预紧力控制成治理泄漏关键技术

文/宓正源

预紧力控制成治理泄漏关键技术

文/宓正源

美国HYTORC公司在1968年发明了世间第一部带反作用力臂的液压扳手，因为这一发明，为世人提供了能够紧固大尺寸螺栓的机具，帮助工人扔掉了大锤。现在工业界使用的液压扳手都是这种技术的翻版。同时，这个重要的反作用力臂也带来了负面的影响：紧固后的螺栓，操作人员无法测量实际的预紧力是多少。当反作用力臂的支靠点太近时，反作用力过大，会损坏液压扳手的壳体，容易夹伤操作人员的手指，有些工况很难找到反作用力臂的支靠点等缺陷。

为取消反作用力臂，同时控制好螺栓的预紧力，美国HYTORC公司作出了不懈努力和创新，终于在1990年推出了一项无反作用力臂紧固螺栓的专利技术：用一个自带反作用力臂的CLAMP拉伸螺母代替常规螺母。通过螺母的外套筒，巧妙地自平衡了反作用力，首次取消了传统的反作用力臂。这一技术适合对火电、核电、水电的大直径螺栓进行冷紧、冷松施工，不但能测得预紧力具体数值保证精度，还可大幅加快施工速度并减轻了工人的劳动强度。

该技术的不足也很明显，要用一个新的螺母代替原有的螺母，代价较高，除了对预紧力有严格要求的设备以外，对普通企业而言，全面推广有困难。因此，该公司在2003年又推出一款新的专利产品：用一个特殊的DISC拉伸垫圈代替常规的平垫圈。用这种方法紧固的螺栓，其预紧力的精度经德国实验室测试，为±4%。这一技术解决了石化企业的法兰泄漏问题以及风电叶片和轮毂的连接问题。相比新型螺母而言，一个拉伸垫圈的价格更容易使企业接受，但大批量使用此种垫圈还是需要大的投入。

该公司为了进一步减低客户的负担，在2014年又推出了一款Z-Washer“自反作用力垫圈”。该垫圈和常规的平垫圈具有相同的尺寸和材料，只是周边带一圈外齿。该垫圈和螺母接触面光滑，和法兰的接触面压有“滚花”以增加摩擦力。为了防止螺栓在紧固时发生螺栓跟转，同时推出了“防跟转垫圈”，该垫圈的尺寸和普通平垫圈一样，只是两面为了增加摩擦力，都压有“滚花”。机具转动螺母时，反作用力就通过驱动器的外套筒，传递到垫圈的外齿上，自相平衡，消除偏载，螺栓就被垂直拉伸，直接达到设定的预紧力。

到目前为止，这一无反作用力臂螺栓紧固技术已经在中国的石油、化工、钢铁、风电、火电、核电、水电、高铁、大型工程机械、造船业得到广泛应用。彻底消除了有关单位设备的法兰泄漏和螺栓松动事故，大幅减少了宝贵资源的浪费和停工维修的时间。

中国设备管理协会无泄漏无松动螺栓施工技术中心，向全国工业界介绍这项新技术。希望有关企业的领导，能够高度重视这一世界领先的螺栓紧固技术，只有领导真正理解，并认识到这项技术背后巨大的经济价值，才能推动和应用这项新技术，促进我国装备制造业的转型升级，彻底消除因法兰泄漏和螺栓松动引发的灾难性事故。

中国设备管理协会无泄漏无松动螺栓施工技术中心主任宓正源