
(d) 非正式地回答有關 ASME PCC-1 的問題,並根據需要向 ASME 壓力技術後建設委員
會秘書提交正式解釋的書面請求
(e) 調查投訴和事故
(f)
制定公司政策和程式,並宣導採用最新的國家規範
(g) 為合格的螺栓緊固專家和不合格的螺栓連接裝配工準備和提供培訓課程
(h) 為合格的螺栓緊固專家和不合格的螺栓連接裝配工準備現場培訓課程
A-4.3 資格的維持
A-4.3.1 為保持資格,合格的螺栓緊固專家培訓師應
(a) 符合第 A-3.3 段的要求每年至少參加或舉辦一次與第 A-4.2 所述的一項或多項職責相
。
用
(b) 在現場與合格螺栓緊固專家、合格高級螺栓緊固專家、螺栓裝配工或高級螺栓裝配工
使
習
一起花費至少 10% 的工作時間。
學
部
(c) 證明他或她遵守了上述(a) 至 (b) 的規定,並每三年更新一次資格時提供至少兩份來自
內
供
同事或其雇主的推薦信可再次獲得資格。至少一個推薦人應來自個人當前或以前工作地點的主
僅 播。
管。
,
件 得散
A-4.3.2 具備資格的螺栓緊固專家培訓師應至少每 3 年更新一次其資格。資格更新過程應包括符
文
方 許不
合第 A-4.3.1 要求的聲明,並應包括一個簡短的測試或測驗,旨在突出本附錄基礎培訓部分(第
官
允
非A-2.3經沒有改變發生,那麼資格更新過程的那部分
A-2.3 段)在前 3 年中發生的任何更新。如果
,
可以省略。資格更新流程、考試形式和考試內容應在資格手冊中列出。
趣 ,未
興
A-4.3.3 資格審查機構負責確定個人候選人是否符合資格(見
A-5 節)
。
人 產權
個
屬 知識
A-5 品質保證
純
A-5.1 範圍
容 構的
內
本節提供了每個資格認證組織應具備的資格認證手冊的推薦最低要求,資格手冊提供書面
譯 方機
翻
檔證明符合本附錄,資格認證組織應接受獨立審查組織的初步和定期審查,以實現本節所述的品
文 重官
中質控制目的。
請尊
關的專業級研討會或講習班。
A-5.2 資格認證手冊
資格認證組織應該有一個資格認證計畫,其中包括所有那些必要的計畫和系統的行動,以提
供對本附錄要求將得到遵守的信心。該計畫應記錄在資格認證手冊中,其中應包括培訓課程大綱
和示例考試檔。資格手冊應是向審查組織證明合規性的基礎。資格認證計畫應包括第 A-5.2.1 到
A-5.2.4 所述的要素。
A-5.2.1 許可權、責任、設備和人員
(a) 資格認證計畫負責人的權力和責任應明確規定並記錄在案。他們應該擁有實施該計畫
所需的組織自由度以及管理和技術專長。
(b) 應保留所有直接參與計畫的人員的人員記錄,並應包括每個人的教育、培訓和經驗。
(c) 資格認證機構應維護能夠進行第 A-2.4 中概述的實踐考試和演示的測試和演示設備。
如果組織提供額外的補充資格(動力設備操作、熱交換器或特殊接頭)
,還需要合適的設備來檢
查這些接頭類型。此外,資格認證機構應在理論培訓期間備有足夠的接頭組裝設備,以便能夠進
行對理論進行輔助的動手學習。
A-5.2.2 資格評估方法
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資格認證計畫應明確描述評估申請人是否滿足螺栓緊固專家(A-2 部分)
、高級螺栓緊固專
家(A-3 部分)或螺栓緊固專家培訓師(A-4 部分)要求的方法.
評價方法應包括但不限於以下內容:
(a) 筆試和/或口試
(b) 接頭裝配技能實踐考試
(c) 工作經歷和實地經驗的核實
(d) 在教育機構成功完成學業的核實
上述方法應證明符合 A-2 部分(適用於螺栓緊固專家的認證)
、A-3 部分(適用於高級螺栓
緊固專家的認證)或 A-4 部分(適用於螺栓緊固專家培訓師的認證)
。
應採取措施確保螺栓緊固專家符合 A-2.6 規定的資質的維護要求,高級螺栓緊固專家滿足 A3.3 規定的資質維持的要求,螺栓緊固專家培訓師符合 A-4.3 規定的資質要求。資格計畫應包括
詳細說明培訓、經驗、考試以及會議、研討會或教育計畫如何接受作為符合資格維持標準的規定。
目前批准的培訓課程、經驗、考試、會議、研討會和教育計畫的清單也應存檔。該資訊應讓所有
由資格認證組織認證的螺栓緊固專家、高級螺栓緊固專家和螺栓緊固專家培訓師都知道。
。
用
程式中應包含一些規定,以根據 ASME PCC-1 的修訂版和 A-1.3 中列出的參考標準對其
使
習
進行更新。 這些標準的副本應存檔。
學
部
A-5.2.4 國際資格。 根據本附錄使人員有資格組裝接頭的資格認證組織應使用適用的地區、國家
內
供
或國際規範和標準來補充本附錄中概述的培訓要求。
僅 播。
A-5.3 品質控制程式
,
件 得散
A-5.3.1 申請。資格認證組織應與合適的審查組織簽訂合同,以確定其計畫的內容是否滿足本附
文
方 許不
錄中概述的要求。
官
非 經允
A-5.3.2 審查組織的選擇。資格認證機構在授予合同時應考慮審查機構的公正性和誠信度,以及
,
審查機構所使用的專題專家的資質。合適的審查機構可能包括授權承保鍋爐或壓力容器保險的
趣 ,未
興
保險公司,ANSI 或國際指定標準審查機構認可的標準組織,行業組織,或其他類似的公正組織。
人 產權
個
A-5.3.3 資格認證計畫的評估。審查組織應在最初和每次審查時評估資格認證計畫是否符合本附
屬 知識
錄。資格認證手冊應該是審查組織的指南,用於審查資格認證組織對已接受的資格認證計畫的持
純
容 構的
續遵守情況。
內
譯 方機
資格認證組織審查。
A-5.3.4
資格認證機構應接受審查機構以不超過 2 年的頻率定期審查。
翻
官
文
資格的可攜性。
A-5.3.5
本附錄中的指南旨在為裝配工人的標準行業資格建立基礎。理想情況下,
重
中組裝人員收到的資格證書本質上是具有可移值性的。可攜性實現了以下四個目標:
尊
請
A-5.2.3 標準的修訂
(a) 資格認證對裝配工很有價值,因為他們可能會在不同工作地點的工作之間隨身攜帶。
(b) 它減少了用戶跨行業進行資格認證所需的工作,並最大限度地提高組裝人員的使用和
生產力。
(c) 用戶可以依靠資格持有者至少獲得本附錄中概述的所需培訓和經驗所定義的能力水準。
(d) 它幫助用戶評估合同工的品質和經驗水準。
然而,為了實現這些目標,使用者可能需要接受不同資格認證組織提供的各種資格認證計
畫。
為達到該接受水準,建議用戶鑒別那些能保持可接受水準的 SME 知識和審查能力的審查組
織,以確保 A-5.3.3 的要求達到用戶滿意的水準。將品質審查的責任委託給獨立的審查組織可以
最大限度地實現可攜性,儘量減少對用戶資源的依賴,並允許在使用者組織的公司級別而不是在
現場對程式進行認可。
理想情況下,使用者將在國際、國家、地區或行業團體內進行協作,以確定可接受的審查組
織。這促進了認證資格在這些組織之間的可攜性,並最大限度地減少了資格認證組織需要多個審
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查組織以滿足適用使用者要求的可能性。
當一個新的資格認證組織尋求被使用者接受時,建議用戶主要審查和認可相關的審查組織,
而不是每個單獨的資格認證組織。
A-5.4 術語定義
A-5.4.1 專題專家。選擇專題專家的目標是擁有專業的知識和經驗基礎,以便對資格認證手冊進
行全面審查。
(a) 專題專家的選擇應基於以下標準:
(1) 知識——擁有螺栓連接裝配領域的知識
(2) 經驗——曾在螺栓連接裝配領域工作過
(b) 以下因素可能有助於選擇專題專家:
(1) 培訓——有檔證明他們成功完成了螺栓連接裝配培訓計畫
(2) 憑據和證書——擁有適用和適當的憑據或證書,或兩者兼有,通常可能為螺栓接頭
組裝專家
。
用
使
(3) 經驗——多年的實踐經驗
A-5.4.2 知識平衡。審查小組的組成應包括以下各專題專家的至少一個:
(a) 具有足夠經驗和背景以成為合格的高級螺栓緊固培訓師的個人
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
A-5.5 計畫有效性
文
方 許不
為了跟蹤所提供的資格認證計畫的有效性,資格認證組織應從使用者或其指定人員那裡收
官
非 經允
集有關計畫成功的資料。
,
就本活動而言,建議成功應定義為減少與螺栓連接元件相關的安全和環境事故。資格認證組
趣 ,未
興
織和審查組織有責任定義建立這些措施的過程並定義確定成功的標準。提供了以下建議的成功
人 產權
個
指標作為指導:
屬 知識
(a) 在此期間或專案中使用的經過認證的裝配人員數量與之前期間或專案中使用的百分比
純
容 構的
(b) 與以往時期相比,嚴重的螺栓接頭洩漏事件
(涉及傷害或裝置停工)的數量減少或增加
內
機
譯
(c)
(不涉及傷害或裝置停工)的數量減少或增加
翻 與以往時期相比,輕微螺栓接頭洩漏事件
官方
文
(d)重與螺栓連接組件相關的傷害事故數量減少或增加
中 尊
請 (e) 與以前的時期或專案相比,所使用經過認證的裝配人員的表觀知識的改進百分比
(b) 具有螺栓接頭組裝、維護和操作經驗的機械或結構工程師
(c) 具有螺栓接頭設計和分析經驗的機械或結構工程師
(f)
螺栓接頭(如果有監控的話)的操作洩漏率與以前時期相比減少或增加,資料應以增加
或減少的百分比收集。此過程收集的資料應提供給審查組織。審查組織應公開此類資料,以提供
一種評估其審查過程有效性的手段。
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附錄 B
常用術語說明
B-1 緊固術語
Four-bolting or eight-bolting 四螺栓或八螺栓操作:除四個或八個均勻間隔的處於相對位置的螺
栓外,拆除其它每個螺栓以準備在停機期間拆除法蘭接頭(通常用於盲板或拆除閥門)
。設備處
於離線狀態以執行此操作,如 ASME PCC-2 中概述的“一半螺栓操作”要求。然而,由於接頭沒
有斷開,管線可能仍含有工藝流體,這個程式會有很小的洩漏風險。執行此活動是為了在停機期
間加速盲板或閥門移除。應進行四螺栓或八螺栓操作的工程和風險分析,以確定可以安全地進行
操作。
。
用
使
Half bolting 一半螺栓操作:在工廠減壓期間,通常在系統接近大氣壓力時,每隔一個螺栓拆除
(因此法蘭只剩下一半的螺栓數量)
。該程式通常包括每隔一個螺栓拆除一個螺栓,重新潤滑它
習
學
部
們,重新安裝它們,並重新擰緊到指定的扭矩。然後拆下剩餘的螺栓,重新潤滑,重新安裝,並
重新擰緊到指定的扭矩,這樣所有螺栓都得以重新安裝。此程式存在很小的洩漏風險,尤其是在
內
供
。
僅PCC-2。
行。有關裝置完全運行後接頭緊固活動的更多資訊,請參閱 ASME
播
,
件 得散
文
Hot bolting 熱態螺栓操作:在裝置處於降低的操作壓力下時,按順序拆除和更換法蘭接頭上的螺
方 許,不
栓。該過程通常包括一次卸下法蘭中的一個螺栓,官
重新潤滑它
重新安裝它(或更換一個新螺栓)
,
允
非
然後將其重新擰緊到指定的扭矩。熱態螺栓操作可以在裝置線上時或裝置減壓後進行。如果在裝
, 未經
趣
置仍線上時執行,洩漏風險的考慮應包括法蘭中的螺栓數量以及與所含工藝流體相關聯的危險
興 權,
人
因素。熱態螺栓操作用於更換腐蝕或有缺陷的螺栓,或主動增加密封墊片應力以防止洩漏(在高
個 識產
溫或工藝迴圈運行過程中)或重新緊固以密封較小的穩定的洩漏。
屬
純 的知
容
注意:如果可以使用螺母轉動法(turn-of-nut)擰緊,則不建議或不需要在設備線上時進行熱態
內 機構
譯
螺栓操作以增加密封墊應力或加力密封較小的穩定洩漏。應進行熱態螺栓操作的工程和風險分
翻 官方
析,以確定操作可以安全進行。有關裝置完全運行後接頭緊固活動的更多資訊,請參閱
ASME
文
重
中PCC-2。
請尊
系統意外重新加壓的情況下。應進行“一半螺栓操作”的工程和風險分析,以確定操作可以安全進
Hot torque 熱態施加扭矩:參見設備啟動再次緊固( start-up retorque)。
Live tightening 現場緊固:在機組可運行狀態或運行一段時間時擰緊接頭上的所有螺栓。用於擰
緊的技術可以選擇手動扭矩、液壓扭矩或液壓拉伸。然而,在設備運行超過幾天後,扭矩通常不
再被認為是準確的。因此,首選其他技術,例如螺母轉動法或液壓拉伸法。熱態螺栓操作也是一
種選擇,但如果在接頭加壓的情況下執行擰緊,則由於部分密封墊片應力的相關降低,該活動的
關聯風險更高。現場擰緊不應被視為與作為組裝操作的一部分執行的設備啟動再次緊固相同,現
場緊固是一種可進行操作的活動,可以定期執行以恢復鬆弛(通常在有洩漏歷史的高溫接頭上)
或作為對接頭洩漏的反應。應進行現場緊固操作的工程和風險分析,以確定可以安全地進行操作。
有關設備完全運行後接頭緊固活動的更多資訊,請參閱 ASME PCC-2。
Odd-tightening 奇數螺栓操作:見一半螺栓操作(half-bolting)
。
Online tightening 線上緊固:見現場緊固。
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Start-up retorque 設備啟動再次緊固:在設備達到工作溫度時,以環形方式擰緊接頭上的所有螺
栓,直到螺母不再轉動。執行設備啟動再次緊固(也稱為熱緊 hot torque)以增加密封墊片上的
殘餘操作應力(以恢復墊片的初始鬆弛)
,以最大限度地減少洩漏的可能性。它通常在設備線上
時執行,但也可以在操作之前使用加熱墊使法蘭升溫。由於此活動只會增加密封墊上的載荷,因
此洩漏風險明顯低於其他活動(例如熱態螺栓操作)
。
Turn-of-nut 螺母轉動法:在設備運行中或檢修期間擰緊接頭上的所有螺栓,無需拆卸接頭。螺
母轉動法用於主動增加密封墊應力以防止洩漏(在高溫或工藝迴圈運行過程中)或重新加力密封
較小的穩定洩漏。如果在設備線上時執行此程式,存在額外洩漏的小風險。然而,由於密封墊上
的負載只會增加,洩漏的風險明顯低於其他活動(如熱態螺栓操作)
。螺母轉動法擰緊通過將每
個螺栓上的一個螺母旋轉特定量來擰緊接頭。旋擰螺母不需要瞭解螺母係數,因此可以在接頭壽
命期間的任何階段應用。應進行螺母轉動操作的工程和風險分析,以確定可以安全地執行操作。
如果密封墊片是纖維片密封墊類型,則旋擰螺母僅用於低壓、無危險的服務介質連接,因為該類
型的密封墊在使用中容易退化,如果在操作時重新擰緊可能會造成密封墊吹出。
B-2 墊片術語
。
用
使
習
學
Hard-faced gasket 硬面墊片:完全由金屬製成的墊片,在與法蘭接觸的面上沒有軟填充材料,或
部
內
者沒有足夠的填充材料來填充法蘭面上的缺陷。因為密封墊的厚度極薄或密封墊沒有足夠填料
供 。
無法填充缺陷,因此不能按密封墊類型分類,統一被歸類為硬面密封墊。金屬面密封墊,例如扁
僅
, 散播
平金屬、RTJ 或金屬夾套密封墊,都被歸類為硬面密封墊。另見硬墊片
hard gaskets。
件
得
文
方 許不
Hard gaskets 硬墊片:包括槽用金屬墊片、波紋金屬墊片和扁平、實心金屬墊片。硬墊片通常定
官
允
義為在裝配過程中壓縮量小於 1.0 毫米(0.04非
英寸)的墊片。一般而言,不能僅根據墊片材料本
經
,
身的物理硬度或軟度將墊片分為硬質或軟質墊片。例如,1.5
毫米(1/16 英寸)厚的 PTFE、柔
趣 ,未
興
性石墨墊或纖維墊片被歸類為硬墊片。另見硬面墊片。
人 產權
個
注意:RTJ 密封墊和透鏡密封墊是一種特殊情況,在
D-3 和 F-3 節中分別介紹。
識
屬
知
純 的 由與法蘭接觸的面上具有軟的填充材料或由較軟填充材料製成的墊
軟面墊片:
Soft-faced gaskets
容
內 機構
片。墊片基材和法蘭接觸的表面都將被軟面墊片足夠多的軟填料(如石墨、橡膠或聚四氟乙烯)
譯
翻 官方
所填充,並且墊片上存在額外的填料,因此當墊片填充在法蘭之間被壓縮時任何小的缺陷也將填
文
重
中充。不能因為墊片厚度極薄或沒有足夠填料或貼面層無法填充缺陷因此被歸類為硬面墊片。另見
尊
請
軟墊片。
Soft gaskets 軟墊片:包括那些裝配過程中法蘭面之間運動相對較大的墊片,例如 PTFE、螺旋纏
繞和壓縮纖維或柔性石墨片墊片。軟密封墊通常定義為在組裝過程中壓縮超過 1.0 毫米(0.04 英
寸)的密封墊。僅根據墊片材料本身的物理硬度或軟度將墊片分為硬墊片或軟墊片是不合適的。
例如,1.5 毫米(1/16 英寸)厚的聚四氟乙烯、柔性石墨或纖維墊片沒有足夠的壓縮力,無法歸
類為軟墊片。另見軟面墊片。
注意:RTJ 密封墊和透鏡密封墊是一種特殊情況,在 D-3 和 F-3 節中分別介紹。
B-3 拉伸器載荷/螺栓應力術語
Applied tensioner load 施加的拉伸器載荷:拉伸器施加到螺栓上的載荷(即在載荷損失之前)
。
Assembly bolt stress 裝配螺栓應力:接頭裝配的目標螺栓應力,以獲得所需的目標墊片應力(參
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見附錄 O)
。
Bolt load loss factor 螺栓載荷損失係數 (BLLF):當使用液壓拉伸器且拉伸器的覆蓋率低於 100%
(即每個螺栓上都安裝了一個拉伸器除外)時,當第二組螺栓被拉伸時,第一組螺栓上的殘餘拉
伸器載荷會隨之減少,這種螺栓載荷損失(表現為最初施加的拉伸器載荷的一部分)稱為 BLLF。
BLLF 發生在當使用超過一次以上的緊固步驟時。它可以通過使用 100%拉伸器覆蓋來消除。也
稱為法蘭負載損失係數 (FLLF)。
Flange load loss factor 法蘭載荷損失係數 (FLLF):參見螺栓載荷損失係數 (BLLF)。
Nut load loss factor 螺母負載損失係數 (NLLF):當使用液壓拉伸器時,隨著拉伸器壓力的釋放,
負載從拉伸器轉移到螺母上。作為此過程的一部分,螺紋和螺母被壓縮變形,從而釋放最初由拉
伸器建立的部分負載。這種負載損失(表現為最初施加的拉伸器負載的一部分)稱為 NLLF。
NLLF 在使用液壓拉伸器時始終會發生(即,如果不重新設計接頭,就無法減少)
。也稱為工具
負載損失係數 Tool load loss factor (TLLF)。
。
用
使
Residual tensioner load 殘餘拉伸器載荷:拉伸器壓力釋放後(即載荷損失後)螺栓上剩餘的載荷。
習
學
100%的拉伸器覆蓋率要求每個螺栓都安裝一個拉伸器(即所有螺栓同時拉伸)
部,50% 的拉伸器
內
覆蓋率要求每隔一個螺栓安裝一個拉伸器,25%的覆蓋率要求每四個螺栓安裝一個拉伸器。
供 。
僅
Tool load loss factor 工具負載損失係數 (TLLF):參見螺母負載損失係數
, 散播(NLLF)。
件
文 不得
方
官 允許
非
, 未經
趣
興 權,
人
個 識產
屬
純 的知
容
內 機構
譯
翻 官方
文
中 尊重
請
Tensioner coverage 拉伸器覆蓋率:該術語指的是拉伸器數量與接頭上螺栓數量的百分比。例如,
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
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附錄 C
推薦用於各種墊片類型的墊片接觸表面的表面光潔度
正文見表 C-1
表 C-1 不同密封類型推薦的密封墊表面光潔度要求
墊片說明
密封墊接觸表面光潔度[注 1]
µm
µin.
螺旋纏繞墊片
3.2–6.4
125-250
帶有如柔性石墨、聚四氟乙烯或其他合適的材料等貼面層的軟
面金屬墊片
3.2–6.4
帶有金屬夾層嵌入的增強型柔性石墨墊片
3.2–6.4
習 125-250
學
部
63 max.
內
1.6 max.
63 max.
平面實體金屬墊片
供 。
僅
2.5
max.
100
max.
平面金屬夾套墊片
播
,
散
125-250
件 3.2-6.4
軟質切割板材,厚度≤1.5 毫米(1/16 英寸)
得
文
3.2-13
125-250
軟質切割板材,厚度 >1.5 毫米(1/16 英寸)
不
方
許
官 允
非
, 未經
注 1:所列表面粗糙度為平均表面粗糙度值,適用於法蘭墊片接觸面上的同心或螺旋鋸齒紋(密
趣
紋水線)
。
興 權,
人
個 識產
屬
純 的知
容
內 機構
譯
翻 官方
文
中 尊重
請
槽用金屬墊片
1.6 max.
。
用
使
125-250
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
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附錄 D
允許的墊片接觸面平整度和缺陷深度指南
D-1 法蘭面平面度公差
現有的行業平整度公差限制 1 不包括對密封墊耐受缺陷能力的評估。表 D-1M/表 D-1 中的
公差取決於所用密封墊的類型,並根據密封墊對最終組裝載荷的初始軸向壓縮進行分類。
本附錄中列出的缺陷和法蘭平面度限制旨在作為檢查指南。如果超過,則應使用工程判斷來
確定該缺陷是否可接受。此類確定應考慮諸如實際密封墊結構、法蘭柔性、螺栓間距、接頭洩漏
歷史以及與洩漏相關的風險等因素。軟墊片(見附錄 B)更能容忍法蘭不平整度的缺陷,但通常
更難組裝。硬墊片(見附錄 B)的壓縮量比軟墊片小,但這也有助於改進裝配因為螺栓之間的相
互作用較少,這也通常意味著硬墊片對超出公差的法蘭平面度更敏感。建議從密封墊製造商處獲
。
用
使
得所用密封墊的負載-壓縮測試結果,以確定應採用列出的平面度公差限制中的哪一類。某些具
有足夠的初始厚度和施加的載荷的密封墊類型,例如膨化或微孔 PTFE、橡膠墊和柔性石墨,可
習
學
部
以提供合適的密封性能因此可以使用更大的公差範圍。
可以記錄密封墊承載表面整個圓周周圍的最高和最低測量值,並將兩者之間的差異與表 D-
內
供
僅 播。
以進行測量,用以確定法蘭表面的任何公差變動是互補的,這樣密封墊接觸表面可以遵循相同的
,
件 得散
模式。這是在多道換熱器接頭中發現的,並且通常是由熱變形引起的。在這種情況下,計演算法
文
不D-1 所示的單法蘭公差來確定間
方D-1M/表
蘭在圓周上各點之間的整體間隙是保守的,並使用表
許
官
隙的接受程度。
非 經允
,
趣 ,未
D-2 法蘭面缺陷公差
興
人 產權
表 D-2M/表 D-2 所示的公差可分為兩類,取決於接頭中所使用的墊片而定(見附錄
B)。應小
個
心確保所安裝的墊片採用了正確的公差。重要的是要注意,公差是適用於密封墊接觸表面(密封
屬 知識
純
墊最初和組裝後最終就位的區域)。
容 構的
內
機
環連接面墊片
D-3 RTJ 譯
方
翻
官
在拆卸接頭
文RTJ重墊片的法蘭通常以與凸面法蘭不同的方式檢查法蘭平面度和密封面缺陷。
中之前,通過檢查凸起面外邊緣之間的間隙來檢查法蘭平面度和凹槽尺寸。如果接頭圓周周圍任何
請尊
1M/表 -1 中規定的徑向和周向限制的總和進行比較。只有一種可能的對中結構的配套法蘭也可
位置的間隙小於 1.5 毫米(0.0625 英寸)
,則應考慮在下次有機會時修理或重新加工凹槽。 這
消除了在裝配過程中法蘭面接觸的風險,這可能導致接頭洩漏。 拆卸接頭後,應根據表 D-2M/
表 D-2 中列出的硬密封墊要求檢查密封墊接觸面(見圖 D-5)是否損壞。
表 D-1M 法蘭座面平面度公差(公制)
測量要素
硬墊片
軟墊片
法蘭接觸面圓周向平整度的可接受偏差
T1<0.15mm
T1<0.25mm
法蘭接觸面徑向平整度的可接受偏差
T2<0.15mm
T2<0.25mm
法蘭面與折流板最大可接受間隙
-0.25mm<P<0.0mm
-0.50mm<P<0.0mm
一般說明:有關 T1 和 T2 測量方法的說明,請參見圖 D-1 和 D-2。
1
ij2PIP VESC1002, 5678349.DASME BPVC 23√5678-.D; VIII <; 1 =4; 2 =h2012 5 3
6qDŒ7 4.4.3.138ô9 API660D; 9 :D¨ 5.
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表 D-1 法蘭座面平面度公差(英制)
測量要素
硬墊片
軟墊片
法蘭接觸面圓周向平整度的可接受偏差
T1 < 0.006in.
T1 < 0.01in.
法蘭接觸面徑向平整度的可接受偏差
T2 < 0.006in.
T2 < 0.01in.
法蘭面與折流板最大可接受間隙
-0.010in. < P < 0.0in.
-0.020in. < P < 0.0in.
一般說明:有關 T1 和 T2 測量方法的說明,請參見圖 D-1 和 D-2。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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表 D-2 密封面上的允許缺陷深度與寬度(英
表 D-2M 密封面上的允許缺陷深度與寬度(公
測量尺寸
硬面密封墊
制)
軟面密封墊
測量尺寸
硬面密封墊
制)
軟面密封墊
rd < w/4
<0.030 in.
< 0.050 in.
rd < w/4
<0.76mm
< 1.27mm
w/4 < rd < w/2
< 0.010 in.
< 0.030 in.
w/4 < rd < w/2
< 0.25mm
< 0.76mm
w/2 < rd< 3w/4
禁止
< 0.005 in.
w/2 < rd<
禁止
< 0.13mm
rd > 3w/4
禁止
禁止
rd 3w/4
> 3w/4
禁止
禁止
一般說明:
一般說明:
(a)
(a)
有關缺陷測量的說明和 w 的定義,請參見圖
有關缺陷測量的說明和 w 的定義,請參見圖
D-3 和 D-4。
D-3 和 D-4。
(b)
(b)
缺陷深度是從表面光潔度的峰值到缺陷底部
測量的。
缺陷深度是從表面光潔度的峰值到缺陷底部
測量的。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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圖 D-5 RTJ 環連接墊片接觸面評估
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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附錄 E
法蘭接頭對中指南
E-1 通則
所有接頭部件的正確對齊是法蘭接頭組裝的基本要素。由此可獲得最大的密封面接觸和在
密封墊表面得到均勻載荷的最大可能,並提高了所有螺栓擰緊方法的有效性。以下指南適用於對
齊配對法蘭。
E-2 法蘭對齊指南
(a) 在安裝密封墊片之前,應糾正超出公差的情況,以免發生損壞。安裝密封墊片後,只允
許進行少量或合理的調整。
(b) 當對齊所需的力量比手工或普通手工和錘子校正工具(如扳手和校正銷)施加的力更
。
用
使
大時,請諮詢工程師。
習
學
部
(c) 正確對齊將會使螺栓以正確的角度穿過法蘭,並且螺母在擰緊之前平放在法蘭面上。
(d) 在使用千斤頂或扳手裝置之前,可能需要進行管道應力分析,特別是如果管道是舊的
內
供
(e) 如果需要對齊的法蘭連接到泵或轉動設備,則必須非常小心,以防止將應變引入設備
僅 播。
,
外殼或軸承。測量設備中的運動以確保其對齊狀態不受幹擾是一種常見且必要的做法。
(參見
件 得散
文
第 E-2.4 段中的“平行度”和“兩孔相對旋轉度”。)
方 許不
(f) 最佳做法是通過正確更換、將其拆除並重新安裝在正確對齊的位置,或使用均勻加熱
官
非 經允
來消除應力,從而修復未對齊的部件。 ,
趣 ,未(如蓋板和管束)的接頭中,使用足夠的力以達
(g) 在一個或多個法蘭未連接到管道或容器
興
人 產權
到最佳對齊狀態。
個
(h) 法蘭對齊後,安裝密封墊片並完全擰緊緊固件,然後鬆開對齊裝置。盡可能嚴格遵守此
屬 知識
純
規則。外力對正確載入的接頭影響較小。
容 構的
內
譯 方機
大型管道連接至負載敏感的設備
E-2.1翻
重官
人們認識到,連接到負載敏感設備(如機械)的大型管道可能需要更嚴格的對準公差。有關
中文尊
負載敏感的機械設備,請參考 API 推薦規程 686 第 6 節第 4.6 至 4.9 節和圖 B-4。
請
或懷疑管壁因使用而變薄時。
E-2.2 極剛性管道系統
適用於極剛性管道系統(如可能連接到泵或其他旋轉設備噴嘴的管道系統)的嚴格對準公差
指南見 WRC 公告 449(泵管道系統設計和安裝指南)第 1.2.2 節。本指南說明瞭系統的剛度,並
以未對準時不超過泵噴嘴容許載荷的 20%為基礎。如果不涉及轉動設備,可考慮 4 倍的公差。
E-2.3 剛性的或有問題的管道系統
對於大於 DN 450 (NPS 18) 剛性較大或有問題的管道系統,考慮 WRC 公告 449 第 1.2.3 段
中關於系統一部分的修改或重建的特殊指南可能更有益且更經濟可接受的對齊方式。
E-2.4 術語和定義
中心度 高/低:管道或容器法蘭的對齊方式,通過中心線對齊使密封面承載面、孔的內徑或法蘭
的外徑與接觸表面最大程度地相匹配或接觸。
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圖 E-1 中心度 高/低
公差通常是通過在一個法蘭的外徑上放
置一個直角尺並將其延伸到配對法蘭或其上
方來測量的。這是在法蘭周圍的四個點上完成
的,彼此相距大約 90 度。任何一點的公差為
1.5 毫米(1/16 英寸)
(見圖 E-1)
。
間距或間隙過大:當法蘭靜止時,兩個法蘭分
圖 E-2 間距或間隙過大
開的距離大於密封墊片厚度的兩倍,且法蘭無
法使用合理的力閉合在一起的情況(見圖 E-2)
。
平行度:管道或容器法蘭的對齊方式,使法蘭
面在連接圓周上的所有點之間有相等的距離,
從而使法蘭面彼此平行。
通常是通過測量法蘭之間最近和最遠的
距離並進行比較來確定公差。可接受的做法是
。
用
使用的力不超過任何螺栓最大扭矩或螺栓負
使
習
載的 10%(見圖 E-3)。
學
部
內
兩孔相對旋轉度:管道或容器法蘭的對齊方法,
供
使螺栓孔相互對齊,使緊固件垂直於法蘭穿過。
僅 播。
,
公差是通過在緊固件於偏差值小於
3 毫
件 得散
文
米(1/8 英寸)內穿過法蘭或孔使法蘭對齊的
方 許不
圖 E-4 兩孔相對旋轉度
官
位置相距
90 度角位置的觀察來測量的(見圖
允
非
E-4)
。
, 未經
趣
當不使用外部對中工具時,法蘭面應在使
興 權,
人
用不大於總目標裝配載荷的 10%的力量下與
產
個
識
屬 知
未壓縮的密封墊片均勻地閉合接觸。對齊法蘭
純
的
時,單個螺栓擰緊載荷不應超過其最大扭矩或
容 構
內
目標螺栓負載的 20%。
譯 方機
翻
當使用外部對中設備時,應使用小於總目
官
文
中 尊重
標裝配螺栓載荷 20%的外部載荷使法蘭在整
請
圖 E-3 平行度
密封面外圓處的差異不大於 0.8 mm(1/32 in.),
個法蘭面上均勻地達到密封墊壓縮厚度。
如果需要更大的力才能使法蘭閉合間隙
符合要求,請諮詢工程師。
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附錄 F
傳統緊固序列/模式的替代方案
F-1 現有的緊固程式
近年來,已經成功實施了接頭安裝方式和扭矩增量組合,與傳統的 PCC-1 方法相比,減少
了安裝工作量。對於某些密封墊,這些程式實際上比傳統方法可以更好的改善由此產生的密封墊
應力和壓縮分佈。這些替代程式在其性能方面被廣泛接受,並被提出(連同其應用的限制)作為
為用戶提供傳統方法的替代方案。表 F-1 對這些進行了匯總。建議使用者在將其用於承壓設備
之前仔細評估任何替代程式,並確保其適用性和性能。用戶在使用任何替代的、非傳統的安裝程
。
用
使
式時,應仔細審查以下注意事項和問題:
(a) 密封墊局部過度壓縮
(b) 擰緊不均導致法蘭變形
習
學
部
內
供
僅 播。
(e) 產生的非平行法蘭
,
件 得散
注意:本附錄中討論的每個裝配模式都涉及分步增量擰緊,這些步驟表示為目標扭矩(根據
文
不
方的百分比。分配給這些中間步驟的百分比
在接頭中產生最終所需負載或夾緊力而計算出的扭矩)
許
官
值是近似值而不是精確值,因為它們的目的是促進均勻和逐漸地施加負載,並避免可能發生永久
非 經允
,
性地損壞密封墊的情況。甚至目標扭矩數位也可視為可接受範圍的中心,而不是絕對點值(附錄
趣 ,未
興
O)。在每個步驟中、無論是中間或最終,目標是保證接頭周圍負載的一致性和逐漸載入。術語
人 產權
個
“目標扭矩”不應被視為暗示此處列出的裝配模式僅適用於扭矩控制的裝配方法。這些模式也適用
屬 知識
於其他接頭組裝方法,例如拉伸器和沒有控制參數的方法。組裝含有大量螺栓的法蘭將受益於分
純
容 構的
組螺栓操作(每三個或四個螺栓成為一組)
。參見表 3。
內
機
譯
圖 F-1
中說明瞭用於
24
個螺栓的接頭傳統模式/編號系統,並將其與後面的單部工具替代
翻 官方
文
程式進行比較。根據法蘭上螺栓的數量,若採用螺栓分組,對這些分組就好像它們是單獨的螺栓
重
中一樣進行擰緊。
尊
請
(c) 墊片密封載荷的不均勻應用
(d) 裝配過程中密封墊的過度載入/卸載
替代裝配模式#1、#2 和#3 用於單螺栓擰緊,而替代裝配程式#4 和#5 分別用於同時擰緊兩
個和四個螺栓。
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表 F-1 關於使用替代裝配程式的簡要說明
模式
傳統:
應用
所有螺栓,法蘭連接
第一步操作
第二步操作
第三步操作
第四步操作
第五步操作
所有螺栓,星形模式
所有螺栓,星形模式
所有螺栓,星形模式
所有螺栓,環形順序
所有螺栓,環形順
該組裝程式已成功應用於各
序,直到所有螺母
個行業,適用於所有密封墊
都是不再轉動
形式和法蘭類型。
星形模式
20%~30%
最終扭矩的百分比
50%~70%
100%
所有螺栓,星形順序
與傳統模式相同,但應力
第一組 4~6 個螺
下一組 4~6 個螺
剩下的螺栓,星形模
傳統模式改進型
水準增加得更快,執行的
栓,星形模式
栓,星形模式
式
部
內
工作量也更少。 這種方法
供 。
成功應用於各種密封墊形
僅
, 散播
式和法蘭配置的有限應用
件
中。
20%~30%
50%~70%
100% 文
得 100%
不
方
許
一種比傳統模式更易於遵
4 個螺栓,星形或環
從開始位置移到旁邊 官
移到開始位置旁邊的
所有螺栓,星形或環
允
非
循的改進裝配模式,並且
形順序
一個螺栓,4 個一
第二顆螺栓,然後剩
形順序
經
,
未
趣
對法蘭上的螺栓進行編
組,星形或環形順序
下的螺栓每次都移到
興 權, 相鄰的螺栓上,星形
號,因為任何給定象限中
人
的下一個鬆動的螺栓將始
或環形順序
個 識產
屬
終是下一個要擰緊的螺
純 的知
栓。該方法已成功應用於
容
煉油廠應用中常見的各種
內 構
譯
密封墊和接頭配置的有限
20%~30%機
50%~70%
100%
100%
方
翻
應用中。
官
這種螺栓操作模式在開始
12:00 位置
12:00 位置
所有螺栓,環形順
中文尊重12:00 位置
環形緊固順序之前,最初
6:00 位置
6:00 位置
6:00 位置
序,直到所有螺母都
請 3:00 位置
僅擰緊四個螺栓以使接頭
3:00 位置
3:00 位置
是不再轉動
緊固順序次數更少,整體
最終扭矩的百分比
替代裝配模式#2:
像限模式
最終扭矩的百分比
替代裝配模式#3:
環形模式
使
所有螺栓,環形順
習
學 序,直到所有螺母
100%
替代裝配模式#1:
用。
備註
這是螺栓法蘭連接的標準“最
佳實踐”裝配程式。
100%
都是不再轉動
對於軟質密封墊至少需要上
述兩步驟。
對於硬質密封墊至少需要上
述一個步驟。
對於有問題的接頭,建議在
要求的最小值以上完成一個
100%
額外的順序步驟。
所有螺栓,環形順
對於軟質密封墊至少需要上
序,直到所有螺母
述兩步驟。
都是不再轉動
對於硬質密封墊至少需要上
述一個步驟。
對於有問題的接頭,建議在
要求的最小值以上完成一個
額外的順序步驟。
100%
…
對於硬質密封墊至少需要上
述一個步驟。
對於有問題的接頭,建議在
對齊並使密封墊就位。它
9:00 位置的螺栓
9:00 位置的螺栓
9:00 位置的螺栓
要求的最小值以上完成一個
更簡單,不需要組裝者標
星形模式
星形模式
星形模式
額外的順序步驟。
記螺栓編號,並且整個擰
該緊固順序已獲得日本工業
緊過程需要的工作量更
少。這種方法已成功地應
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標準委員會的認可。分析表
…
明它也適用於軟材料,例如
- 49 -
用於煉油應用中常見的接
最終扭矩的百分比
頭配置中較硬的墊片(見
螺旋纏繞和纖維板墊片類
20%~30%
50%~70%
100%
100%
型。
附錄 B)的有限應用中。
替代裝配模式 #4:多
不需要很多數量的緊固次
12:00 位置
在已經緊固的螺栓之
返回到開始位置。以
將 4 部機具以每次移
螺栓同步擰緊模式(4
數,至少同時擰緊四個螺
6:00 位置
間平均分配的角度位
每隔 90 度位置的 4
動一顆螺栓位置,以
到 50%扭矩的目的,是確保
部機具)
栓。無需擰緊模式即可確
3:00 位置
置,直到大約四分之
個螺栓為一組,依次
100%扭矩環形順序
法蘭平對及對中,讓密封墊
也可以使用 4 個以上
保法蘭對齊。 它更簡單,
9:00 位置的螺栓
一的螺栓擰緊至最終
緊固所有的螺栓至最
完成“檢查步驟”,直
能準確就位以避免不可恢復
的工具,始終保持法
不需要裝配人員標記螺栓
一次緊固 4 顆螺栓
扭矩的 50%
終扭矩的 100%
到所有螺母都不再轉
的錯誤。
蘭周圍的工具間距均
勻
最終扭矩的百分比
替代裝配模式 #5:結
合環形緊固順序的多
螺栓同步擰緊模式(2
部或更多機具)
最終扭矩的百分比
…
。
用
使
編號,需要人力更少。 需
一次緊固 4 顆螺栓
一次緊固 4 顆螺栓
動
習
要自動擰緊過程,例如液
一次緊固 4 顆螺栓
學
壓扭矩緊固或拉伸緊固。
部
內
該方法已成功應用於煉油
供
和石化應用中常見的各種
僅 播。
密封墊片和接頭配置。
,
件 得散
50%
50%
100%
100%
文
不
方 許
官
允 100% 兩部機具環形順序以
非 以最終扭矩的
兩個機具,以 180 度
以最終扭矩的 60%同
經
,
位置(N-S)對稱放
步緊固,上一個步驟
方向
最終扭矩 100%擰
趣 ,未同步緊固,N-S
置,以最終扭矩 30%
N-S 方向
180 度位置
180 度位置相同的兩
緊,直到所有螺母都
興
權
人
進行同步緊固,然後
相同的兩個螺栓,然
個螺栓,然後,再以
不再轉動
產
個
再以 30%扭矩緊固間
後,再以最終扭矩的
最終扭矩的
100%同
識
屬 知
隔 90 度位置(E60%同步緊固間隔 90
步緊固間隔 90 度位
純
的
容
W)的另外一組
180
度位置(E-W)的另
100%
構 外一組 180 度位置的 置(E-W)的另外一
內
度位置的螺栓
組
180
度位置的螺栓
機
譯 方
螺栓
翻
官
文
中 尊重20~30%
50~70%
100%
請
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@-A
B9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
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將四分之一左右的螺栓緊固
以平分的角度位置的目的是
為了避免法蘭或密封墊片“起
皺”
關鍵應用工況中,在每一個
螺栓上都使用一部機具更加
可靠。在這種情況下,應同
時將所有螺栓擰緊至 100%
的目標扭矩。 然後不需要檢
查通行證。
該裝配模式在化學工業中為
薄法蘭和軟質墊片開發並獲
得了現場認證,特別是柱形
法蘭。
- 50 -
F-1.1 替代裝配模式 #1
這種方式使用與傳統方法相同的方式,但應力增加的更快,使需要實施的方式步驟更少,總
的工作量更小。例如,在 24 顆螺栓的法蘭上,使用替代模式 #1 需要至少 72 次擰緊操作,而傳
統模式需要 120 次。這種方法已成功應用於各種密封墊和接頭配置的有限應用中。
下面的(a)到(d)中描述了模式#1 的擰緊順序。圖 F-2 中提供了一個示例。圖 F-7 顯示了一個
分步示例。
(a) 步驟 1a:按照圖 F-2 中概述的模式進行,並以目標扭矩的 20%至 30%擰緊四個螺栓。
(b) 步驟 1b:以目標扭矩的 50% 至 70% 擰緊接下來的四個螺栓。
(c) 步驟 1c 和 2:以 100% 的目標扭矩擰緊所有後續螺栓,直到完成所有順序步驟。
(d) 步驟 3 及以後:以環形順序擰緊,直到螺母不再轉動。
對於軟質密封墊 1 至少需要上述兩步驟。
對於硬質密封墊 1 至少需要上述一個步驟。
對於有問題的接頭,建議在要求的最小值以上完成一個額外的順序步驟。
圖 F-1 傳統編號緊固模式
。
用
使
習
學
部
圖 F-2 替代裝配模式 #1 (傳統緊固模式改進型)
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
說明: 以下是 24 顆螺栓的傳統模式緊固順序
說明: 以下是24顆螺栓按替代裝配模式1#的緊固順序示例
(a) 步驟 1 —目標扭矩的20% 至 30%: 1-13-7-19 → 4-16-10-22
(a) 步驟 1a — 目標扭矩的20%至30%: 1-13-7-19
→ 2-14-8-20 → 5-17-11-23 → 3-15-9-21 → 6-18-12-24
(b) 步驟 1b — 目標扭矩的50%至70%: 4-16-10-22
(b) 步驟 2 —目標扭矩的 50% 至 70%:順序同步驟1
(c) 步驟 1c — 目標扭矩的100%: 2-14-8-20 → 5-17-11-23 → 3-
(c) 步驟 3 —目標扭矩的100%: 順序同步驟1.
15-9-21 → 6-18-12-24
(d) 步驟 4 —目標扭矩的100%, 環形順序, 直到螺母不再轉動
(d) 步驟 2 (如果有指定第二種緊固順序) — 目標扭矩的100%: 1-
1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24
13-7-19 → 4-16-10-22 → 2-14-8-20 → 5-17-11-23 → 3-15-9-21 →
→ 1-2-3, 等.
6-18-12-24
(e) 步驟 (可選擇) —目標扭矩的100% (步驟4完成後4小時), 環形
(e) 步驟3及往後 — 目標扭矩的100%, 環形順序, 直到螺母不再
順序, 直到螺母不再轉動
轉動: 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-1819-20-21-22-23-24 → 1-2-3, 等.
F-1.2 替代裝配模式 #2
此模式使用修改後的螺栓操作模式,該模式比傳統模式更易於遵循,並且不需要組裝者在法
蘭上標記螺栓編號,因為任何給定象限中的下一個鬆動螺栓將始終是下一個要擰緊的螺栓。圖
F-3 的模式 #2A 遵循星型模式,而模式 #2B 以環形方式施加負載。圖 F-8 顯示了模式 #2A 的
分步示例。該方法已成功應用於煉油廠應用中常見的各種密封墊和接頭配置的有限應用中。
下面的 (a) 到 (d) 中描述了模式 #2 的擰緊順序。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
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(a) 步驟 1a:按照圖 F-3 中的一種模式進行,將前四個螺栓擰緊至目標扭矩的 20% 至 30%。
(b) 步驟 1b:以目標扭矩的 50% 至 70% 擰緊接下來的四個螺栓。
(c) 步驟 1c 和 2:以 100% 的目標扭矩擰緊所有後續螺栓,直到完成所有順序步驟。
(d) 步驟 3 及以後:以環形順序擰緊,直到螺母不轉動。
對於軟質密封墊至少需要上述兩步驟。
對於硬質密封墊至少需要上述一個步驟。
對於有問題的接頭,建議在要求的最小值以上完成一個額外的順序步驟。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
說明:
(1) 以下是24顆螺栓按星型順序緊固的示例:
(a) 步驟 1a — 目標扭矩的20%至30%: 1-13-7-19
(b) 步驟 1b — 目標扭矩的50%至70%:2-14-8-20
(c) 步驟 1c — 目標扭矩的100%: 3-15-9-21 → 4-16-10-22 → 5-17-11-23 → 6-18-12-24
(d) 步驟 2 (如果有指定第二種緊固順序) — 目標扭矩的100%: 1-13-7-19 → 2-14-8-20 → 3-15-9-21 → 4-16-10-22 → 5-17-11-23 → 6-18-1224
(e) 步驟 3及以後 — 目標扭矩的100% (直到螺母不再轉動): 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24 → 1-2-3, 等.
(2) 以下是24顆螺栓按環形順序緊固的示例 (僅適用於螺栓數量>16的法蘭):
(a) 步驟 1a — 目標扭矩的20%至30%: 1-7-13-19
(b) 步驟 1b — 目標扭矩的50%至70%: 2-8-14-20
(c) 步驟 1c — 目標扭矩的100%:3-9-15-21 → 4-10-16-22 → 5-11-17-23 → 6-12-18-24
(d) 步驟 2 (如果有指定第二種緊固順序) — 目標扭矩的100%: 1-7-13-19 → 2-8-14-20 → 3-9-15-21 → 4-10-16-22 → 5-11-17-23 → 6-12-1824
(e) 步驟 3 及以後 — 目標扭矩的100% (直到螺母不再轉動): 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24 → 1-2-3,
等.
F-1.3 替代裝配模式 #3
這種螺栓操作模式在開始環形緊固順序之前,最初僅擰緊四個螺栓以使接頭對齊並使密封
墊就位。它更簡單,不需要組裝者標記螺栓編號,並且由於擰緊順序減少了從法蘭一側到另一側
的移動,因此需要的工作量更少。這種方法已成功應用於在煉油廠應用中使用硬質墊片的常見接
頭配置中的有限應用,並且在實驗評估中已證明也適用於螺旋纏繞和纖維板類型墊片 2。
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在下面的 (a) 到 (d) 中描述了模式 #3 的擰緊順序。圖 F-4 中提供了一個示例。圖 F-9 顯
示了一個分步示例。
(a) 步驟 1a:按照圖 F-4 中概述的模式進行,並以 20% 到 30% 的目標扭矩擰緊以 90
度等距間隔開的四顆螺栓。
(b) 步驟 1b:將相同的四個螺栓擰緊至目標扭矩的 50% 至 70%。
(c) 步驟 1c:將相同的四個螺栓擰緊至目標扭矩的 100%。
(d) 步驟 1d 及以後:以 100% 的目標扭矩以環形順序擰緊,直到螺母不再轉動。
說明: 以下是24顆螺栓的按替代裝配模式#3緊固順序:
。
用
使
(a) 步驟 1a — 目標扭矩的20%至30%: 1-13-7-19
(b) 步驟 1b — 目標扭矩的50%至70%:
1-13-7-19
習
學
部
(c) 步驟 1c — 目標扭矩的100%:: 1-13-7-19
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
F-1.4 替代裝配模式 #4:多螺栓同步擰緊模式(分組編號系統)
,
與在交叉模式中使用單個工具相比,同時使用圍繞法蘭均勻分佈的多個工具可以在更短的
趣 ,未
興
時間內提供相同甚至更好的緊固均勻性和平行閉合(見圖
F-5)
。該方法已成功應用於煉油和石
人 產權
個
化應用中常見的各種密封墊和接頭配置的有限應用中。
屬 知識
實際上,多螺栓擰緊在較大法蘭上效果最佳
[螺栓直徑 M20(3/4 英寸)或更大],將液壓工
純
的
容
具連接到同一個壓力源。法蘭中每
4 到 8 個螺栓使用一個工具,使用偶數台工具,均勻分佈在
內 機構
譯
法蘭周圍。對於非常關鍵和/或時間敏感的螺栓操作作業,建議使用
50% 甚至 100% 的工具覆
翻 官方
文
蓋率。
重
中 尊
注意:至少同時擰緊四個螺栓。
請
(d) 步驟 1d及以後— 目標扭矩的100%, 環形順序, 直到螺母不再
轉動: 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-2324 → 1-2-3, etc.
F-1.4.1 分組編號。用與法蘭中螺栓數量和所用工具數量相對應的螺栓序列組對法蘭進行編
號(本例假設如圖 F-5 所示,使用四個工具擰緊)
。
(a) 用數位 1 標記 12、3、6 和 9 點鐘位置的螺栓。
(b) 順時針移動,將已標記兩個螺栓之間的角度平分,並標記為下一組編號 2。
(c) 盡可能均勻地分割剩餘的大角,並繼續對組進行編號,直到所有螺栓都已編號。現在,
所有螺栓都按與每個螺栓編號成 90 度的位置分組編號。
F-1.4.2 擰緊。擰緊分三個步驟完成。
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(a) 步驟 1a 和 1b:將大約四分之一的螺栓擰緊至
目標扭矩的 50%。在此示例中,將所有 1s 和所有 2s
擰緊至目標扭矩的 50%。沒有必要做剩下的螺栓,因為
這個初始步驟的目的是固定墊片和法蘭。應檢查法蘭對
齊狀況和法蘭間隙。此時,剩餘的螺栓將鬆動,可以通
過再次帶緊它們從而節省時間。
(b) 步驟 1c:依次對 3s、4s、5s、6s 的所有螺栓擰
緊至目標扭矩的 100%,然後返回到 1s 和 2s 並擰緊。
(c) 步驟 2(檢查步驟)
:從上一個步驟的末尾開始,
以 100% 的目標扭矩,順時針方向移動工具,一次一個
螺栓,直到螺母不再轉動。這是補償彈性相互作用並使
所有螺栓載荷均等的檢查步驟。
無論使用工具的數量如何,都使用相同的程式。唯
一的例外是 100% 的覆蓋率,僅需一個步驟完成擰緊。
圖 F-10 顯示了使用上面列出的緊固步驟的修改後
的傳統模式。
。
用
使
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學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
F-1.5 替代裝配模式 #5
下面描述了使用兩個或多個工具的最終環形模式的多螺栓同步擰緊模式(參見圖 F-6)
。
(a) 步驟 1a:以 20% 至 30% 的目標扭矩將接頭兩側等距 180 度的螺栓擰緊,然後將工
具旋轉 90 度並同時將這兩個螺栓擰緊至目標扭矩的 20% 至 30%。
(b) 步驟 1b:同時將前兩個螺栓擰緊至目標扭矩的 50% 至 70%,然後將工具旋轉 90 度,
同時將這兩個螺栓擰緊至目標扭矩的 50% 至 70%。
(c) 步驟 1c:同時將前兩個螺栓擰緊至目標扭矩的 100%,然後將工具旋轉 90 度,同時將
這兩個螺栓擰緊至目標扭矩的 100%。
(d) 步驟 1d 及以後:以 100% 的目標扭矩,以兩個 180 度為一組的方式同時擰緊所有螺
栓,直到螺母不再轉動。
圖 F-11 顯示了修改後的傳統模式的按上述緊固步驟的分步示例。
說明: 以下是24顆螺栓的按替代裝配模式#5緊固順序
(a) 步驟 1a — 同步緊固,目標扭矩的 20% 至 30%: 1 & 13 然後 7 & 19
(b) 步驟 1b — 同步緊固,目標扭矩的 50% 至 70%: 1 & 13 然後 7 & 19
(c) 步驟 1c — 同步緊固,目標扭矩的100%: 1 & 13 然後 7& 19
(d) 步驟 1d 及以後 — 環形模式, 兩部機具按 180 度位置放置, 目標扭矩的
100%直到所有螺母不再轉動
F-1.6 修正模式總結
表 F-1 總結了本附錄中規定的程式。 圖 F-7 到 F-11 分別顯示了第 F-1.1 至 F-1.5 段中
指出的替代裝配模式。
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供
僅 播。
,
件 得散
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方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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習
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供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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F-2 制定新的緊固程式
F-1 節中包含的程式並不包括所有的應用或限制特定應用程式替代緊固程式的開發。對於給
定的應用可以開發新的替代緊固程式,這些程式可能更有效並得到更好的密封性能或更少的組
裝工作。但是,在接受新的組裝程式時應謹慎。通常,有兩種可行的選擇來接受這些未在本指南
中列出的螺栓連接組裝程式。
(a) 選項 1 是使用它並通過經驗來驗證它是否有效。
(b) 選項 2 是在實驗設置中測試該提議的程式並測量某些參數(例如螺栓預緊力的均勻性、
墊片壓縮的均勻性以及墊片、法蘭和螺栓的物理損壞)與定義的通過-失敗標準進行對比。應考
慮將實驗結果應用於實際工況以及與現有程式(第 F-1 部分)進行比較具有一定的局限性。
選項 1 難以在整個行業中實施,因為它需要人們密切監控他們的螺栓連接成功率,並且能
夠區分螺栓連接程式引起的故障與其他原因(錯誤的法蘭設計、錯誤的螺栓載荷規格、錯誤的密
封墊選擇、錯誤的螺栓組裝,等等)
。成功完成水壓試驗並不能被認為即可以確認該裝配程式的
可接受性。螺栓組裝承包商可能對裝置使用該程式後的長期成功運行沒有足夠的瞭解,無法評論
該程式對給定應用的適用性。
。
用
超過任何好處。實施此選項的另一種可能性是使用螺栓組裝承包商的經驗或其他工廠的經驗來
使
習
證明該方法有效(這通常意味著依賴二手資訊)
。但是,此過程還需要知識豐富的人的參與,以
學
部
確定在其他工廠中的經驗是否可以轉化到您的工廠使用。使用者需要確定他的特定應用工況是
內
供
否在程式的限制範圍內。
僅 播。
有許多工廠成功地使用了隨著時間的推移開發的替代程式,從而大大減少了他們的工作量,
,
件 得散
但基於限定範圍的墊片、法蘭類型和操作條件。他們的經驗和程式的適用性可能會或可能不會轉
文
方 許不
移到其他工廠/應用工況。應使用良好的工程實踐和判斷來確定特定程式或程式的一部分對給定
官
非 經允
應用的適用性。
,
趣 ,未
興
人 產權
F-3 RTJ 和透鏡型墊片
個
屬 知識
RTJ 和透鏡型密封墊有額外的考慮因素,在確定最合適的組裝程式時必須考慮這些因素。對
純
於這些密封墊類型,法蘭的軸向運動至關重要。此外,無論在接頭組裝之前或期間,它們對法蘭
容 構的
內
未對準都很敏感。由於裝配過程中法蘭的大量軸向運動,機械相互作用(擰緊螺栓時相鄰螺栓載
譯 方機
翻
荷的減少)會非常顯著。因此,需要執行多步驟緊固模式以確保均勻的閉合接頭,並需要執行多
文 重官
中次最終環形順序緊固以確保獲得所需的目標載荷。對於大直徑的
RTJ 法蘭 (>NPS 12),這可能意
尊
請
實施新程式以“看它是否有效”應該謹慎進行,這可能不是一種選擇,因為失敗的後果通常會
味著執行四次緊固順序和六次或更多環形緊固順序,即使採用如 F-1.2 或 F-1.3 中概述的替代組
裝程式。
通過使用多台擰緊機具(兩個、四個或更多)同時擰緊接頭上的螺栓,可以獲得顯著的優勢
(減少通過次數)
。這樣還能起到將接頭更均勻地連接在一起的效果,並減少機械相互作用的影
響。此外,建議緊固程式在接頭組裝期間與間隙測量(測量凸面或法蘭外徑之間的間隙,參見第
11.2 段)相結合。裝配過程中間隙應均勻的減小,這樣才表明密封墊正確就位。
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附錄 G 使用專門從事螺栓連接服務的承包商
刪除
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
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容 構的
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譯 方機
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請
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附錄 H
螺栓的根圓面積和拉伸應力面積
正文見表 H-1M 和 H-1
表 H-1M 螺栓的根圓面積和拉伸應力面積(公制螺牙)
螺栓尺寸,基本
螺紋規格 [注(1)]
螺栓根圓面積
2
mm [注(2), (3)]
拉伸應力面積
2
in. [注(4)]
2
mm [注(2), (5)]
in.2 [注(4)]
M12×1.75
72
0.1122
84
0.1307
M14×2
100
0.1546
115
0.1788
M16×2
138
0.214
157
0.243
M20×2.5
217
0.336
245
0.379
M22×2.5
272
0.422
303
M24×3
313
0.485
353
0.47
習
學 0.547
M27×3
414
0.641
459
0.712
部
內
供 。
M30×3.5
503
0.78
561
僅
, 散
M33×3.5
629
0.975
694播
件
得 817
M36×4
738
1.144 文
不
方
許
M39×4
890
1.379
976
官
允
非
M42×4.5
1018
1.578
1121
經
,
未
M45×4.5
1195 趣 , 1.852
1306
興
權
人
M48×5
1343
2.082
1473
產
個
識
M52×5
2.504
1758
屬 知1615
純
M56×5.5
2.887
2030
容 構的 1863
內
M64×6
2467
3.824
2676
機
譯
方
翻 官
M72×6
3222
4.994
3460
文
重
中M80×6
4077
6.319
4344
尊
請
M90×6
5287
8.195
5591
M100×6
6652
10.31
6995
。
用
使
0.869
1.075
1.266
1.513
1.738
2.024
2.283
2.725
3.147
4.148
5.362
6.733
8.666
10.84
注釋:
(1) 公制螺紋名稱以螺栓尺寸 (mm) 和螺距 (mm) 給出(例如,M14 × 2 是指具有 2 毫米螺距螺紋的 14
毫米直徑螺栓)
。
(2) 直徑 M64 及以下的螺栓根圓面積和拉伸應力面積基於粗牙螺紋系列,直徑大於等於 M68 基於 6mm 螺
紋牙距。
(3) 根圓面積是根據 ASME B1.13M 表 14 中相應的基本螺紋規格“最小小徑(圓角)d3”所示的橫截面積計
算的,假定公差等級為 6g。
(4) 以美國慣用單位表示的等效根圓面積和拉伸應力面積表示它們各自以 SI 國際單位表示的值的軟轉換。
(5) 螺紋拉伸應力面積由 ASME B1.13M 的非強制性附錄 B,節 B-1 中提供的公式計算得出。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
- 60 -
表 H-1 螺栓的根圓面積和拉伸應力面積(英制系列)
螺栓根圓面積
2
in. [注(1), (2)]
拉伸應力面積
2
mm [注(3)]
2
in. [注(1), (4)]
mm2 [注(3)]
螺栓尺寸, in.
每英寸螺牙
1#
2
5#
8
3#
4
7#
8
13
0.1257
81
0.1419
92
11
0.202
130
0.226
146
10
0.302
195
0.334
215
9
0.419
271
0.462
298
1
8
0.551
356
0.606
391
1 1#8
1 1#4
8
0.728
470
0.79
510
8
0.929
599
1.000
645
1 3#8
1 1#2
8
1.155
745
1.233
795
8
1.405
907
1.492
963
1 5#8
1 3#4
8
1.68
1084
1.78
1148
8
1.98
1277
2.08
1342
1 7#8
2
8
2.30
1486
2.41
1555
習
學
。
用
使
部
內
8
3.42
2208
3.56
2297
供
。
8
4.29
2769
2865
僅 4.44
播
,
2 3#4
散
8
5.26
3393 件
5.43
3503
得
文
3
8
6.32
6.51
4200
方480許不
官
1
3 #4
8
7.49
4831
7.69
4961
非 經允
1
,
3 #2
8
8.75
8.96
5781
未 5645
趣
3
,
3 #4
8
6522
10.34
6671
興10.11權
人
4
8
11.57
7462
11.81
7619
個 識產
屬
純 的知
容
注釋:
內 機構
(1) 直徑 譯
1”及以下的螺栓根圓面積和拉伸應力面積基於粗牙螺紋系列,直徑大於等於
1-1/8”基於 8 牙螺紋
方
翻
系列。
官
重
中(2)文尊
根圓面積取自 ASME B1.1 表 6(粗螺紋系列的基本尺寸)和表 11(8 牙螺紋系列的基本尺寸)在標
請 有“D - 2h 小徑截面”的列下。
8
2.65
1711
2.77
1787
2 1#4
2 1#2
b
(3) 以 SI 單位表示的等效根圓面積和拉伸應力面積是它們各自以美國習慣單位表示的值的軟轉換。
(4) 拉伸應力面積取自 ASME B1.1 表 6(粗螺紋系列的基本尺寸)和表 11(8 牙螺紋系列的基本尺寸)
。
螺紋拉伸應力面積公式見非強制性附錄 B,ASME B1.1 的節 B-1。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
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- 61 -
附錄 I
螺栓緊固中的交互作用
I-1 彈性交互作用
彈性交互作用,有時稱作螺栓交叉效應,可以解釋如下:在擰緊接頭時,接頭會被壓縮。大
部分壓縮發生在墊片上,但是,額外的壓縮也會發生在法蘭上。螺栓下方法蘭的局部變形也很重
要。接下來各個螺栓的緊固,會造成墊片進一步壓縮,降低先前已緊固螺栓的預加載荷。
I-2 抵消彈性交互作用的影響
本指南檔中制訂了多種法蘭接頭的組裝模式,以便在緊固過程 1 中向墊片合理均勻地施加載
荷,以抵消緊固過程中產生的彈性交互作用的影響。在指定組裝模式中最初緊固的幾個螺栓受到
的彈性交互影響最大(預加載荷下降)
,最後緊固的螺栓幾乎不受到彈性交互作用,中間緊固的
。
用
使
螺栓受到中等大小的交互作用。最後一個步驟,按照圓周順序施加 100%目標扭矩,緊固的目的
是盡可能將剩餘的交互作用影響減到最小。
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
!
!"#$%&'()*+,-./'(012345+,6789:;<=>.?@AB8CD8EFGHI<JK
LMNO8EFPQRS5TUV.?@W8XY:;3=Z[.?@8\]^_^5`abcde67HIfEgE
Fh>ijkl8\HI<mn:;b!
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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- 62 -
附錄 J
計算目標扭矩
確定適用於給定緊固件組的適當扭矩值可能有一些難度。困難不在於公式本身,而在於準
確地預測計算所依賴的最重要的摩擦係數。表面摩擦條件可能會有很大差異,由於標準螺紋
的相對寬鬆的製造公差、螺紋的狀況、新螺栓螺母和重複使用的螺栓和螺母、使用硬化墊圈
的狀況與螺母直接在法蘭面上轉動、螺母尺寸的變化以及使用不同的塗料和潤滑劑等因素。
即使這些摩擦條件是通過實驗確定的,有足夠的信心,事實仍然是,通常不需要對扭矩進行
高精度的嚴格計算,因為大多數壓力邊界條件下的螺栓接頭通常具有廣泛的墊圈密封應力。
在這些廣泛的範圍內施加的扭矩和載荷的一致性對於法蘭接頭的成功通常比達到特定的精
確扭矩值更重要。對螺栓施加的扭矩和載荷(預緊力)相關的數學模型通常由下式給出:
# & )! *"
!= [ +
+ /# )$ ]
2 ' cos .
。
用
使
對於公制和統一螺紋形式,這可以簡化為
/# )$
! = #[0.15915& + 0.57735)! *" +
]
2
習
學
部
或簡化為更近似(來源於 VDI 2230)的
內
供
僅 播。
,
件 得散
注意:
文
0.16&是用於拉伸螺栓的扭矩
方 許不
官
0.58) * 是用於克服螺牙摩擦力的扭矩 非
允
經
,
趣 ,未
是用於克服轉動面摩擦力的扭矩
興
人 產權
這裡
個
屬 知識
/ = 螺母的有效承載面直徑
純
的
= (* 容
+ * )/2
構
內
機
* 譯
= 螺紋的基本節圓直徑
mm (in.),
(公制 * = * − 0.6495&,英制 * = * − 0.6495/?.)
方
翻
*
=官
螺母承載面的內徑 mm (in.)
重
中文尊
*
= 螺母承載面的外徑 mm (in.)
請
/# )$
! = #[0.16& + 0.58)! *" +
]
2
! "
%! &"
"
#
'
(
"
"
"
(
'
#
= 螺栓預緊力,N(lb)
?
= 每英寸上的螺牙數,n-1(適用於英制螺紋)
&
= 公制螺紋的牙距,mm(對於英制螺紋通常採用“每英寸螺牙數”,n,即& = 1⁄?)
!
= 施加扭矩的總和,N·mm (in.-lb)
.
= 螺紋的半夾角,度(即,公制和統一螺紋為 30 度)
)$
= 螺母轉動面或螺釘頭的轉動摩擦係數
)!
= 螺紋的轉動摩擦係數
預緊力#可通過以下公式決定
! = #) $* %%
這裡
#) = 螺紋的應力面積,mm2(in.2)(見附錄 H)
A% = 材料屈服強度的百分比利用率(預設值通常為 50%,即 %% = 0.5)
$* = 螺栓材料的最小屈服強度,N/mm2(lb/in.2)
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
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- 63 -
有關扭矩公式和摩擦係數影響的更多資訊,請參見 Handbook of Bolts and Bolted Joints1 第 3
節提供了詳細的公式,第 12 節和第 32 節提供了大量額外的理論和實驗資訊和方程,包括上面
顯示的更具體的公式。 此公式適用於標準 60 度螺紋角的 ASME 緊固件,其好處在於分別反映
了扭矩所克服的如上文所述的三個部分的抵抗力。 EN 1591-1、ISO 27509 和 VDI 2230 也使用
了相同的方法。
附錄 K 給出了用於計算目標扭矩的簡化公式。長期經驗表明,“螺母係數”方法與本附錄
描述的複雜的公式同樣有效。雖然螺母係數方法沒有引用所有可能影響扭矩-預緊力關係的
變數,但它為本指南下的法蘭裝配產生了相似且完全可接受的值。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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- 64 -
附錄 K
採用螺母係數計算目標扭矩
計算目標扭矩的常見方法是使用以下公式:
(國際單位)
! = B/#/1000
(美制單位)
! = B/#/12
這裡:
/ = 螺栓的名義直徑,mm(in.)
# = 目標螺栓載荷,N(lb)
B = 螺母係數 (見下文)
! = 目標扭矩, Nm(ft-lb)
(K-1M)
(K-1)
。
用
使
B是一個與摩擦係數有關的實驗確定的無量綱常數。在環境溫度下,大多數應用中的 K 值一
習
學
已發表的實驗性螺母係數表可從多個管道獲得,但是,必須注意確保這些因素適用於所考慮
部
內
的應用工況。在環境溫度下,使用 SA-193 低合金鋼螺栓的工業壓力容器和管道應用的典型螺母
供 。
僅
係數範圍為 0.16 至 0.23。在螺母係數相對較小的變化下,引起的施加扭矩獲得的螺栓載荷的敏
, 散播
件
感度是值得關注的。例如,螺母係數從 0.1 到 0.3 的變化不是導致
20%的扭矩變化,而是 200%
得
文
的變化。對工作表面施加的潤滑劑不足會導致獲得的螺栓載荷顯著變化。還應該注意到,最近的
方 許不
官
研究表明,螺母係數取決於螺栓材料、螺栓直徑和裝配溫度。這些因素可能很重要
,在選擇螺
非 經允
,
母係數或防卡劑時不應忽視。建議使用者尋求規格相似的螺栓和防卡劑的測試結果,或根據自己
未
趣。通過使用扭矩擰緊螺栓並通過校準的超聲波測量螺栓
,
的條件進行螺母係數試驗(尺寸和材料)
興
人 產權
伸長量、或使用校準的載荷感測器、或測量液壓拉伸器上升高的壓力值來測量獲得的螺栓載荷,
個
屬 知識
都可以相對容易地進行螺母係數試驗。此外,對指定的防卡劑產品由製造商給出的最高溫度尚未
純
容 構的
發現是表明該產品在高溫下操作後會改善接頭拆卸的可靠指標。再次建議尋求相似材料和操作
內
條件的測試結果,以指導用戶在指定工況中使用的適當產品。
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
般認為約等於摩擦係數加 0.041。因此,摩擦係數 0.16 和 0.12 大約對應螺母係數 0.20 和 0.16。
2
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
- 65 -
附錄 L
符合ASME B16.5的法蘭螺栓資料
見表L-1
表 L-1 符合 ASME B16.5 法蘭的螺栓資料
Class 150
Class 300
Class 400
Class 600
Class 900
Class 1500
#
尺寸
#
尺寸
#
尺寸
#
尺寸
#
尺寸
#
尺寸
#
尺寸
½
4
½
4
½
4
½
4
½
4
¾
4
¾
4
¾
¾
4
½
4
5
4
5
4
5
4
¾
4
¾
4
¾
/8
4
7
/8
4
7
/8
4
7
/8
4
1
1
4
1
4
11/8
法蘭尺寸
(NPS)
/8
/8
/8
1
4
½
4
5
4
5
4
5
4
7
1¼
4
½
4
5
/8
4
5
/8
4
5
/8
4
7
1½
4
½
4
¾
4
¾
4
¾
4
2
4
5
/8
8
5
/8
8
5
/8
8
5
/8
8
4
5
/8
8
¾
8
¾
8
¾
8
3
4
5
3½
8
5
2½
/8
/8
/8
/8
8
¾
8
¾
8
¾
/8
8
¾
8
7
8
7
8
7
/8
8
1
8
7
/8
8
---
---
7
8
7
7
7
7
7
1
1
1
8
1¼
8
1½
1½
8
1¾
8
13/8
8
2
8
5
1 /8
12
2
8
17/8
12
2½
8
2
12
2¾
2¼
---
---
8
2½
---
---
1
8
8
2¾
---
---
8
3
---
8
---
8
3½
---
---
8
3
3
3
8
3
1
8
1
1
3
3
8
5
8
8
5
5
7
8
---
8
8
1
1¼
8
1
8
8
---
8
8
8
8
8
1 /習
學
1
8
---
/8
7
。1
用
使 1/
/8
1
/8
---
部
4
8
/
8
¾
8
/
8
/
8
1 / 內8
供 。
僅
播8
5
8
¾
8
¾
8
/
8
1
8, 散
1¼
件
6
8
¾
12
¾
12
/
12
1文 12 得1 /
12
不
方
8
8
¾
12
/
12
1
12
1 / 許 12
1/
12
官 允
10
12
/
16
1
16
1 / 非16
1¼
16
1/
12
經
,
12
12
/
16
1/
16 趣1¼ 未
16
1¼
20
1/
16
,
興
人 20產權
14
12
1
20
1/
1¼
20
1/
20
1½
16
個
識
16
16
1
20屬 1¼
20
1
/
20
1½
20
1
/
16
知
純
的
18
16
1容
/
24
24
1/
24
1/
20
1/
16
構 1¼
20
20 內
1 / 機24
1¼
24
1½
24
1/
20
2
16
譯
方
翻20 官 1¼ 24 1½ 24 l¾ 24 1 / 20 2½ 16
24
文
中 尊重
請
5
/8
7
Class 2500
8
7
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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2022 O 6 P
8
- 66 -
附錄 M
整體硬化墊圈的使用指導及採購技術規格
M-1 墊圈的使用指導
M-1.1 使用
在具有壓力邊界的螺栓法蘭接頭上使用墊圈是可選的。然而,人們普遍認為,使用整體硬化
鋼墊圈將通過為螺母提供光滑和低摩擦的轉動表面來改善扭矩輸入到螺栓預緊力的轉換。
墊圈保護法蘭的接觸面免受螺母轉動造成的損壞。 當使用扭矩方法(手動或液壓)擰緊螺栓
時,這些都是重要的考慮因素。
本附錄規定了本指南範圍內的螺栓法蘭接頭的全硬化墊圈的採購。建議不要使用表面硬化
墊圈,因為其軟質的內部材料在正面受壓時會發生塑性流動,導致墊圈碟狀變形和變薄,同時預
緊力降低。
。
用
使
M-1.2 尺寸
選擇本附錄中詳述的墊圈的外徑,使其能夠用於滿足標準 ISO 7005-1(管道法蘭 - 第 1 部
習
學
部
分:工業和一般服務管道系統的鋼法蘭)要求的鍃孔平面或背面的公制法蘭,和標準 MSS SP-9
(用於青銅、鐵和鋼法蘭的鍃孔)要求的英制法蘭。
內
供
僅 播。
栓杆部或螺釘頭部下方的圓角產生干涉。
,
件 得散
文
M-1.3 墊圈的適用溫度
方 許不
官
墊圈的溫度限值如表 M-1 所示。 請注意,在操作中,實際螺栓(螺柱、螺母和墊圈)溫度
非 經允
,
可能低於工藝流程中的流體溫度。
趣 ,未
對於非絕緣接頭,ASME B31.3(工藝管道)認為法蘭螺栓連接溫度為流體溫度的
80%。
興
權
人
個 識產
屬
純 的知 表 M-1 介質溫度極限
容
材質類型
單次使用[注(1)]
重複使用[注(2)]
構
內
425℃ (800℉) [注(3)]
205℃ (400℉)
譯 方1 機
翻
4
540℃
(1,000℉)
400℃ (750℉)
官
中文尊重 5
650℃ (1,200℉)
425℃ (800℉)
請
選擇這些墊圈的內徑以使其能夠在螺母下使用。 在螺栓頭部下方使用這些墊圈可能會與螺
6
815℃ (1,500℉)
550℃ (1,025℉)
7
…
…
注釋:
(1)一次性使用溫度限制是基於,每當現在使用的墊圈暴露在超過重複使用限制的溫度中即行更換。
(2)重複使用溫度限制基於不超過特定材料的回火溫度,以使材料不經受退火(軟化)
。
(3)現場經驗表明,在高於 315°C (600°F) 的溫度下使用 1 類材料可能會由於墊圈軟化而導致墊圈和螺
母之間發生咬合而導致拆卸困難。
M-1.4 現有的標準
當前在管道法蘭上使用的墊圈符合 ASTM F436 標準。 但是,使用 ASTM F436 墊圈可能
會與法蘭上的鍃平面/背面產生干涉。 此外,ASTM F436 未提供管道或容器法蘭所需的某些公
稱尺寸。 本附錄中 1 型墊圈指定了與 ASTM F436 墊圈相同的通用材料的墊圈,但修改了尺寸
以使其與管道或容器法蘭相容。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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M-1.5 當前的材料
ASME PCC-1 舊的版本中的圖 1 和圖 2 引用了 ASME SA-540,用於製造高溫墊圈。 由
於材料成本和製造問題,本附錄不再繼續使用該材料。 停止使用 SA-540 材料並不意味著該材
料在技術上存在缺陷。
M-1.6 材料的應用
1 型和 4 型墊圈材料適用於鋼緊固件,例如符合 ASME SA-194 的 2H、4 或 7 級鋼螺母。
4 型墊圈材料是具有更高溫度限制的合金鋼。 5 型和 6 型墊圈材料適用於奧氏體鋼緊固件,例
如符合 ASME SA-194 的 8 級奧氏體鋼螺母。 6 型墊圈材料是一種沉澱硬化不銹鋼,與 5 型
墊圈材料相比具有更高的耐腐蝕性。 7 型墊圈材料適用於在低溫應用中其他材料也可能變脆的
奧氏體鋼緊固件,例如符合 ASME SA-194 的 8 級螺母。 在本附錄中,低溫應用是指介於 45°C (-50°F) 和 -185°C (-300°F) 之間的溫度。
M-1.7 安裝
。
用
使
為避免擔心墊圈標記對墊圈與螺母接合部位元元性能的影響,建議安裝這些墊圈時將有標
記的一面朝向法蘭表面。
習
學
部
內
供
M-2.1 範圍
僅 播。
,
M-2.1.1 本附錄涵蓋了與公稱尺寸為 14mm至 100mm和 1/2”至
4 ”的緊固件一起使用的全硬化
散
件 得
文
鋼墊圈的化學、機械和尺寸要求。這些墊圈旨在用於承壓的帶螺栓或螺柱和螺母的法蘭。
這些
不
方
許
官 允
墊圈適用於 ASME SA-193 和 ASME SA-194 中涵蓋的低合金鋼和奧氏體鋼緊固件。
非
M-2.1.2 墊圈的類型包括:
, 未經
趣
(a) 類型 1 — 碳鋼
興 權,
人
(b) 類型 4 — 低合金鋼
個 識產
屬
(c) 類型 5 — 馬氏體鋼
純 的知
(d) 類型 6容
— 沉澱硬化鋼
構
內 機奧氏體鋼
(e) 譯
類型 7 —
翻 官方
文
重
中M-2.2
訂貨資訊
尊
請
M-2 全硬化墊圈採購技術規格
本規範下的墊圈訂單應包括下列資訊:
(a) 公稱尺寸
(b) 類型(見M-2.1.2段)
(c) 數量(件數)
M-2.3材料與製造
M-2.3.1 用於製造墊圈的鋼應通過平爐、鹼性氧氣轉爐或電爐工藝生產。
M-2.3.2 公稱尺寸不超過 100 毫米(4 英寸)的墊圈應完全硬化,但類型 7 材料除外1。
M-2.3.3 最低回火(析出)溫度如下:
(a) 類型1 – 205℃(400℉)
(b) 類型4 – 370℃(700℉)
(c) 類型5 – 425℃(800℉)
!
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(d) 類型6 – 550℃(1,025℉)
M-2.4化學成份
墊圈應符合表M-2中規定的化學成份。
M-2.5機械性能
類型1,4和5的墊圈的硬度應為38HRC至45HRC,類型6型墊圈硬度應為33HRC至42HRC。類型
7墊圈的硬度應為20HRC到23HRC。
M-2.6尺寸與容許公差
M-2.6.1 墊圈應符合表M-3或M-4中所示的尺寸,及表M-5或M-6中所示的容許公差。
M-2.6.2 墊圈應具有多向紋理,表面粗糙度高度不得超過3.2μm(125μin.)
,包括表面內或表面
上的任何缺陷。表面粗糙度應如 ASME B46.1 中所定義。
。
用
墊圈支承面上不應有多餘的氧化皮、多餘的塗覆層和任何異物。電弧和氣割墊圈不得有金屬殘
使
習
渣。
學
部
內
供
M-2.8取樣與試驗次數
僅 播。
M-2.8.1 一個批次提供的墊圈應包含所有供檢驗的材料,具有以下共同特點:
,
件 得散
(a) 相同的公稱尺寸
文
方 許不
(b) 相同的材質等級
官
非 經允
(c) 相同的熱處理
,
M-2.8.2 從M-2.8.1中描述的每一批墊圈中,對於每個要求的特性,試樣數量應符合表M-7中的
趣 ,未
興
規定。
人 產權
個
屬 知識
M-2.9試驗方法:硬度
純
容 構的
M-2.9.1 至少在一個面上讀取兩個讀數,相隔180度,最小深度為0.38mm(0.015英寸)
。
內
機
譯
M-2.9.2
F606/ F606M中規定的洛氏硬度試驗方法進行。
方
翻 硬度試驗應按照ASTM
官
文
重
中M-2.10
尊
產品標記
請
M-2.7 做工、表面處理與外觀
M-2.10.1 墊圈應標有符號或其他顯著的標記,以便於識別製造商或自有品牌經銷商。
M-2.10.2 墊圈上應標出適用的類型“1”、“4”、“5”、“6”或“7”。
M-2.10.3 所有標誌應打鋼印,位於墊圈的同一面。
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表 M-2
元素
化學成分要求
成分含量, % (最大)
類型 1
類型 4 [注 (1)]
類型 5[注 (2)]
6 型 [注 (3)]
7 型 [注 (4)]
磷
0.050
0.040
0.040
0.040
0.060
硫
0.060
0.050
0.030
0.030
0.030
注釋:
(1)類型 4 低合金鋼墊圈應由 ASTM A829 中列出的 SAE 編號 4130 或 4140 鋼製造。
(2)類型 5 馬氏體鋼墊圈應由 ASME A240 中列出的 UNS S41000 鋼製造。
(3)類型 6 沉澱硬化鋼墊圈應由 ASME A693 中列出的 UNS S17400 鋼製造。
(4)類型 7 奧氏體鋼墊圈應由 ASME A240 中列出的 UNS S21800 鋼製造。
表 M-3
公制墊圈的尺寸要求
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不 厚度
公稱尺寸
外徑
內徑
官
允
非I.D.,經
mm
O.D., mm
mm
T, mm
,
14
28
15
3
趣 ,未17
16
30興
4
權
20
37
21
5
人
個
24
44 產
25
6
識
27 屬 知 50
28
6
純
30
56
31
6
的
容33 構
60
34
6
內
機
譯
36
66
37
6
方 39
翻
72
42
6
官
42
78
45
6
中文尊重
45
85
48
6
請
48
52
56
64
70
76
82
90
95
100
92
98
105
115
125
135
145
160
165
175
52
56
62
70
76
82
88
96
101
107
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
通用注釋:容許公差按照表 M-5 中的說明。
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表 M-4
公稱尺寸
英寸
½
5
⁄8
3
⁄4
7
⁄8
1
11⁄8
1¼
美制墊圈的尺寸要求
外徑
O.D.
mm
27.0
33.4
38.1
43.6
50.0
54.8
60.3
內徑
I.D.
in.
1.063
1.313
1.500
1.718
1.968
2.156
2.375
mm
14.3
17.5
20.7
23.8
27.0
30.2
33.4
in.
0.563
0.688
0.813
0.938
1.063
1.188
1.313
厚度, T
mm
in.
3.2
0.125
4.0
0.156
4.8
0.188
5.6
0.219
6.4
0.250
6.4
0.250
6.4
0.250
。
用
使
習
學
1⁄
65.9
2.593
36.5
1.438
6.4
部 0.250
1½
71.4
2.812
39.7
1.563
6.4
0.250
內
1⁄
77.8
3.062
42.9
1.688
6.4
0.250
供
。
1¾
82.6
3.250
46.1
1.813僅
6.4
0.250
播
,
1⁄
87.3
3.438
49.2
1.938
6.4
0.250
件
2
93.7
3.688
54.0
2.125 散 6.4
得 6.4 0.250
2¼
104.8
4.125
60.3 文 不
2.375
0.250
方
許
官
2½
115.9
4.563 非 66.7 允
2.625
6.4
0.250
經
2¾
127
5.000,
73.0
2.875
6.4
0.250
未
3
138.1
5.438
79.4
3.125
6.4
0.250
趣
興
3¼
149.2
5.875 , 85.7
3.375
6.4
0.250
權
3½
160.4 人 產
6.313
92.1
3.625
6.4
0.250
個
3¾
173.1
6.813
98.4
3.875
6.4
0.250
識
屬
4
182.6
7.188
104.8
4.125
6.4
0.250
知
純 的
容
通用注釋:容許公差按照表
M-6 中的說明。
內 機構
譯
翻 官方
表 M-5 公制墊圈的尺寸公差
文
中 尊重
請
公差範圍, mm,公稱尺寸
3
5
7
8
8
8
尺寸特徵
14–16 mm
20–27 mm
30–42 mm
45–76 mm
82–100 mm
內徑,I.D., mm
−0, +0.4
−0, +0.5
−0, +0.6
−0, +0.7
−0, +0.9
外徑,O.D., mm
−1.3, +0
−1.6, +0
−1.9, +0
−2.2, +0
−2.5, +0
厚度,T, mm
±0.15
±0.15
±0.15
±0.15
±0.15
平整度,mm (與放置在切割側的
0.25
0.30
0.40
0.50
0.80
0.3
0.5
0.5
0.5
0.5
0.25
0.40
0.40
0.50
0.65
直邊的最大偏差,不大於)
同心度,FIM [注(1)], mm
(內徑到外徑)
毛刺高度,mm (不大於,
高出相鄰墊圈表面)
注釋:
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(1)全指標運動(FIM)
,是最大和最小測量值之間的差異,是指部件的平面,圓柱或輪廓表面上的指示
器讀數
表 M-6
美制墊圈的尺寸公差
公差範圍,公稱尺寸
< 1 英寸
1 至 1½ 英寸
> 1½ 至 3 英寸
> 3 英寸
mm
in.
mm
in.
mm
in.
mm
in.
−0,+0.81
−0,+0.032
−0,+0.81
−0,+0.032
−0,+1.60
−0,+0.063
−0,+1.60
−0,+0.063
外徑,O.D.
厚度,T
±0.81
±0.13
±0.032
±0.005
±0.81
±0.13
±0.032
±0.005
±1.60
±0.13
±0.063
±0.005
±1.60
±0.13
±0.063
±0.005
平整度 (與放置在切割側的
直邊的最大偏差,不大於)
0.25
0.010
0.38
0.015
0.51
0.020
0.81
0.032
同心度,FIM [注(1)]
(內徑到外徑)
毛刺高度 (不大於,
高出相鄰墊圈表面)
0.81
0.032
0.81
0.032
1.60
0.063
1.60
0.063
0.25
0.010
0.38
0.015
0.51
0.020
0.64
0.025
。
用
尺寸特徵
內徑,I.D.
注釋:
部
內
供 。
僅
, 散播
表 M-7 取樣
件
文 不得
方
官 允許樣本數量
批件數
非
800 以下
1
, 未經
趣
801 至 8,000
2
興 權,
人
8,001 至 22,000
3
產
個
識
屬22,000
5
知 以上
純
的
容 構
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
(1)全指標運動(FIM)
。
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使
習
學
- 72 -
附錄 N
重複使用螺栓的定義、說明和指南
N-1 術語和定義
使用不當:損壞緊固件完好性的任何明示或暗示形式的處理,例如,不受控制的緊固、過度擰緊、
緊固時潤滑不足,或極端條件下的工藝操作。
帶一體式頭部的螺栓:一端帶有一個固定/鑄造的頭部的螺紋緊固件,另一端採用螺母或鑽孔和
套絲孔。
不帶一體式頭部的螺栓:採用兩個螺母或一個螺母和一個鑽孔和套絲孔的全螺紋緊固件。
普通等級:裝置/行業普遍使用的材質,具有普遍滿意度的數量和價格的材質可認定為普通等級材料。
。
用
使
例如,煉油工業普通等級的螺紋緊固件為 SA-193 B7 螺栓和 SA-194 2H 螺母或 SA-193 B16 螺栓和
SA-194 4 級或 7 級螺母。
習
學
部
受控的重複使用:根據特定的螺紋嚙合、位置、扭矩、拉伸力、潤滑、檢查、螺母更換、處置、
內
供
僅 播。
關鍵問題:任何由法蘭接頭正確或不正確裝配直接引起或產生的相關問題。關鍵問題隨著法蘭接
,
頭的關鍵程度增加而增加,因此通常存在緊固件的成本因素。
件 得散
文
方 許不
重新緊固:在後續的安裝中再次緊固。這不包括將一個靜態位置的螺母進一步轉動到更緊的位置
官
的緊固操作,。
非 經允
,
趣 ,未
重複使用:使用超過一次。
興
人 產權
緊固:通過某種方式旋轉螺母或直接施加拉伸力,向帶螺紋的緊固件系統施加載荷。
個
屬 知識
不受控的重複使用:
第一次和此後的後續使用,沒有進行記錄。
純
容 構的
使用: 將螺紋緊固件或一組此類緊固件安裝在接頭中並擰緊以在法蘭之間獲得和保持密封的過
內
譯 方機
程。 翻
文 重官
中N-2
通用說明
請尊
清潔和安裝指南進行第一次和隨後的使用,並記錄在案。
下列討論限於現場應用:
(a) 成功的法蘭接頭組裝,取決於接頭設計和現場條件的很多變數。緊固件系統的材質、品質和
條件對總體組裝結果有很大影響。
(b) 即使是新的緊固件在採用扭矩緊固時也可能產生 ±30%的螺栓載荷變化,這是得到普通認同
的,但人們也認識到,當正確安裝和潤滑良好時,大多數緊固件會產生 ±15% 變化範圍內的載
荷,其中許多甚至進入±10%的變化範圍。 這就是為什麼扭矩在許多應用中都是成功的原因。 將
盡可能多的緊固件的載荷保持在 10%到 15% 的變化範圍內是非常重要的。
(c) 當新緊固件的螺紋在負載下嚙合時,它們會相互磨損。 表面和摩擦會發生變化,因此它們
的性能會不斷發生永久性的改變。 乾燥或潤滑不良的緊固件往往會產生較高的摩擦條件,而潤
滑良好的緊固件往往會產生較低的摩擦條件。 相同螺紋的後續每次嚙合都會產生相似的結果,
直到出現最佳或最小條件。 根據緊固件尺寸不同,負載變化可能從幾百磅到幾千磅不等。
(d) 螺母的軸向壓縮和螺栓在螺母內的拉伸,必須通過其它形式的變形來達到協調狀態,因為螺
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紋接觸需要螺母和螺栓這兩個螺紋系統的支承面產生相同的變形。已經發現這種不相容的簡單
軸向應變的影響有:
(1) 螺紋彎曲(螺紋像懸臂一樣動作)
(2) 螺紋往後收縮(螺母隨著軸向壓應力的橫向膨脹,加上螺紋載荷的徑向分量引起的橫向
膨脹)
(3) 螺母壁彎曲(由於第一個嚙合螺紋處的徑向載荷較高,螺母變得略微呈錐形,從而將
一些載荷轉移到相鄰螺紋上)
。
載荷從螺栓傳遞到螺母的最終結果,是嚙合第一個螺紋會承受較高的單位載荷,因為大部份載荷
會通過最開始的這幾個螺紋進行傳遞。
(e) 從上述幾點可以看出,正確的安裝使螺紋工作和在重複使用時在相同的螺紋上工作是有益
的。
(1) 對於帶有一體式頭部的螺栓,只需每次將相同的螺母正確安裝在同一個螺栓上,就可
以非常簡單地實現從一次裝配到另一次裝配在相同的螺紋上進行反復工作。由於法蘭決定
。
用
使
了夾持長度(有效拉伸長度)
,因此使用的螺紋段始終相同。
習
學
部
(2) 對於不帶一體式頭部的螺栓,根據當前的勞動力實際狀況,幾乎不可能對相同的螺紋
進行工作和重複工作。當需要重複使用不帶一體式頭部的螺栓時,建議進行嚴格控制,以確
內
供
個可以創造更多一致性的步驟。
僅 播。
,
件 得散
(f) 當使用扭矩工具時,如果不測量載荷或伸長量,很難確定緊固件的摩擦條件。但是,在一組
文
緊固件上創造類似且相當可預測的條件更為切實可行。從新的螺紋緊固件開始並對所有的緊固
方 許不
官
件進行相同的處理,是一種有效且常見的方法,可以最大限度地減少螺栓之間的載荷變化。
非 經允
,
(g) 當您充分瞭解了本文所討論的問題後,可以將繼續重複使用作為一個可選項。
趣 ,未
興
(h) 如果使用了適當的螺栓再利用系統,建議根據以下情況定期更換緊固件:
人 產權
個
屬 知識
(1) 運行中發生疲勞或使用不當,經過表面和/或整體檢驗、機械完整性檢驗確認需更換,
純
發生咬牙,螺母不能轉動自如,拆卸困難或法蘭接頭發生洩漏。
容 構的
內
機
(2) 譯
如果法蘭接頭中的一個螺栓需要更換,建議更換該法蘭接頭上的所有螺栓。如果無法
方
翻
官
更換所有螺栓,並且更換了不止一個螺栓,則應將它們對稱地隔開分佈,被舊緊固件包圍。
中文尊重
(i) 在載入過程中不對螺紋施加摩擦載荷的緊固方法,例如液壓或機械式拉伸緊固,由於載入期
請
保正確安裝螺紋緊固件,並通過某種方式確定正在使用相同的螺紋段。完全更換螺母也是一
間沒有摩擦,通常不會對螺紋產生不利影響。
(j)
雖然處理、運輸和儲存等因素非常重要,但只要說明這些都應以保持緊固件和緊固件螺紋的品
質和完整性的方式進行就足夠了。
(k) 與使用新的緊固件成本相比,在現場進行修復或翻新緊固件費用高而且品質無法預測。修復
或翻新緊固件需要考慮的因素包括:
(1) 需要修復的螺栓數量
(2) 新螺栓的可用性
(3) 勞動力成本
(4) 螺栓法蘭接頭的關鍵性
(5) 以前噴塗的塗層或表面處理的狀況
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N-3 指導原則
(a) 在使用直徑 M30 (11/8.英寸)以下普通等級的螺栓螺母作為緊固件時,在需要使用扭矩或拉
伸力的螺栓載荷控制方法時,建議使用新的螺栓螺母。對於較大的直徑,建議將清洗、去除毛刺
和修復的費用與更換費用進行比較,並在評估法蘭裝配的關鍵問題時加以考慮。
(b) 如果發現在以往的組裝過程中,任何尺寸的螺栓被誤用或未加潤滑,應強烈建議考慮更換螺
栓。
(c) 通常,用螺紋模具修復的螺紋不會產生非常乾淨的修復表面,因此,要修復昂貴的緊固件,
首選的方法是在車床上切削螺栓螺紋。雖然是首選方法,但是,這種工藝會切削掉螺紋材料,必
須保持 ASME B1.1 中規定的公差限制。
(d) 通常不對螺母進行修復翻新。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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附錄 O
決定裝配螺栓的應力
O-1 簡介
O-1.1 範圍
本附錄的目的是,在考慮法蘭接頭完整性前提下,為確定適當的裝配螺栓應力提供指導。 本
附錄中提供的詳細程式,適用於使用受控的裝配方法的法蘭接頭。對簡單方法和法蘭接頭元件方
法都做了規定。 過去在所有法蘭尺寸和壓力等級(例如 50 ksi 或 345 MPa)上使用的通用的單
個螺栓應力,會導致墊片應力無法提供足夠的餘量來克服蠕變/鬆弛、壓力/外部載荷的影響,和
溫度引起的載荷變化。此外,使用這種螺栓應力會導致螺栓載入超過其屈服強度,例如使用奧氏
體不銹鋼的情況。因此,本附錄中描述的方法比過去的更佳。
O-1.2 注意事項
。
用
使
習
學
部
本附錄的規定認為 ASME PCC-1 指南中關於法蘭接頭組件的條件(法蘭表面光潔度、螺栓
間距、法蘭剛度、螺栓條件等)均在可接受的限制範圍內。本附錄中描述的方法假設所使用的密
內
供
僅 播。
栓應力(即墊片鬆弛將超過任何操作螺栓載荷增加)
。在極少數情況下,情況可能並非如此,那
,
件 得散
就需要在環境溫度和工作狀態下檢查螺栓應力和溫度的限值。對於大多數標準應用工況,這不是
文
方 許不15%)。對於脆性材料,規定的裝
必需的。此外,該方法適用於延展性材料(拉伸失效應變超過
官
配螺栓應力與元件失效點之間的餘量可能會大大減小,因此,應引入額外的安全係數來防止此類
非 經允
,
失效。該方法未考慮疲勞、蠕變或環境損壞機制對螺栓或法蘭的影響。對於已經發現這些額外的
趣 ,未
興
失效模式的應用工況中,應加以考慮這些因素的影響,並且可能需要額外減少裝配螺栓應力以避
人 產權
個
免法蘭接頭組件失效。
屬 知識
純
的
O-1.3 定義 內容 構
譯 方機
A =翻
螺栓根圓截面積,mm
(英寸 )
官
文
= 重
墊片面積,[π/4(G
- G )],mm (英寸 )
中A 尊
請
封墊片在操作的初始階段經歷了合理的鬆弛量(>15%)
,因此無需考慮操作載荷會進一步增加螺
2
b
g
O.D.
2
2
I.D.
2
2
2 1
GI.D., GO.D.= 墊片密封元件內徑/外徑,mm(英寸)
K
= 螺母係數(與螺栓材質和溫度適應)
nb
= 螺栓數量
Pmax = 最大設計壓力,MPa(psi)
Sya = 安裝時的法蘭屈服應力,MPa(psi)
Syo = 運行時的法蘭屈服應力,MPa(psi)
Sbmax= 最大允許螺栓應力,MPa(psi)
Sbmin = 最小允許螺栓應力,MPa(psi)
Sbsel = 選擇的安裝螺栓應力,MPa(psi)
!
!"#dé:;èêP5:;ëí8ì"zîÜï:;8ñóEF5òô8HI.<öPQõúùûü†°¢AB89
£" §•¶êPëí5dßb!
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Sfmax = 在法蘭損壞之前,最大允許螺栓應力,MPa(psi)
Sgmax= 最大允許墊片應力,MPa(psi)
Sgmin-O
= 最小墊片運行應力,MPa(psi)
Sgmin-S
= 最小墊片預緊應力,MPa(psi)
SgT
= 目標安裝墊片應力,MPa(psi)
Tb
= 安裝螺栓扭矩,N·m(英尺-磅)
Ti
= 基於單位螺栓應力的目標扭矩指數,N·m/MPa (ft-lb/ksi)
θf max
= 在 Sfmax 時法蘭旋轉角度,度
θgmax= 在最高工作溫度條件下,墊片的最大允許法蘭旋轉角度,度
∅*
= 螺栓直徑,mm(英寸)
∅+
= 鬆弛之後剩餘墊片載荷的摩擦力
O-2 選擇裝配螺栓應力
建議在考慮以下法蘭接頭完整性相關事項的基礎上確定螺栓裝配應力:
。
用
使
習
學
部
內
供
位,並在操作期間提供足夠的墊片應力以保持密封。
僅 播。
,
(b) 密封墊損壞。裝配螺栓應力不應太高以致密封墊片過度壓縮(物理損壞)或法蘭過度
件 得散
文
旋轉,這些都可能導緻密封墊片局部過度壓縮。
方 許不
官
(c) 螺栓損壞。規定的螺栓應力應低於螺栓屈服點,以免發生螺栓失效。此外,可以通過
非 經允
指定使用較低的螺栓載荷來延長螺栓的使用壽命。
,
趣 ,未
(d) 法蘭損壞。選擇的裝配螺栓應力,應確保法蘭不會發生永久變形。如果法蘭在裝配過
興
人 產權
程中發生變形,則很可能在運行過程中發生洩漏,或者由於法蘭旋轉過多而導致後續的裝配無
個
屬 知識
法密封。法蘭旋轉引起的洩漏可能是由於墊片應力集中在墊片外圈上,導緻密封墊損壞或額外
純
的鬆弛。另一個潛在因素可能是法蘭面外圈相接觸了,降低了有效的墊片應力。
容 構的
內
然而,考慮指定螺栓應力的現場應用所涉及的實際應用性也很重要。如果為工廠中的每個
譯 方機
翻
法蘭指定不同的裝配應力,包括標準管道法蘭的所有變體法蘭,那麼,如果在沒有一個周全的
文 重官
中裝配品質保證計畫的情況下,與更簡單的方法相比,實際上在現場的成功率並不可能有所改
請尊
(a) 足夠的墊片應力來密封法蘭接頭。裝配螺栓應力應提供足夠的墊片應力以使墊片就
善。根據一個工廠中接頭的複雜性,一種簡單的方法(例如,每個尺寸的螺栓給定標準螺栓應
力使其適用於所有標準法蘭上)實際上可能比考慮所有法蘭接頭元件完整性的因素、相對更加
複雜的方法來說,能更有效地防止洩漏。
本附錄概述了兩種方法:相對簡單的單元件螺栓應力方法(使用更簡單,但可能會導致法
蘭元件損壞)和相對複雜的基於法蘭元件的方法,該方法考慮了每個元件的完整性。
O-3 簡單的螺栓應力法
O-3.1 需要的資訊
為了確定跨所有法蘭的標準裝配螺栓應力,建議至少考慮給定墊片類型的目標墊片應力
SgT。 如有必要,也可以進一步考慮如第 O-4 節關於法蘭元件方法所描述的完整性問題。
O-3.2 確定合適的螺栓應力
一定範圍內典型法蘭接頭配置的適當螺栓應力可以通過公式 (O-1) 確定。
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/#
DE,#- = DF. $
(O-1)
$ /$
然後可以選擇所考慮的法蘭接頭上的平均螺栓應力,該數值可以轉換成一張扭矩表,公制
單位可以使用公式(O-2M),或美制單位適用於公式(O-2),。
!* = DE,#- BG* ∅* /1000
(O-2M)
!* = DE,#- BG* ∅* /12
(O-2)
作為這些公式的替代方案,本附錄提供了參考表O-3.2-1M和O-3.2-1。這些參考表基於公式
(O-2M)和(O-2)使用單位螺栓應力(即,用值1代替DE,#- )
,螺母係數為0.15、0.18和0.2時分別列
出了相應的目標扭矩指數!( 。然後可以通過使用公式(O-3)獲得最終裝配螺栓扭矩。表O-3.2-1M
和O-3.2-1中的注釋(2)和(3)中展示了一個範例。
表O-3.2-1M和O-3.2-1中提供的螺母係數僅代表示例,可能與實際值不同。有關確定螺母係
數的指南,請參閱附錄K。
如果需要另一個螺栓應力或螺母係數,則可以使用公式(O-3)將表格轉換為新值,其中
DE′,#- 、!′* 和B′是原始值。
0 2*
0
!* = 01 2*1%!& !′* = !3 01 DE,#%!&
。
用
使
(O-3)
習
學
部
內
供
O-4.1 需要的資訊
僅 播。
,
件 得散
在使用法蘭元件方法計算相應的安裝螺栓應力之前,必須知道幾個參數。
文
方 許不
(a) 最大允許法蘭旋轉角度(IF
)
,在安裝墊片應力和墊片工作溫度條件下密封墊片的
官
非 經允
最大允許法蘭旋轉角度(IF
)
,必須從工業試驗資料或從墊片製造商取得,。目前,沒有測定
,
未 墊片的 0.3 度到典型石墨填充金屬墊片的 1.0
該數值的標準試驗,然而,典型極限值從膨化
趣 ,PTFE
興
度不等。對於某個給定的應用,可以根據在指定的工況下使用這種類型的密封墊在運行中出現問
人 產權
個
題時存在於法蘭上的旋轉量的計算,來確定給定應用的合適限值。
屬 知識
純
(b) 最大允許螺栓應力(Sb
)
,必須由最終用戶來選擇。該數值旨在消除裝配過程中對螺
容 構的
內
栓或裝配設備的損壞,並且不同現場可能數值變化較大。
它通常是約為環境溫度下螺栓屈服應
機
譯
方
力的 翻
40% 到 70% 的範圍內(參見第 10 節)
。
官
文
重
中 尊
(c) 最小允許螺栓應力(DE )
,必須由最終用戶來選擇。該數值旨在提供一個下限,以使
請
O-4 基於法蘭元件的方法
456
456
max
4($
螺栓緊固的不準確度不會成為指定裝配螺栓應力DE,#- 的重要部分。該值通常在 140 MPa 到 245
MPa(20 ksi 到 35 ksi)的範圍內。
(d) 法蘭的最大允許螺栓應力(DJ456 )
,必須根據特定的法蘭配置確定。該數值可以採用 O-
5 仲介紹的彈性閉合解法或彈塑性有限元分析來確定。另外,在計算極限值時,還應確定該負載
下的法蘭旋轉角度(θfmax)
。彈性閉合解法和彈塑性有限元分析解法的法蘭極限載荷示例,參見
表 O-4.1-1M 到表 O-4.1-7。
(e) 墊片安裝目標應力(DF. ),應由最終用戶與墊片製造商協商後選擇。目標墊片應力應選
擇在可接受的墊片應力範圍的上限附近,這樣會提供最大程度的緩衝,以防止法蘭接頭發生洩漏。
(f)
墊片的允許最大裝配應力(DF456 ),該數值必須從工業測試資料或從墊片製造商取得。
該數值是在安裝溫度條件下,基於整個墊片面積,墊片能夠承受而不會對墊片密封元件造成永久
性損壞(過度洩漏或缺少彈性恢復)的最大壓緊應力。提供的數值應包括對該種類型法蘭旋轉引
起墊片外徑上局部應力增加造成的影響的考量。
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(g) 最小墊片密封應力 (DF4($72 ),該數值必須從工業測試資料或從墊片製造商取得。該數
值是在安裝溫度條件下,基於整個墊片面積推薦的最小壓緊應力。該數值是墊片應該安裝以達到
填料重新分佈並確保形成墊片和法蘭面之間的初始密封的應力。
(h) 墊片的最小工作應力 (DF4($78 ),該數值必須從工業測試資料或從墊片製造商取得。該
數值是推薦的運行期間,基於整個墊片面積上,墊片的最小壓緊應力。該數值是在運行過程中確
保不發生洩漏墊片上應保持的墊片應力。
(i)
墊片鬆弛分數 (∅+ ),該數值必須從工業測試資料或從墊片製造商取得,用於與被評估
配置相似的法蘭元件中的墊片。如果沒有提供該資料,可以採用預設數值 0.7。
O-4.2 確定合適的螺栓應力
在定義極限值之後,就可以對每一個法蘭配置使用以下過程。這個過程可以使用試算表或
軟體程式來執行,它允許同時確定很多數值。
。
用
使
步驟 1: 根據方程(O-1)確定目標螺栓應力。
步驟 2: 確定是否在螺栓應力上限控制範圍內
DE,#- = KL?. (DE,#- , DE456 )
(O-4)
習
學
部
內
供
僅 播。
DE = KNO. (DE , DE )
(O-5)
,
件 得散
文
步驟 4:確定是否在法蘭的允許應力控制範圍內 ,
方 許不
官
DE = KL?. (DE , DJ )
(O-6)
允
非
, 未經
步驟 5:核對是否達到墊片的最小密封應力
趣
興 權,
DE ≥ DF
[G /G人
? ]
(O-7)
產
個
屬 知識 。
步驟 6:核對是否保持了墊片工作應力
純
容 構的
內
DE ≥ [DF
(O-8)
機 G + Q R A S ]/(T G ? )
譯
方
翻 官
文
步驟
重
中 尊7:核對是否超過墊片允許的最大應力。
(O-9)
請 DE ≤ DF [G /(G ? )]
步驟 3:確定是否在螺栓應力下限控制範圍內
,#-
,#-
4($
2
,#-
,#-
,#-
4($7,
+
456
* *
3
,#-
,#-
4($78 +
456
+
9
:
456 ;.%.
"
+ * *
* *
步驟 8:核對是否超過法蘭旋轉角度極限。
DE,#- ≤ DJ456 (IF456 /IJ456 )
(O-10)
如果超過其中的任何一個最終核對值(步驟5至步驟8)
,則應通過判斷來確定哪個控制極
限對完整性更為關鍵,選擇的螺栓載荷應是多少。然後,可以使用公式(O-2M)或(O-2)計
算裝配螺栓的扭矩值。表 O-4.2-1 和 O-4.2-2 分別示例列出了使用這種方法的裝配螺栓應力和
扭矩值。
#
让™´Nì"8¨≠.ÆyEFW8^Øj{∞±8EF5≤≥¥áHI<Yµ´∂bÅu©™´8§z{≤≥∑
N∏π$%&!∏'()!∏'%Wà∂∫EFªºbΩæ/ø¿¡cjÅu¬√8Hƒ≈≤≥¥á5´∂∆«»…5 À∆ÃT5∑Õ
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ÍÎÏÌÓÔÃT5HIÒb!
*
ÚÛ8ÅuÙı5}~ˆè˜¯^Øj{∞±ñóQü˘ç˙˚¸≈-˝L5$%Z[˛ÄbˇHƒ!≈„‰˘ç˙
˚¸≈"$%§#˛Ä–—58$•%&5'¸Âü´5:;§#()à*+“,∞b!
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O-4.3 計算舉例
公稱直徑為NPS3,壓力等級為class 300的RFWN法蘭(帶頸對焊法蘭)在環境溫度條件下
運行(與表 O-4-2.1 中使用的限值相同)
,採用符合 ASME B16.20 的螺旋纏繞墊片和符合表
O-4.2-2 的螺母係數
G* = 0.3019 in.2
?* = 8
G* ?* = 2.42 in.2
G+ = 5.17 in.2
∅* = 0.75 in.
Pmax = 750 psig (0.75 ksi)
∅+ = 0.7
S;.%. = 4.00 in.
確定螺栓的應力
公式 (O-1) DE,#- = 30(5.17/2.42) = 64 ksi
。
用
使
公式 (O-4) DE,#- = min. (64, 75) = 64 ksi
公式 (O-5) DE,#- = max. (64, 35) = 64 ksi
表 O-4.1-2 DJ456 = 63 ksi (note: Syo = Sya)
習
學
部
內
供
附加的核對
僅 播。
,
公式 (O-7) DE ≥ 12.5 (5.17/2.42) ≥ 26.7 ksi ✓
件 得散
文
公式 (O-8) DE ≥ [6.0 × 5.17 + (π/4) × 0.75 × 4.002]/(0.7 × 2.42) ≥ 24 ksi ✓
方 許不
公式 (O-9) DE ≤ 40 (5.17/2.42) ≤ 85 ksi ✓官
非 經允
表O-4.1-4 IJ = 0.32 deg
,
公式 (O-10) DE ≤ 63 (1.0/0.32) ≤趣
197 ,
ksi 未
✓
興
權
人× 0.3019
公式 (O-2) Tb = 63,000 × 0.2
× 0.75/12
產
個
Tb ≈ 240 ft-lb
屬 知識
純
容 構的
內
請注意,對於某些法蘭(例如
NPS 8,class 150法蘭)
,可能不滿足附加的核對極限值 [公
機
譯
方
式 (O-7)
翻 至公式(O-10)]。在這種情況下,應通過工程判斷來確定哪些限制對法蘭接頭的完整性
官
文
的值。應該注意的是,這裡給出的數值不是硬限制(比如,
重
中更為關鍵,並且應相應的修改DE
尊
如果墊片應力低於限值0.1 psi,法蘭並不會發生洩漏)
,因此在使用這些數值時有一些迴旋的餘
請
公式 (O-6) DE,#- = min. (64, 63) = 63 ksi
,#,#,#-
456
,#-
,#-
量通常被認為是正常的。
O-5 確定法蘭的極限值
O-5.1 彈性分析法
當前已經確定了一系列彈性分析限制,允許計算會導致法蘭顯著永久變形的近似裝配螺栓
應力。由於該螺栓應力是近似值,並且法蘭材料的屈服值往往趨向於取下限值,因此認為在不
加修改或不額外附加安全係數的情況下使用這些限制值是合適的。用於確定螺栓應力的方程式
和關於限制值的解釋可以在WRC公告538中找到。
O-5.2 有限元分析法
確定裝配螺栓載荷的適當限制的更準確方法是使用彈塑性非線性有限元分析 (FEA)來分析
法蘭接頭。WRC公告538中概述了執行此類分析的要求的說明。對於法蘭接頭配置的微小變化
(例如墊片尺寸的細微變化或法蘭材料屈服強度的微小變化)無需重新運行分析,因為使用墊
片力矩臂變化比率或不同屈服強度比率的線性插值可用於估計新情況下的裝配螺栓應力極限。
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表O-3.2-1M
基於1 MPa單位預應力(根圓面積)計算低合金鋼螺栓目標扭矩值的參考值(目標扭矩指
數)
(公制螺紋)
公稱螺紋
目標扭矩指數,!! ,N·m/MPa (ft-lb/ksi),對應的螺母係數,K,
規格
0.15
0.18
0.20
M12×1.75
0.13 (0.66)
0.16 (0.80)
0.17 (0.88)
M14×2
0.21 (1.07)
0.25 (1.28)
0.28 (1.42)
M16×2
0.33 (1.69)
0.40 (2.03)
0.44 (2.25)
M20×2.5
0.65 (3.31)
0.78 (3.97)
0.87 (4.42)
M22×2.5
0.90 (4.57)
1.08 (5.49)
1.20 (6.10)
M24×3
1.13 (5.73)
1.35 (6.87)
1.50 (7.63)
M27×3
1.68 (8.52)
2.01 (10.2)
2.23 (11.4)
M30×3.5
2.26 (11.5)
2.72 (13.8)
3.02 (15.3)
M33×3.5
3.11 (15.8)
3.74 (19.0)
4.15 (21.1)
M36×4
3.99 (20.3)
4.78 (24.3)
5.31 (27.0)
M39×4
5.20 (26.5)
6.24 (31.8)
6.94 (35.3)
M42×4.5
6.41 (32.6)
7.70(39.1)
8.55 (43.5)
M45×4.5
8.07 (41.0)
9.68 (49.2)
10.8 (54.7)
。
用
使
習
學
部
內
供
M52×5
12.6 (64.1)
15.1 (76.9)
16.8 (85.4)
。
僅
播
M56×5.5
15.6 (79.6)
18.8 (95.5) ,
20.9 (106)
件 得散 31.6 (161)
M64×6
23.7 (120)
28.4 (145)
文
方(212)許不
M72×6
34.8 (177)
41.8
46.4 (236)
官
非
M80×6
48.9 (249)
58.7允
(299)
65.2 (332)
經
,
未 85.7 (436)
M90×6
71.4 (363) 趣
95.2 (484)
,
興
M100×6
99.8人
(507)
120 (609)
133 (677)
權
產
個
屬 知識
純
一般說明:
容 構的
(a) M68及以下尺寸的根圓直徑基於粗螺紋系列,M70及更大尺寸採用6毫米螺距螺紋系列。公制螺紋根圓
內
譯 方機
直徑面積的確定基於6g公差。
翻
官
重
中(b)文有多種方法可以計算承壓法蘭接頭螺栓的目標扭矩值。本表中目標扭矩指數值計算的基礎如下所述。
尊
當條件與本表中考慮的條件不同時,例如不同的螺栓材料或不同的表面塗層,請參閱附錄K或附錄J以計算
請
M48×5
9.67 (49.2)
11.6 (59.0)
12.9 (65.6)
適當的扭矩值。
(1) 清單中的目標扭矩值基於符合第4節和第7節描述的工作表面。
(2) 目標扭矩指數"" 由公式(O-2)計算得來,對於所示的螺母係數,施加1 MPa單位螺栓載荷作為目標
螺栓應力#$#$% 。例如,對於使用0.2螺母係數的M20螺栓
"" = #$#$% &'& ∅& /1000 = 1 × 0.2 × 217 × 20/1000 = 0.87
(3) 確定目標扭矩指數"" 後,將該值乘以選定的裝配螺栓載荷#$#$% 以得出最終扭矩值 "& 。例如,(2)
中的M20螺栓是在第O-4.3節的示例計算中描述NPS 3壓力等級Class 300 法蘭上的螺栓,其選定的裝配螺
栓應力#$#$% 為 434 MPa。則其目標扭矩為
"& = #$#$% × "" = 434MPa×0.87N m/MPa = 378N m
該計算值以5 N·m四捨五入圓整到最接近的380 N·m。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
- 81 -
表O-3.2-1
基於 1 ksi 單位預應力(根圓面積)計算低合金鋼螺栓目標扭矩值的參考值(目標扭矩指
數)
(英制螺紋)
公稱螺紋
目標扭矩指數,!! ,ft-lb/ksi (N·m/MPa),對應的螺母係數,K,
規格 in.
0.15
0.18
0.20
1#
2
5#
8
3#
4
7#
8
0.79 (0.15)
0.94 (0.19)
1.05 (0.21)
1.58 (0.31)
1.89 (0.37)
2.10 (0.41)
2.83 (0.56)
3.40 (0.67)
3.78 (0.74)
4.58 (0.90)
5.50 (1.08)
6.11 (1.20)
1
6.89 (1.35)
8.27 (1.63)
9.18 (1.81)
1#
8
1#
4
3#
8
1#
2
5#
8
3#
4
7#
8
10.2 (2.01)
12.3 (2.42)
13.7 (2.68)
14.5 (2.85)
17.4 (3.43)
19.4 (3.81)
19.9 (3.90)
23.8 (4.68)
26.5 (5.20)
26.3 (5.18)
31.6 (6.22)
35.1 (6.91)
34.1 (6.71)
41.0 (8.05)
45.5 (8.95)
43.3 (8.52)
52.0 (10.2)
57.8 (11.4)
53.9 (10.6)
64.7 (12.7)
71.9 (14.1)
2
66.3 (13.0)
79.5 (15.6)
88.3 (17.4)
1
1
1
1
1
1
1
。
用
使
習
學
部
內
供
134 (26.4)
161 (31.6)
179 (35.2)
。
僅
3
播
2 #4
181 (35.6)
217 (42.7)
241 (47.4)
,
件 得散 316 (62.1)
3
237 (46.6)
284 (55.9)
文
方(71.8)許不
3 1#4
304 (59.8)
365
406 (79.8)
官
非
3 1#2
383 (75.3)
459允
(90.3)
510 (100)
經
,
未 569 (112)
3 3#4
474 (93.2) 趣
632 (124)
,
興
4
579人
(114)
694 (137)
771 (152)
權
產
個
屬 知識
純
一般說明:
容 構的
1/ "及更大尺寸採用8牙螺距系列。英制螺紋根圓直徑面
(a) 1”及以下尺寸的根圓直徑基於粗螺紋系列,1
內
8
機
譯
積的確定基於2A公差。
方
翻 官
(b)文
有多種方法可以計算承壓法蘭接頭螺栓的目標扭矩值。本表中目標扭矩指數值計算的基礎如下所述。
中 尊重
當條件與本表中考慮的條件不同時,例如不同的螺栓材料或不同的表面塗層,請參閱附錄K或附錄J以計算
請
2 1#4
2 1#2
96.2 (18.9)
115 (22.7)
128 (25.2)
適當的扭矩值。
(1) 清單中的目標扭矩值基於符合第4節和第7節描述的工作表面。
(2) 目標扭矩指數"" 由公式(O-2)計算得來,對於所示的螺母係數,施加1 ksi單位螺栓載荷作為目標螺
栓應力#$#$% 。例如,對於使用0.2螺母係數的3/4 ”螺栓
"" = #$#$% &'& ∅& /12 = 1,000 × 0.2 × 0.302 × 0.75/12 = 3.78
這裡的1000代表1000psi,而不是直接採用1ksi,以維持單位的統一性。
(3) 確定目標扭矩指數"" 後,將該值乘以選定的裝配螺栓載荷#$#$% 以得出最終扭矩值 "& 。例如,(2)
3
中的 /4 ”螺栓是在第O-4.3節的示例計算中描述NPS 3壓力等級Class 300 法蘭上的螺栓,其選定的裝配螺
栓應力#$#$% 為63ksi。則其目標扭矩為
"& = #$#$% × "" = 63 ksi × 3.78 ft lb/ksi = 238 ft lb
該計算值以5 ft lb四捨五入圓整到最接近的240 ft lb。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
- 82 -
表O-4.1-1M
表O-4.1-1
以下表格中採用的管道壁厚
以下表格中採用的管道壁厚
(mm)
(英寸)
磅級 class
磅級 class
NPS
150
300
600
900
1500
2500
NPS
150
300
600
900
1500
2500
2
1.65
1.65
3.91
2.77
5.54
8.74
2
0.065
0.065
0.154
0.109
0.218
0.344
2½
2.11
2.11
3.05
5.16
7.01
14.02
2½
0.083
0.083
0.120
0.203
0.276
0.552
3
2.11
2.11
3.05
5.49
7.62
15.24
3
0.083
0.083
0.120
0.216
0.300
0.600
4
2.11
2.11
6.02
6.02
11.13
17.12
4
0.083
0.083
0.237
0.237
0.438
0.674
5
2.77
2.77
6.55
9.52
12.70
19.05
5
0.109
0.109
0.258
0.375
0.500
0.750
6
2.77
2.77
7.11
10.97
14.27
23.12
6
0.109
0.109
0.280
0.432
0.562
0.910
8
2.77
3.76
8.18
12.70
20.62
30.10
8
0.109
0.148
0.322
0.500
0.812
1.185
10
3.40
7.80
12.70
15.09
25.40
37.49
10
0.134
0.307
0.500
0.594
1.000
1.476
12
3.96
8.38
12.70
17.48
28.58
44.47
12
0.156
0.330
0.500
0.688
1.125
1.751
14
3.96
6.35
12.70
19.05
31.75
...
14
0.156
0.250
0.500
0.750
1.250
...
16
4.19
7.92
14.27
23.83
34.93
...
16
0.165
0.312
0.562
0.938
1.375
...
18
4.78
9.53
20.62
26.19
44.45
...
18
0.188
0.375
0.812
1.031
1.750
...
20
4.78
9.53
20.62
32.54
44.45
...
20
0.188
0.375
0.812
1.281
1.750
...
24
5.54
14.27
24.61
38.89
52.37
...
24
0.218
0.562
0.969
1.531
2.062
26
7.92
12.70
23.73
35.09
...
...
26
0.312
0.500
0.934
1.382
...
28
7.92
12.70
25.56
37.79
...
...
28
0.312
0.500
1.006
30
6.35
15.88
27.38
40.49
...
...
30
0.250
0.625
1.078
習
學
部
。
用
使
...
...
1.488
...
1.594
...
...
1.700
...
...
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
...
32
7.92
15.88
29.21
43.19
...
...
32
0.312
0.625
1.150
34
7.92
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45.89
...
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34
0.312
0.625
1.222
1.807
...
...
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7.92
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...
...
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...
...
38
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0.693
1.366
2.019
...
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9.53
18.52
36.51
53.99
...
...
40
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0.729
1.437
2.126
...
...
42
9.53
19.45
38.34
56.69
...
...
42
0.375
0.766
1.509
2.232
...
...
44
9.53
20.37
40.16
59.39
...
...
44
0.375
0.802
1.581
2.338
...
...
46
9.53
21.30
41.99
62.09
...
...
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0.839
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2.444
...
...
48
9.53
22.23
43.81
64.79
...
...
48
0.375
0.875
1.725
2.551
...
...
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
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表O-4.1-2M
利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
表O-4.1-2
利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
SA-105鋼法蘭螺栓應力極限(MPa)
SA-105鋼法蘭螺栓應力極限(ksi)
ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
磅級 class
磅級 class
NPS
150
300
600
900
1500
2500
NPS
150
300
600
900
1500
2500
2
579
398
579
434
471
471
2
84
58
84
63
68
68
2½
326
434
434
615
398
579
471
471
543
579
2½
3
688
724
3
100
105
47
63
63
89
58
84
68
68
79
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543
615
688
434
507
507
4
79
89
100
63
74
74
5
543
724
652
507
543
543
5
79
105
95
74
79
79
6
724
579
579
579
615
579
6
105
84
84
84
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724
579
615
507
579
579
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105
84
89
74
84
84
10
579
543
543
507
615
579
10
84
79
79
74
89
84
12
724
543
507
543
579
615
12
105
79
74
79
84
89
14
579
434
471
543
543
...
14
84
63
68
79
79
...
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543
434
471
579
507
...
16
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63
68
84
74
...
18
724
471
579
543
543
...
18
105
68
84
79
79
20
615
507
507
579
507
...
20
89
74
74
84
74
24
615
471
507
543
507
...
24
89
68
74
79
74
26
253
253
362
434
...
26
37
37
53
63
。
用
使
...
...
...
28
217
253
326
398
...
...
28
32
37
47
58
學習
...
...
30
253
290
434
434
...
...
30
37
42
63
63
...
...
32
217
253
398
434
...
...
32
32
37
58
63
...
...
34
190
290
434
398
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...
34
28
42
63
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...
...
36
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253
398
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...
...
36
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37
58
63
...
...
38
253
579
579
543
...
...
38
37
84
84
79
...
...
40
217
543
615
543
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79
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...
42
253
543
615
579
...
...
42
37
79
89
84
...
...
44
226
579
615
543
...
...
44
33
84
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79
...
...
46
253
615
652
543
...
...
46
37
89
95
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...
48
253
507
579
579
...
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48
37
74
84
84
...
...
...
部
內
供 。
僅
, 散播
件
文 不得
方
官 允許
非
, 未經
趣
興 權,
人
個 識產
屬
純 的知
容
內 機構
譯
翻 官方
文
中 尊重
請
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
2022 O 6 P
...
...
- 84 -
表O-4.1-3
利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
表O-4.1-4M
SA-105鋼法蘭按表O-4.1-2M/ O-4.1-2載入螺栓應力時法
利用彈性閉合形式分析法測定的SA-105鋼
法蘭螺栓應力極限(MPa)
蘭的旋轉角度(度)
ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
磅級 class
磅級 class
NPS
150
300
600
900
1500
2500
2
0.37
0.34
0.23
0.21
0.20
0.16
2½
3
0.36
0.23
0.31
0.32
0.24
0.26
0.20
0.26
0.21
0.22
0.17
0.16
4
0.50
0.37
0.29
0.26
0.21
0.17
5
0.56
0.33
0.29
0.28
0.20
0.17
6
0.61
0.41
0.30
0.27
0.21
0.16
8
0.46
0.45
0.31
0.28
0.21
0.17
10
0.70
0.43
0.34
0.30
0.21
0.17
12
0.74
0.48
0.35
0.34
0.22
0.16
14
0.68
0.48
0.39
0.33
0.24
...
16
0.83
0.48
0.39
0.34
0.23
...
18
0.88
0.51
0.41
0.33
0.24
...
20
0.87
0.58
0.40
0.32
0.24
...
24
0.95
0.59
0.41
0.31
0.26
...
26
0.87
0.59
0.43
0.35
...
...
28
0.84
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表O-4.1-4
利用彈性閉合形式分析法測定的SA-105鋼
法蘭螺栓應力極限(ksi)
表O-4.1-5
利用彈性閉合形式分析法測定的SA-105鋼
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ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
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表O-4.1-6M
利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
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利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
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請
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-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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表O-4.1-7
利用彈塑性有限元分析法(FEA)測定的
SA-182 F304鋼法蘭按表O-4.1-6M/ O-4.1-6載入螺栓應力
時法蘭的旋轉角度(度)
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0.64
0.38
0.27
0.24
0.17
0.15
8
0.46
0.42
0.34
0.25
0.19
0.15
10
0.91
0.47
0.26
0.26
0.17
0.15
12
0.79
0.37
0.31
0.26
0.20
0.17
14
0.89
0.41
0.28
0.25
0.19
...
16
1.02
0.41
0.29
0.31
0.20
...
18
0.93
0.54
0.28
0.25
0.18
...
20
1.02
0.53
0.35
0.29
0.20
...
24
1.12
0.44
0.37
0.24
0.23
...
26
0.81
0.53
0.33
0.29
...
...
28
0.52
0.45
0.37
0.25
...
...
30
0.91
0.41
0.35
0.29
...
...
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
32
0.59
0.43
0.31
0.31
...
...
34
0.68
0.37
0.34
0.24
...
...
36
0.54
0.44
0.30
0.31
...
...
38
1.00
0.46
0.35
0.26
...
...
40
0.91
0.55
0.35
0.28
...
...
42
0.52
0.64
0.34
0.32
...
...
44
0.54
0.48
0.34
0.27
...
...
46
1.00
0.55
0.41
0.28
...
...
48
0.51
0.55
0.38
0.32
...
...
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
——GHIJK@LMN
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- 88 -
表O-4.2-1
使用SA-105鋼制焊頸法蘭、SA-193 B7鋼螺栓
和帶內環的纏繞墊片的螺栓應力(ksi)示例
NPS
2
2½
3
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
150
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
37
35
37
35
35
35
37
35
37
35
37
37
計算的螺栓應力(ksi)
300
600
900
56
56
43
44
44
40
63
64
60
75
75
49
75
75
48
75
74
56
75
75
44
75
62
40
75
66
49
63
54
44
63
58
42
68
62
45
74
57
38
68
50
35
37
41
35
37
38
35
42
41
35
37
35
35
42
36
35
37
35
35
75
39
35
68
36
35
71
35
35
68
35
35
69
35
35
63
35
35
1500
43
40
38
42
36
38
35
35
35
35
35
35
35
35
2500
35
35
35
35
35
35
35
35
35
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未 = 受最小螺栓應力限制
興
人 產權
= 受最大螺栓應力限制
個
識
屬
純 的知
= 受最大墊片應力限制
容
內 機構
= 受最大法蘭應力限制
譯
方
翻
文 重官
中一般說明:分析中採用的極限值舉例:
請尊
*+"#$ = 35 ksi
*+"%& = 75 ksi
*,"%& = 來源於 O-4.1-2
*-' = 30 ksi
*-"%& = 40 ksi
*-"#$() = 12.5 ksi
*-"#$(* = 6 ksi
.-"%& = 1.0 度
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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- 89 -
表O-4.2-1
使用SA-105鋼制焊頸法蘭、SA-193 B7鋼螺
栓
和帶內環的纏繞墊片的螺栓裝配扭矩(ft-lb)示例
ASME B16.5與B16.47系列A-帶頸對焊法蘭
磅級 class
NPS
150
300
600
900
1500
2500
2
160
120
120
265
265
325
2½
3
160
160
170
240
170
245
370
370
370
520
480
680
4
160
285
460
665
810
1,230
5
285
285
690
935
1,275
2,025
6
285
285
680
765
1,015
3,095
8
285
460
1,025
1,175
1,615
3,095
10
460
690
1,210
1,070
2,520
6,260
12
460
1,025
1,270
1,290
3,095
8,435
14
690
860
1,430
1,540
4,495
...
16
690
1,220
2,035
1,915
6,260
...
18
1,025
1,325
2,825
3,210
8,435
...
20
1,025
1,425
2,590
3,380
11,070
...
24
1,455
2,400
3,570
6,260
17,865
...
26
715
1,675
2,950
8,435
...
...
28
680
1,675
3,370
11,070
...
...
30
715
2,425
3,620
11,070
...
...
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
一般說明:
趣 ,未
興
(a) 採用的螺母係數:K = 0.2。
人 產權
個
(b) 扭矩四捨五入向上圓整到最接近的
5 ft-lb。
識
屬
純 的知
容
內 機構
譯
翻 官方
文
中 尊重
請
32
1,230
2,645
4,495
14,195
...
...
34
1,230
3,025
4,610
17,865
...
...
36
1,230
3,250
6,260
17,865
...
...
38
1,295
2,635
5,050
17,865
...
...
40
1,230
3,085
4,670
17,865
...
...
42
1,295
3,230
6,260
17,865
...
...
44
1,230
3,910
6,260
22,120
...
...
46
1,295
4,985
6,260
27,000
...
...
48
1,295
4,570
8,435
27,000
...
...
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@
-AB9CD*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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附錄 P
法蘭接頭洩漏事故故障排除指南
P-1 引言
一個承壓的、安裝密封墊片的、用螺栓連接的法蘭接頭,無論採用標準設計還是規範設計,其性能是
通過其在工廠的運行過程中保持無洩漏的能力來衡量的。發生洩漏時,無論輕微洩漏還是嚴重洩漏,執行
嚴格的調查以找出原因並瞭解原因是慎重的而且有益的。
P-2 範圍
本附錄旨在通過提供下列內容,來協助法蘭接頭的故障排除:
。
用
使
(a) 一份調查和診斷性評估指南,從運行歷史、操作狀態和機械狀態角度來描述法蘭接頭的特徵
(b) “法蘭接頭洩漏報告”樣本
(c) 法蘭設計和可接受的實踐考量的檢查清單
習
學
部
內
供
僅 播。
P-3 調查和診斷評估指南
,
件 得散
法蘭接頭洩漏故障排除過程可能涉及以下部分或全部評估(無特定順序)。
文
方 許不
P-3.1 運行歷史
官
非 經允
總體服務時間——一般歷史記錄
,
(a) 如果不是新問題,自上一次出現問題以來的服務時間,
趣 ,未
興
(b) 洩漏發生的時間——在運行週期中的時間位置(開車、停車、參數波動、正常運行週期、惡劣
人 產權
個
天氣)
屬 知識
純
(c) 洩漏的性質(接頭周圍單個或多個位置:滴漏、蒸汽洩漏、間歇性流量、極端洩漏或災難性洩
容 構的
漏) 內
譯 方機
(d) 先前困難的性質,先前的評估總結,做過的維修,例如報告、實踐(系統操作和維護)更改
翻
先前的組裝記錄和程式
重官
中(e)文尊
(f) 最後施加的螺栓載荷:多少? 通過什麼方式施加? 用什麼方法測量的? 什麼時候測量?
請
(d) 一組問題和潛在解決方案診斷故障排除表
P-3.2 運行條件
(a) 大氣狀況:無異常、大雨、大風、低溫等。
(b) 正常溫度、壓力、介質流體、流量、和/或其它負載資料。
(c) 預計溫度波動、壓力、流量和/或其它負載資料。
(d) 已知但是未預測到的溫度波動、壓力、流量和/或其它負載資料,包括流體水擊作用。
(e) 最近的任何變化(工藝、流量、介質流體或其它)-會見管理人員和操作人員並討論
(f)
用現有的最佳手段如接觸式溫度計、紅外線、顯示型測溫筆等(而不是工藝動作表計),測量
的容器、法蘭和螺栓的實際溫度。
(g) 在運行過程中,對法蘭接頭或螺栓安裝或拆除保溫的記錄。
(h) 人為失誤、其它因素、時間或輪班記錄、培訓。
P-3.3糾正措施
(a) 嘗試熱緊螺栓?線上進行還是臨時隔離管線?每次熱緊螺栓的數量、方法和結果。
(b) 嘗試更換墊片-結果如何時?使用同種墊片還是不同墊片?
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@-AB9C
D*+ ASME PCC-1-2019 E%F%3
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(c) 嘗試注入密封劑 – 每次注入密封劑的數量、方法和結果。
P-3.4物理條件、檢查與維護(參見表P-3.4,法蘭接頭洩漏報告樣本)
(a) 以往的檢查和維護記錄。
(b) 物理變化、佈置、支撐、環境。
(c) 物理拆卸觀察,有沒有鬆動或接近鬆動的螺栓?多少?是否與洩漏的關係?墊片是否被壓縮,
狀況如何?螺母表面或螺栓上有沒有“咬合”現象?
(d) 接頭位置:靠近管嘴或其它固定點?是否有適當的支撐?熱膨脹的限制措施是否正常?
(e) 表面狀況(是否存在腐蝕、翹曲、焊渣、洩漏通道、拉絲等?)。
(f)
從另一個來源洩漏到法蘭接頭上造成腐蝕或DTE(熱膨脹差)問題嗎?
(g) 法蘭是否經過改動?例如,除去突起物或RTJ金屬環墊片改為凸面法蘭上的纏繞墊片?
(h) 法蘭是否在最小厚度要求範圍內?(查看法蘭接頭標準或規範計算書。)
(i)
是否對法蘭對中情況進行測量 –當前和以前?
(j)
是否存在外部載荷(重量載荷或熱載荷)支撐(或缺少支撐)。
(k) 螺栓和/或法蘭是否保溫?保溫狀況如何?可擕式保溫墊的狀況如何(可拆除式保溫墊)?
。
用
些孔帶螺紋,但是,並不是所有的孔都帶螺紋,在拆下管箱進行檢查和清洗時,用於保持管板
使
習
到殼程的密封。帶螺紋的管板產生一個不同的有效螺栓長度,因為它相當於在螺栓的中間起到
學
部
一個螺母的作用。參見P-4.2。
內
P-3.5 以前的裝配實踐
供
僅 播。
(a) 安裝人員的資格、培訓。
,
件 得散
(b) 安裝程式和/或ASME PCC-1的符合性。
文
方 許不
(c) 安裝人員的接近程度-例如,工具擺放條件較差、無效的腳手架、螺母套頭扳手的適合性等。
官
(d) 接近接頭進行安裝作業的能力。採用的安裝工具。
非 經允
,
P-3.6 規範符合性
趣 ,未
興
(a) 密封墊片
人 產權
個
(b) 硬體(螺栓/雙頭螺栓、螺母、墊圈,墊圈是否是整體硬化墊圈?)、法蘭。
屬 知識
(c) 外部載荷(重量載荷、動載荷或熱力載荷)支架佈置的符合性(或缺少),以及管道熱膨脹限
純
容 構的
制的佈置。
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
(l)
所有螺栓的有效長度是否相同?換熱器的管板接頭就是一個具有不同有效長度的例子。管板有
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表 P-3.4 法蘭接頭洩漏報告樣本
1. 日期:___________________
8.
法蘭溫度/螺栓溫度:___________________
2. 裝置:___________________
9.
描述:洩漏類型:
(微量、滴漏、蒸汽漏、排放)
3. 設備:___________________
10. 洩漏時間(水壓試驗時,首次開車時,開車期間後面
一段時間,降溫時,運行____個月後)
其它___________________
4. 接頭名稱:___________________
5. ISO或圖號:__________________
6. 法蘭尺寸/ 壓力等級:____________
7. 墊片材質 / 類型:_______________
11. 螺栓潤滑情況:___________________
12. 描述接頭的使用:如,管箱蓋_________________
13. 圈出描述的位置和方位。
頂部東
西
北
管道法蘭接頭
底部西
立式法蘭
頂部
東
南
西
北
東
南
底部
。
用
使
水準法蘭
習
學
部
內
供
僅 播。
15. 在四個位置測量法蘭之間的間
對於 30 英寸以上的法蘭, , 散
件 得 測量法蘭四個位置的偏移量。
隙。
測量八個位置。文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
16. 測量轉動螺母需要的扭矩。
在緊固過程中,記錄施加的扭矩。
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
14. 標出洩漏位置。
17. 施加扭矩之後,在螺母上做出下列標記:
18. 洩漏狀態:無變化 __ 減小__ 停止 __
19. 不利條件:___________________________
不轉動的螺母 = 0
稍微轉動的螺母 =X
轉動的螺母 = XX
很容易轉動的螺母 = XXX
20. 說明:_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
21. 建議:_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
22. 姓名:________________________________________________________________________________
23. 簽字:_______________________________________________________________________________
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P-4 法蘭設計和可接受的實踐考量的檢查清單
如果設計、規格或製造(包括密封墊)有缺陷,即使裝配良好的接頭也無法按預期工作,並且無法產
生正確的夾緊力。 由於螺栓連接中這些固有的相互作用、相互依賴和相互關係,一個正確安裝的螺栓連
接的性能取決於在可接受的範圍內做出的許多選擇和執行的活動。
下面的設計和實踐檢查清單是一種工具,旨在説明故障排除人員發現與特定的法蘭接頭相關的潛在
問題。 它適用於發生過長期洩漏的標準管道接頭和規範設計的法蘭接頭(如上所述)。
P-4.1載荷影響
通常,設計(或選擇)法蘭接頭僅用於內部系統壓力載荷,而實際上,可能會發生大量外力、壓力波
動和熱力載荷,並影響密封墊載荷和接頭的氣密性。
P-4.1.1外部彎曲力或軸向力
(a) 查看設計檔和計算書是否有規定的其它力,並將其與當前操作環境進行比較。 考慮管道系統
對噴嘴和容器法蘭接頭的反應。
(b) 對照設計檔,審查管道系統的實際佈置、支撐、導架和限制措施,是否有未預料到的彎曲力或
。
用
(c) 對外部載荷對接頭的影響進行評估。參考文獻[1]及其參考資料提供了承壓法蘭接頭外部載荷的
使
習
評估方法,也存在完全能夠評估法蘭接頭上的外部載荷這樣的公共電腦程式。
學
部
(d) 雖然《鍋爐與壓力容器規範》(ASME BPVC)第VIII卷第1冊的附錄2沒有具體引用,但是,
內
在規範UG-22段落中涉及了考慮所有載荷的要求,如果考慮,將會降低洩漏的可能性。
供
僅 播。
,
件 得散
P-4.1.2 熱膨脹差(Differential Thermal Expansion,DTE)。
文
方 許不
所有在非環境溫度條件下工作的法蘭接頭,螺栓與法蘭之間都存在熱膨脹差。必須考慮對法蘭部件
官
的軸向和徑向影響。一般情況下,當法蘭和螺栓的膨脹係數匹配良好時,正常安裝的法蘭接頭在工作流體
非 經允
,
溫度低於 260℃(500℉)時,應能承受正常的開車/停車。
趣 ,未
興
人 產權
個
P-4.1.3 壓力波動
屬 知識
應檢查系統內會受到壓力波動的法蘭接頭,以確定熱膨脹差和波動載荷的限制措施和錨固件的一致
純
容 構的
性。
內
譯 方機
翻
文 重官
P-4.2接頭的柔性問題
中一般來說,強度更高、長度更長的螺栓可以增加法蘭接頭的柔性,與單個法蘭接頭相比,具有兩個法
請尊
軸向力。考慮管道熱膨脹在意外約束時在力和彎矩方面的影響。
蘭的接頭也是如此。柔性更大的法蘭接頭可承受更苛刻的工況,例如熱膨脹差載荷。如果需要,強度高的
螺栓還可允許更高的安裝載荷。
P-4.2.1單法蘭接頭。由一個法蘭和插入螺栓孔的螺栓組成的法蘭接頭,本質上柔性較差,通常麻煩更
大,因為密封墊厚度損失或鬆弛的餘量較少,以及由於螺栓的有效拉伸長度較短產生的熱膨脹差的餘量
更小。這種法蘭接頭的剛度大約是正常的相同尺寸和壓力等級的兩個法蘭接頭的兩倍,所以厚度每損失
0.02 毫米(0.001 英寸)(組裝後),螺栓載荷的損失也大約是其兩倍。
P-4.2.2增加螺栓彈性。如果需要,可以考慮通過採用加長套和更長的螺栓來增加螺栓的有效長度,從而
增加螺栓的彈性。(螺栓的有效拉伸長度,計算時通常採用為螺母接觸面之間的距離加上一個螺栓直
徑。)
P-4.2.3法蘭剛度。法蘭的剛度應滿足ASME BPVC規範關於最佳接頭性能的要求[參見第VIII卷第1冊214(a)段],可接受的成功經驗表明的其它情形除外。對現有的法蘭可考慮添加分瓣式支撐環來加強剛
度,限制法蘭的過度旋轉。
!"#$%&'()*+,-./ ASME 0123$%45(./67&'89/:,;<%=>?@-AB9C
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2022 O 6 P
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P-4.3螺栓材質方面的考慮
(a) 如果採用低強度螺栓很明顯會發生屈服(或通過計算可預測),應考慮採用允許較大螺栓目標
預應力的高強度螺栓。例如,SA-193 B7、SA-193 B16、SB-637(合金N07718)等。
(b) 匹配法蘭與螺栓的膨脹係數越接近越好(參見P-4.1.2)。
(c) 採用和設計高強度螺栓系統[例如,SA-193 B7、SA-193 B16、SB-637(合金N07718)等],以
便達到345MPa(50ksi)或更高的目標螺栓預應力。
(d) 如果要求不銹鋼螺栓,SA-453 660級是最佳選擇,因為它的強度性能可達到345MPa(50ksi)的目
標螺栓預應力。
(e) 避免使用低強度SA-193 B8 1級不銹鋼螺栓,這些螺栓最有可能導致不合格的低安裝載荷。應
變強化的SA-193 B8 2級螺栓可達到較好的效果。
P-4.4螺栓間距方面的考慮
(a) 根據扳手的空間尺寸檢查最小螺栓間距,確認螺栓安裝的可接近性。
(b) 螺栓間距過大可能會導致墊片應力低。非標準法蘭的螺栓間距通常不超過2倍螺栓直徑加上,6
倍法蘭厚度除以數量(m+0.5)。其中,m是第VIII卷第1冊附錄2中的墊片係數。m = Smo/壓
。
用
使
力,採用參考文獻[2]和[3]中的基於密封性的墊片常數。
P-4.5密封墊方面的考慮
P-4.5.1墊片的選用
習
學
部
內
供
僅 播。
(b) 事實證明,無論填充材料如何,傳統的雙面夾套密封墊片設計在法蘭受到不同徑向運動的法蘭
,
件 得散
接頭中存在問題,例如在管殼式熱交換器的管板接頭中。這是由於金屬夾套的破壞或金屬夾套
文
方 許不
磨損導致的墊片應力鬆弛增加。這兩種失效機制都是由法蘭接觸表面的徑向差異運動(徑向剪
官
切)引起的,從而加劇了墊片固有的密封性差的特性。
非 經允
,
(c) 每側都帶有柔性石墨貼面層的墊片樣式,例如螺旋纏繞墊、金屬齒形墊和波紋金屬墊片,不僅
趣 ,未
興
大大提高了對徑向剪切的抵抗力,而且提高了密封性,應該考慮作為替代品。
人 產權
個
(d) 結合柔性石墨貼面設計的雙面夾套密封墊,例如在墊片的每個側面上都帶有柔性石墨貼面層並
屬 知識
採用波紋金屬填充元件的3層波紋金屬型墊片,已發現可以改進墊片的彈性恢復特性,適用於
純
容 構的
廣泛的服務應用。不建議將石墨膠帶現場直接應用到傳統的雙面夾套墊片上,這種做法並不如
內
譯 方機
購買那種本身設計將指定的石墨面層作為其一部分的墊片有效。
翻
官
文檢查墊片應力是否在預期或規定的螺栓預應力下。
重
中(e)
(f) 尊
墊片寬度選擇 — 通常使用16毫米(5#8英寸)或更寬的墊片。使用寬度在25毫米至38毫米
請
(a) 公稱尺寸600mm(24英寸)以上的纏繞墊片很脆弱,應輕拿輕放。考慮採用帶內環型。
(1.0 英寸至 1.5 英寸)範圍內的墊片。
P-4.5.2 密封墊的位置及接觸面
(a) 檢查墊片接觸面位置是否盡可能靠近螺栓圓周(例如,儘量減小 ℎ= 尺寸),以減少法蘭旋轉
對壓緊面的影響。
(b) 對於大多數非管道應用,密封墊接觸表面光潔度應在 3.2 μm 至 6.3 μm(125 μin. 至 250
μin.)的範圍內。 按照 ASME B16.5 進行管道法蘭表面處理。
(c) 比表面光潔度更深的徑向劃痕應當進行修復。(請參閱附錄 D。)
(d) 無論什麼形式的墊片,使用突起物不是普遍接受的良好工程做法。如果法蘭出現徑向位移差或
檢查法蘭面時發現,則應除去突起物。
(e) 採用凸面/凹面或榫槽面來確保正確的密封墊對中,避免出現工藝問題。
P-4.6 法蘭形式選擇方面的考慮
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P-4.6.1 圓錐體-輪緣式法蘭(Tapered-Hub-Type)(見圖P-1)。
焊接頸
圓錐體-輪緣式法蘭,
(a) 通過錐形輪緣提供從法蘭厚度到殼程厚度最有利的應力過渡,以避免疲勞和脆性斷裂為主導設
計要求的應用時,這樣的設計考慮是相當有利的。
(b) 允許對焊連接到殼程(C 類位置)
(c) 允許對C類對焊接頭進行射線探傷檢查
。
用
使
(d) 為給定的法蘭厚度提供最大的法蘭剛度
(e) 適用於致命介質的應用。
P-4.6.2 滑模式法蘭(Slip-on-type)(見圖P-2)。
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
滑套焊接
人 產權
個
屬 知識
純
(a) 滑模式法蘭不應該用於致命介質的應用環境(ASME
BPVC 規範第 VIII 卷第 1 冊要求)
。
容 構的
內
(b) 滑模式法蘭採用雙角焊縫焊接到殼程,因此無損檢測限制為磁粉檢測或滲透檢測。
譯 方機
翻
官
(c) 應力通過角焊從法蘭(或法蘭輪轂)厚度突然過渡到殼程,這樣這不利於以避免疲勞和脆性斷
重
中文尊
裂為設計要求的應用。
請
(d) 配對接頭的表面焊縫形成的凹陷,可能會產生一個積液池和不等的熱應力,在升溫週期過程中,
會導致臨時洩漏。
(e) 在長期使用滑模式法蘭過程中,形成的良好做法如下:
(1) 限制使用設計溫度不超過 343℃(650℉)
。
(2) 將碳或低合金鋼法蘭限制在實心高合金殼程上的設計溫度不高於 232°C (450°F),除非通過
完整的應力分析證明更高的溫度是合理的並被用戶接受
(3) 在焊接兩側之前,通過法蘭中心設置一個小直徑[3 mm (1/8 in.)]的放空口。
(4) 避免用於會受到中度腐蝕的介質,例如,要求腐蝕裕度超過 1.5mm(1/16 英寸)
,考慮表面
焊縫洩漏和由此造成的法蘭內徑與殼程之間縫隙內的隱藏性腐蝕。
(5) 避免用於熱氫介質 [定義為用於碳鋼時,氫氣分壓超過 100psia,相應的同時溫度超過 200℃
(400℉)],或其它由用戶或行業定義的氫氣介質限制。
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P-4.6.3 搭接式法蘭(Lap Joint Flange)(見圖P-3)。
搭接焊
(a) 搭接法蘭允許在壓力邊界中需要使用昂貴的高合金材料時,使用高強度、碳或低合金鋼的法蘭
。
用
(b) 允許使用與上述法蘭材料的膨脹係數相當接近的高強度螺栓,例如 SA-193 B7、SA-193
使 B16
習
和 SB-637(合金 N07718)。
學
部
(c) 當法蘭接頭將會經受快速加熱/冷卻溫度迴圈時,搭接式法蘭是一種優越的法蘭樣式。這是因
內
為搭接法蘭不會承受像錐形輪轂型法蘭在熱力迴圈週期內產生不連續的力和力矩,這會導致不
供
僅 播。
必要的法蘭旋轉週期。此外,搭接法蘭不與工作流體緊密接觸,因此法蘭元件的加熱/冷卻速
,
件 得散
率相對於工作流體的變化有所延遲,從而使法蘭和螺栓之間不希望存在的溫差最小化。
文
方 許不
(d) 可適用於致命介質的應用,前提是用於搭接接頭短端的
C 類接頭滿足ASME BPVC 第VIII卷
官
允
第1冊UW-2的要求。
非 經
,
趣 ,未
興
P-4.6.4 搭接法蘭的使用 關於搭接法蘭的使用,長期以來形成的良好做法是:
人 產權
個
(a) 要求完成的搭接環厚度至少比殼程的標稱壁厚大5mm(3/16英寸)以上。
屬 知識
(b) 要求在所有制造完成後,根據需要對搭接進行正面和背面加工,以提供平行表面和垂直于殼程
純
容 構的
軸線的表面
內
譯 方機
(c) 對於公稱直徑1000mm(40英寸)(含)及以下,提供3mm(1/8英寸)的搭接型法蘭到殼程間
翻
隙,對於較大的公稱直徑,提供5mm(3/16英寸)的間隙。
重官
中(d)文尊
請 對密封墊/搭接/法蘭的設計進行配置,使墊片載荷在搭接片(在 ASME BPVC 第 VIII 卷第 1
材料。
冊強制附錄 2 中定義為 G)上的作用力,盡可能地與法蘭與搭接片背面的作用點相重合(作
為法蘭和搭接片之間接觸面的中點)。
推薦的的徑向搭接寬度如下:
管口/容器外徑,mm (英寸)
徑向搭接寬度,mm (英寸)
外徑≤457 (18)
25 (1.00)
457 (18)<外徑 ≤ 914 (36)
38 (1.50)
914 (36)<外徑 ≤1 523 (60)
45 (1.75)
外徑> 1 523 (60)
50 (2.00)
一般說明:
(a) 徑向搭接寬度的測量,是從搭接到殼程連接焊縫的焊腳到搭接環的外緣。
(b) 在外殼上為每個搭接接頭法蘭提供至少四個凸耳,以便將接頭撬開以拆卸和更換密封墊。 法蘭
環位於水平面內的接頭中,最下端法蘭的凸耳,在法蘭拆開後也可以支撐法蘭。
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P-5 洩漏問題及潛在解決方案
本節提供一系列診斷表,每個診斷表專門用於具體類型的洩漏事故。這些是:
LHT:水壓試驗過程中的洩漏(參見表P-1)
LIO:升溫或首次運行過程中的洩漏(參見表P-2)
LCU:由於溫度或壓力波動造成的洩漏(參見表P-3)
LTO:運行幾個月之後的洩漏-管道(參見表P-4)
LDS:停車期間的洩漏(參見表P-5)
P-6 參考文獻
[1] Koves, W.J.,“Design for Leakage in Flange Joints Under External Loads”,ASME PVP學報,論文
PVP2005-71254,2005年7月。
[2] Payne, J.R.,“On the Operating Tightness of B16.5 Flanged Joint,”,ASME PVP學報,論文PVP200861561,2008年7月。
[3] Bickford, J.H.,“An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints,”,第19節,CRC出版社,
。
用
使
1995年。
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
官
中文尊重
請
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表 P-1 水壓試驗過程中的洩漏 (LHT)
跡象
可能原因
潛在解決方案
有些螺栓鬆動或接近鬆動
螺栓和/或法蘭間隙變化
安裝不當
採用改進的安裝程式和合格的安裝人員。參見第 11 節
和附錄 A。
間隙變化,某一側螺栓扭矩
過大
對中偏差過大
根據規範糾正對中。參見第 5 節和附錄 E。
有些(或所有)螺栓需要的
扭矩過大,有些墊圈鬆動或
接近鬆動
螺栓-螺母等級不對,螺紋
損壞,螺栓屈服或變形
更換所有螺栓/螺母,使其符合規格和等級要求。參見段
落 4(c)和附錄 N。
有些(或所有)螺栓需要的
扭矩過大,有些墊圈鬆動或
接近鬆動
有些螺栓發生咬牙或螺母
下麵發生咬合
(a) 更換所有螺栓。考慮不同的螺栓或螺母材質(例如,
避免在不銹鋼螺栓上使用不銹鋼螺母,或增大螺栓
與螺母之間的硬度差到超過 50 HBW)
(b) 考慮採用整體硬化的墊圈。參見附錄 M。
(c) 查看潤滑劑的選用和潤滑使用。參見第 7 節。
密封墊片在圓周周圍壓緊
不均勻,或夾在法蘭面之間
墊片從法蘭面脫落(沒有
對中)
。
用
使
(a) 重新安裝接頭,重點注意墊片的位置。參見第 6 節。
習
學
部
(b) 採用改進的安裝程式和合格的安裝人員。參見第 11
節和附錄 A。
內
供
僅 播。
(b) 考慮採用防變形的墊片
,
件 得散 11.3。
(c) 改進間隙測量方法。參見
文
不
(d) 方
初次安裝時以較小的增量來逐步提高螺栓載荷,採
許
官
允
非 經用更多(非圓形)的步驟
,
11
未(e) 採用改進的安裝程式和合格的安裝人員。參見第
趣
節和附錄
A。
,
興 權
人
法蘭面由於焊渣、工具敲擊 可能以前的檢查或安裝過
(a) 重新機加工,達到規範要求。參見附錄 C。
個 識產
屬
等而損壞,需要檢查確認
程中沒有注意到損壞
(b) 改善檢查程式和方法。參見第 4 節。
純 的知
容
內 機構可能以前的檢查中沒有注 (a) 重新機加工,達到規範要求。參見附錄 C 和附錄 D
因為強腐蝕性介質,法蘭面
譯
被過度腐蝕而損壞,需要檢
和 ASME PCC-2,305 條款。
方 意到損壞
翻
查確認
官
(b) 改善檢查程式和方法。參見第 4 節。
中文尊重
精確測量確認,法蘭環翹曲
以前的檢查中沒有注意到 (a) 重新機加工,達到規範要求。參見附錄 C 和附錄 D
請
金屬纏繞墊向內變形,或墊
片周圍的厚度差過大
墊片載荷不均勻
或彎曲突出平面
損壞
(a) 考慮採用帶內環的密封墊
和 ASME PCC-2,305 條款。
(b) 改善檢查程式和方法。參見第 4 節。
表 P-2 升溫或首次運行過程中的洩漏(LIO)
跡象
檢查時螺栓沒有擰緊
可能原因
在升溫過程中,由於墊片初
始蠕變過大而發生螺栓載
荷丟失
潛在解決方案
(a) 增大初始螺栓載荷。ASME BPVC 第 VIII 卷第 1
冊強制附錄 2。
(b) 在升溫過程中考慮熱態扭矩緊固(如果安全)
(c) 通過增加螺栓的有效長度來增大接頭的柔性(參
見 8.2.1)
,考慮使用螺栓加長套或具明確標識的
錐形彈簧墊圈.
(d) 採用鬆弛性能較小的密封墊
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運行一旦進入穩定狀態就
停止洩漏
由於部件短期溫差過大導
致螺栓載荷丟失
(a) 提高安裝螺栓載荷
(b) 增大密封墊寬度
(c) 通過增加螺栓的有效長度來增大接頭的柔性(參
見 8.2.1)
,考慮使用螺栓加長套或具明確標識的
錐形彈簧墊圈.
(d) 進行溫度-結構分析,對法蘭/螺栓短期受溫度影
響變形進行評估,找出進一步糾正措施
(e) 考慮更換為搭接法蘭,以減小法蘭與螺栓之間的
膨脹差
間隙變化,有些螺栓鬆動或
接近鬆動
安裝不當
參見表 P-1 中的相同項
有些(或所有)螺栓需要的
扭矩過大,有些墊圈鬆動或
接近鬆動
有些螺栓發生咬牙或螺母
下麵發生咬合
參見表 P-1 中的相同項
彈簧吊架不對,支撐架抬
起,限位措施佈置不當
管道支架或限位措施佈置
造成彎曲力矩過大
(a) 對照設計圖紙,檢查支架和限位措施
。
用
使
(b) 對已經安裝的管道系統的熱力和重量回應進行分
析,重點關注法蘭接頭受到的彎曲力矩
(c) 糾正其它任何不足之處
習
學
部
內
供
僅 播。
,
散
件中的相同項
金屬纏繞向內變形,或墊片 墊片載荷不均勻
參見表 P-1
得
文
周圍的厚度差過大
方 許不
官
金屬纏繞變形
墊片選型或設計不良 非 (a) 允
考慮採用帶內環的密封墊
經
,
趣 ,未 (b) 使用另一種不太軟的墊片
興
(c) 考慮採用防變形的墊片
人 產權
個
屬 知識
純
容 構表的P-3 由於溫度或壓力波動造成的洩漏(LCU)
內
譯 方機 可能原因
跡象 翻
潛在解決方案
官
文
重
中
運行一旦恢復穩定狀態,
由於工藝溫度(或壓力)
(a) 增大密封墊片寬度
尊
洩漏就停止或減小
短期劇烈變化,螺栓載
請
密封墊片有一段沒有壓緊,
或夾在法蘭面之間
墊片從法蘭面脫落
(沒有對中)
荷損失
參見表 P-1 中的相同項
(b) 提高安裝螺栓載荷
(c) 通過增加螺栓的有效長度來增大接頭的柔性
(參見 8.2.1)
,考慮使用螺栓加長套或具明確
標識的錐形彈簧墊圈.
(d) 考慮工藝操作改變以放慢加熱或冷卻速率或減
少溫度變化
(e) 考慮更換為搭接法蘭
與外部事件相關聯的洩
漏,一般情況下,一旦恢
復到穩定狀態,洩漏即停
止
環境突然變化,例如大
雨
(a) 提高安裝螺栓載荷
(b) 考慮外部遮罩
表 P-4 長期運行(幾個月)之後的洩漏- (LTO)
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跡象
可能原因
密封墊結構/填料缺失,或
不再有彈性或不再符合要
求
密封墊片化學降解(化
學分解、氧化等)
改變墊片形式
彈簧吊架不對,支撐架抬
起,限位措施佈置不當
管道支架或限位措施不
當
參見表 P-2 中的相同項
檢查時螺栓沒有擰緊
由於墊片長期蠕變,螺
栓載荷損失
參見表 P-2 中的相同項
檢查時螺栓沒有擰緊,墊
片明顯降解,墊片結構不
再健全
由於墊片物理降解,墊
片不適合該工作溫度
更換為適合工況的墊片
墊片結構不再健全(雙面
夾套斷裂或金屬纏繞變
形),由於法蘭面徑向位
移,墊片表面出現刻痕
由於法蘭徑向位移差,
造成墊片物理降解
(a) 除去法蘭面上的所有突起
潛在解決方案
(b) 更換為能夠承受徑向剪切力和更大磨損的墊片。
例如,附錄 C 中列出的前三種類型的墊片。
。
用
使
習
學
部
內
供
跡象
可能原因
潛在解決方案 僅
。
播
,
檢查時螺栓沒有擰緊
由於墊片長期蠕變加上
(a) 提高螺栓初始載荷
件 得散
文
部件冷卻差,造成螺栓
不
(b)
方 考慮熱態時扭矩緊固(如果安全)
載荷損失
許
官
(c)允
考慮更適合工況的不同形式的密封墊片
非 經
,
檢查時螺栓沒有擰緊,墊
由於墊片物理降解,墊
趣 ,未 更換為適合工況的墊片
興
片明顯降解,墊片結構不
片不適合工作溫度
人 產權
再完好
個
識
屬由於法蘭徑向位移差,
知
檢查時螺栓沒有擰緊,墊
(a) 除去法蘭面上的所有突起
純
的
容
片明顯降解,墊片結構不
造成墊片物理降解和螺
(b) 更換為能夠承受徑向剪切力的墊片。例如,附錄
內 機構 栓載荷損失
再健全(雙面夾套斷裂或
譯
C 中列出的前三種類型的墊片。
方
金屬纏繞變形)
,由於法蘭
翻
官
文 重
面徑向位移,墊片表面出
中
現刻痕尊
請
表 P-5
停車(Shutdown)期間發生的洩漏(LDS)
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附錄 Q
使用動力設備的注意事項
Q-1 一般指導
本附錄旨在為使用動力設備組裝壓力邊界螺栓接頭時可能需要的其他注意事項提供相關背景參考。
動力設備可以包括液壓、電動或氣動螺栓緊固工具。本附錄不包括有關使用動力設備的具體說明和有關
使用動力設備的安全注意事項。動力設備的安全使用和操作指南通常由設備製造商提供。
本附錄僅涉及常用的裝配設備。其他專用或定制設備可能比所列設備具有不同的優勢或劣勢,此類
設備不在本附錄的範圍內。
在使用動力設備的所有情況下,由於施加載荷誤差的恒定源很小,所獲得載荷的精度隨著施加的螺
栓應力低而降低,這是附錄 O 中要求的最小螺栓應力 Sbmin 的原因之一。應遵守附錄 O 的限制,否則
。
用
使
獲得的螺栓載荷可能非常不準確(例如,只有預期載荷的一半)
。此外,對於使用動力工具進行扭矩控制,
獲得的扭矩精度在工具可用扭矩範圍的上限和下限處會降低。此外,在最大扭矩水準下,工具磨損要高得
習
學
部
多。因此,這些工具通常應在總扭矩範圍的 20% 至 80% 的最佳精度範圍內使用。
內
供
Q-2 氣動和電動扭矩扳手
僅 播。
,
Q-2.1 說明
件 得散
文
氣動和電動扭矩扳手由氣動或電動馬達通過減速齒輪系統連接到裝配的套筒組成。齒輪系統降低轉
方 許不
動速度同時增大電機扭矩(扭矩優勢)
。氣動衝擊槍因為無法精確控制施加的扭矩所在不包括在這組工具
官
非 經允
中。
,
趣 ,未
Q-2.2 好處
興
人 產權
氣動和電動扭矩扳手的使用速度通常比液壓扭矩裝配工具快得多。
個
Q-2.3 缺點
屬 知識
純
氣動和電動扭矩扳手依賴於齒輪系統(扭矩倍增器系統)
,因此與液壓扭矩扳手相比,本質上更可能
容 構的
內
變得不準確或達不到校準級。在使用氣動扭矩扳手的情況下,扭矩精度和使用速度也可能受到合適的氣
譯 方機
源供應(壓力和流量)的影響。同樣,電池供電會影響電池供電工具的扭矩精度和使用速度。
翻
官
精度和使用注意事項
Q-2.4
重
中文
尊
氣動和電動扭矩扳手應以比液壓扭矩扳手更頻繁地進行校準或驗證,以獲得正確的扭矩。或者,如
請
果使用液壓扭矩扳手完成擰緊程式的最後一遍,則可以以相同的頻率檢查它們。這樣做的優點是在第一
個步驟時螺母轉動較明顯使用更快的方法,在最後一個步驟時使用更準確的方法,此時螺母轉動最小。為
使緊固更加精確,有些扭力扳手在達到扭矩時需要鬆開扳機,不要重新扣動扳機,一旦它們第一次達到扭
矩停下,再次扣動扳機可能會導致施加超出目標負載的額外負載。
Q-2.5 組裝程式注意事項
氣動和電動扭矩扳手的使用方式與手動扭矩扳手相同。與手動方法類似,應按要求的方式對螺栓施
加扭矩,直到螺母不再轉動,以確保獲得所需的螺栓載荷。
Q-3 液壓扭矩扳手
Q-3.1 說明
液壓扭矩扳手使用小型液壓缸通過套筒或中空工作頭向工具施加扭矩。有兩種常見類型的扭矩扳手:
方頭驅動和薄型中空扳手。通過更換標準衝擊套筒(類似於手動扭矩扳手)
,方頭驅動扳手能夠覆蓋更大
範圍的螺栓直徑。薄型中空扳手在螺母周圍需要的空間較小,並且在大多數情況下更易於使用(由於扭矩
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施加點和扭矩反作用支撐點對齊於同一平面)
。此外,與方頭驅動扳手一起使用的套筒相比,薄形中空扳
手可以用在螺柱突出較多的場合。
Q-3.2 好處
液壓扭矩扳手相對容易應用(即它們在應用上類似於手動扭矩扳手)並且能夠提供較大的扭矩範圍。
液壓扭矩扳手對於大直徑螺栓的拆松更有效(即,它們可以產生更高的扭矩水準)
。
Q-3.3 缺點
液壓扭矩扳手可與其他形式的扭矩應用相媲美。在能使用 50%或更大覆蓋率的拉伸器組裝的接頭範
圍內,通過扭矩與拉伸進行緊固,液壓扭矩扳手的組裝時間通常更長,螺栓載荷變化更大(由於,即使控
制良好,螺母係數仍有 20% 或更大變化)
。然而,液壓扭矩扳手的裝配時間和螺栓負載變化在一般用途
下仍在可接受範圍內。
Q-3.4 精度和使用注意事項
液壓扭矩扳手通常用於超過 680 Nm (500 ft-lb) 的扭矩水準,因為在高於該水準的某些應用中使用手
動扭矩扳手變得困難。低於 680 Nm (500 ft-lb)的扭矩,手動扭矩扳手使用起來更快更簡單。液壓扭矩扳手
部件容易磨損和變形,內部部件需要足夠的潤滑,以最大限度地減少因工具摩擦引起的負載損失。因此,
。
用
大修後,也應使用校準的壓力扭矩表來確保獲得目標扭矩。液壓泵上的壓力錶也應定期校準。
使
習
注意:目前仍沒有動力扭矩扳手校準頻率的標準。出於參考目的,根據 ISO 6789 要求,手動扭矩扳手的
學
部
校準頻率為 12 個月。
內
Q-3.5 組裝程式注意事項
供
僅 播。
液壓扭矩扳手的使用方式與手動扭矩扳手相同,用於接頭組裝。在為所需應用選擇正確的扳手時,
,
件 得散
應考慮工具使用空間和扭矩範圍。扳手施加的扭矩由泵施加的液壓力決定。所需的泵壓力通常從所用特
文
方 許不 。與手動方法類似,應按要求的
定扳手規格獲得的壓力與扭矩對照表中讀取(所需壓力由扳手尺寸確定)
官
方式對螺栓施加扭矩,直到螺母不再轉動,以確保獲得所需的螺栓載荷。
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
Q-4 液壓螺栓拉伸器
個
Q-4.1 說明
屬 知識
純
液壓螺栓拉伸器相當於一個擰在螺栓的末端的小型的空心液壓缸。螺栓載荷通過油缸中的液壓施加
容 構的
內
到螺栓上。一旦獲得所需的螺栓載荷,向下轉動被擰緊的螺栓上的螺母,使之與法蘭接觸,然後釋放螺栓
譯 方機
翻
拉伸器壓力,使螺栓載荷轉移到螺母上。在將載荷轉移到螺母的過程中,最初施加的螺栓拉伸器載荷的一
官
部分會丟失,這稱為螺母負載損失係數
(NLLF)。如果使用的螺栓拉伸器覆蓋率低於 100%,則在擰緊第
中文尊重
二組和任何後續螺栓組時會造成額外的負載損失。這種損失是由於額外的接頭元件偏斜(法蘭變形和密
請
有必要根據使用頻率確定適當的間隔週期,定期校準或驗證所達到的扭矩。如果發現扳手未校準,即使在
封墊壓縮)造成的,並導致先前擰緊的一組螺栓的負載減少。這種載荷損失稱為螺栓載荷損失係數 (BLLF)。
在這兩種情況下,負載損失都與接頭元件的剛度成比例。
為了補償這些負載損失,每一步需要通過增加施加的螺栓拉伸器的壓力。對於 100% 的螺栓拉伸器
覆蓋率,僅需要補償螺母負載損失係數 (NLLF),這通常需要將施加的載荷增加到所需最終螺栓目標載荷
的 105% 至 150% 範圍內。如果無法獲得增加的拉伸載荷以補償螺母負載損失(由於螺栓拉伸器載荷能
力限制或接頭部件強度限制)
,則需要接受較低的目標螺栓載荷或應使用替代的擰緊方法。
如果使用小於 100%的螺栓拉伸器覆蓋率,則增加初始步驟中施加的載荷以補償 NLLF 和 BLLF,
以減少組裝接頭所需的時間。這種施加載荷的增加量通常在所需最終螺栓目標載荷的 110% 到 150% 的
範圍內。在某些情況下,可能無法獲得所需的載荷(由於螺栓拉伸器負載能力不足或接頭元件強度限制)
。
在這些情況下,解決方案是執行額外的拉伸緊固次數(注意,如果負載不接近所需的載荷,則可能需要更
多的次數)
。
用於補償 NLLF 和 BLLF(對於 <100% 螺栓拉伸器覆蓋率)而增加的較高的液壓力通常稱為“壓力
A”。用於補償 NLLF 而增加的較低的液壓通常稱為“壓力 B”。例如,在 50% 的螺栓拉伸器覆蓋率中,
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壓力 A 施加到第一組螺栓,然後壓力 B 施加到第二組螺栓。然後使用壓力 B 來檢查是否獲得了所需的負
載(拆松測試)
。
Q-4.2 好處
正確應用液壓拉伸可以非常快速和準確[通常用於 M50 (2 in.) 和更大的螺栓]。由於沒有扭轉和螺紋
咬牙(因為螺母只在不受載的情況下向下轉動)
,它還有助於提高螺栓壽命(降低螺栓重複使用的風險)
。
螺栓更換仍應按照附錄 N 進行評估。此外,液壓拉伸在法蘭接頭周圍以均勻的方式同時施加載荷,從而
使密封墊壓縮更均勻,彈性相互作用更小,從而降低組裝過程中密封墊損壞的可能性。
Q-4.3 缺點
液壓拉伸依賴於精確的估計或計算 NLLF 和 BLLF。如果這些損耗因素值不是以合理的精度水準確
定的,那麼該方法可能不如扭矩控制準確。對於剛性法蘭上的短螺栓(通常認為長度與公稱直徑之比小於
5)尤其如此。此外,所需的負載可能會超過接頭元件的強度極限(見上文)
。使用螺栓拉伸器還需要螺栓
的螺紋部分在使用拉伸器側的螺母外表面,至少延伸超出一個螺栓直徑。
Q-4.4 精度和使用注意事項
應準確確定負載損耗係數(示例指南可在參考文獻[1]中找到)或使用伸長量測量工具(超聲波、帶
。
用
施加的載荷以確保獲得所需的最終載荷(通常,測量的螺栓載荷可以獲得目標載荷的±5%以內)
使。如果採
習
用更高的螺栓拉伸器覆蓋率百分比,則該方法更準確(並且執行速度更快)
。應確保螺栓拉伸器橋架平放
學
部
在法蘭背面。如果它騎在輪轂圓弧或類似的地方,那麼在施加壓力期間螺栓拉伸器將無法與螺栓對齊,導
內
致施加的螺栓載荷明顯損失(10%到 30%)
。拉伸緊固程式應包括重複施加螺栓拉伸器壓力和從螺栓上拆
供
僅 播。NLLF 量達 5%。一般
下螺栓拉伸器之前擰緊螺母,這有助於預載入螺紋使螺母緊貼到法蘭面,並將減少
,
件 得散
情況下,為了便於組裝和拆卸的一致性,在組裝前應潤滑雙頭螺栓的兩端。
文
方 許不
Q-4.5 組裝程式注意事項
官
用於小於 M27 (1-1/8 in.) 的螺栓的拉伸緊固設備的可用性可能存在問題,通常只有大於
M24 (1 in.)
非 經允
,
的螺栓採用拉伸緊固方法。此外,基於足量的拉伸器和合格的操作員的原因,使用液壓拉伸器作為默認裝
趣 ,未
興
配方法是不切實際的。在所有情況下,螺栓應在螺母上方至少伸出一倍直徑的長度,以允許螺栓拉伸器頭
人 產權
個
安全接合。
屬 知識
(a) 100% 螺栓拉伸器覆蓋率所需的程式大致如下:
純
容 構的
(1) 步驟 1a:按照製造商的說明,按照圖
Q-4.5-1 將螺栓拉伸器安裝到所有螺栓上。遵循設備安全
內
機
譯 方
說明,包括在施加任何壓力之前確保所有螺栓拉伸器完全擰到螺栓上,以防止受傷。確保每個螺栓
翻
文 重官
中拉伸器完全平放在法蘭上,如果有任何間隙或螺栓拉伸器面與法蘭不平行,則應在繼續拉伸之前將
尊
其修正,否則將無法達到滿載。將螺栓拉伸至裝配載荷的
70%,並根據第 11.3 的指南測量法蘭間隙。
請
有內置載荷測量的螺栓或伸長量計)對每個步驟至少幾個螺栓最終獲得的螺栓載荷進行測量驗證,調整
(2) 步驟 1b:將螺栓拉伸至裝配載荷的 105% 至 150%,壓力乘數等於 1/NLLF,根據所用法蘭和
密封墊的標準表確定或通過計算確定(參見參考文獻[1])
。獲得目標螺栓載荷所需的液壓是使用製造
商的載荷與施加的壓力錶或以下計算確定的:
所需液压压力 =
目标螺栓应力 × 螺栓面积
拉伸器的压力面积
請注意,所使用的螺栓面積應與用於計算目標螺栓應力的面積相同,即根部面積或拉伸面積(根據
附錄 H)
。對於 100% 螺栓拉伸器覆蓋率,如果同時列出壓力 A 和壓力 B,則使用壓力 B。重新測量法蘭
間隙以符合第 11.3 的要求。為最大限度地減少鬆弛,反復將螺栓拉伸器壓力從零加壓到滿載數次,在每
個操作迴圈中擰緊螺母,直到螺母移動量最小(<1/16 個螺母轉動面)
,然後再卸下螺栓拉伸器。
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圖 Q-4.5-1
24 個螺栓,24 部機具示例
步驟 1a,同時拉伸所有螺栓至目標裝
配載荷的 70%,測量法蘭間隙
步驟 1b 以後,同時拉伸所有螺栓至目
標裝配載荷的 105%,測量法蘭間隙。
重複上述操作不再測量法蘭間隙直到
轉動螺母緊固時螺母不再發生移動。
(b) 螺栓拉伸器覆蓋率為 50% 所需的程式概述如下:
。
用
包括在施加任何壓力之前確保所有螺栓拉伸器完全擰到螺栓上,以防止受傷。確保每個螺栓拉伸器
使
習
完全平放在法蘭上,如果有任何間隙或螺栓拉伸器面與法蘭不平行,則應在繼續張緊之前將其修正,
學
部
否則將無法達到滿載。
內 [(1 + BLLF)/NLLF],
(2) 步驟 1b:將螺栓拉伸至裝配載荷的 110% 至 200%(壓力 A)
,壓力乘數等於
供
。
僅[1])播
根據使用法蘭、墊片的標準表確定或通過計算確定(參見參考文獻
。獲得目標螺栓負載所需的
,
件 得散
液壓是使用製造商的載荷與施加的壓力錶或以下計算確定的:
文
方 許×不
目标螺栓应力
螺栓面积
所需液压压力 = 官
允
非 拉伸器的压力面积
經
,
請注意,所使用的螺栓面積應與用於計算目標螺栓應力的面積相同,即根部面積或拉伸面積(根據
未
趣
興 權,
附錄 H)
。在此過程中使用壓力 A。測量法蘭間隙以符合第
11.3 的要求。為了最大限度地減少鬆弛,將
人
產
個
螺栓拉伸器壓力從零到滿載迴圈幾次,在每個迴圈中擰緊螺母,直到額外的螺母移動最小(<1/16 螺母轉
屬 知識
動面)
,然後再卸下螺栓拉伸器。
純
容 構的
(3) 步驟 1c:將第二組螺栓拉伸至裝配載荷的
105% 至 150%(壓力 B 係數)
,根據使用法蘭、墊
內
機
譯 方
片的標準表確定或通過計算確定(參見參考文獻
[1])
。重新測量法蘭間隙。為了最大限度地減少鬆
翻
官
文 重
中弛,將螺栓拉伸器壓力從零到滿載迴圈幾次,在每個迴圈中擰緊螺母,直到額外的螺母移動最小
尊 螺母轉動面),然後再卸下螺栓拉伸器。
(<1/16
請
(1) 步驟 1a:按照製造商的說明,按照圖 Q-4.5-2 將螺栓拉伸器安裝到螺栓上。遵循設備安全說明,
(4) 從第 2 步開始:將至少四個螺栓拉伸器放在第一組螺栓上。將螺栓拉伸器增壓至 100% 的安裝
載荷(壓力 B)。如果用手能轉動螺母,則所有第一組螺栓都應重新拉伸至裝配載荷(壓力 B)的
105% 至 150%。對下一組螺栓重複此檢查,直到螺母移動小於指定限制。
(c) 覆蓋率低於 50% 的程式類似於 50% 覆蓋率的程式,但需要更多的緊固步驟和檢查步驟。
Q-5 參考文獻
[1] Brown, W., Hydraulic Tensioner Assembly: Load Loss Factors and Target Stress Limits, ASME PVP Conference,
Anaheim, CA PVP2014-28685 (2014)
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圖 Q-4.5-2
24 個螺栓,50%覆蓋率(12 部機具)示例
步驟 1a,隔一顆螺栓拉伸至目標裝配載荷的
70%,測量法蘭間隙
步驟 1b 以後,在相同的螺栓上拉伸至目標裝配載
荷 110%-200%,測量法蘭間隙
步驟 1c 以後,拉伸相鄰的螺栓至目標裝配載荷
105%-150%,測量法蘭間隙
步驟 2,拉伸相鄰的螺栓至目標裝配載荷 100%,
檢查螺母轉動。如果螺母轉動較明顯,重複拉伸
和檢查直到轉動螺母緊固時螺母不再發生移動。
。
用
使
習
學
部
內
供
僅 播。
,
件 得散
文
方 許不
官
非 經允
,
趣 ,未
興
人 產權
個
屬 知識
純
容 構的
內
譯 方機
翻
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中文尊重
請
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