1、课题来源与背景 螺栓联接方式在石油化工系统中应用十分普遍，螺母扭紧后，施加给螺栓一个轴向预紧力，这一预紧力对螺栓性能及连接效果影响较大，预紧力过大，螺栓可能产生塑性变形，从而疲劳断裂，影响螺栓使用寿命，同时可能诱发结果失稳；预紧力过小，工件连接过于松弛，易产生振动、位移、密封泄漏，影响连接的可靠性。特别是螺栓组连接，由于采用扭矩法施加预紧力，扭转力矩首先要克服螺纹摩擦、螺母端面与工件表面摩擦等阻力，真正作用在轴向预紧力方面的扭矩仅10%左右，因此采用扭矩法紧固的螺栓实际预紧力很难一致，有10%--30%的误差。这一误差会导致同一螺栓组中各个螺栓的预紧力有大有小，给装置安全、长、满、优运行带来隐患。 随着企业对石化装置安全性、科学性要求的不断提高，采用扭矩法紧固的关键部位，其扭紧力矩多少合适，每条螺栓的预紧力是否均匀等问题变得越来越突出，依靠传统经验公式计算出的扭矩数据，已经无法指导受过各种载荷、高温，甚至螺纹变形等情况的螺栓定力矩紧固作业，需要通过一种方法掌握使用程度不同的各种螺栓在同一扭矩下的预紧力误差，从而制定出切实可行的定力矩紧固施工标准。为了更好地指导定力矩 近年来由于法兰泄漏导致事故频发，石化公司应集团公司周敏副总工程师关于法兰定力距紧固相关研究要求，2015年1月4日石化公司关于建设螺栓预紧力实验室审批完成，项目启动，通过对法兰螺栓紧固系统性的研究，实现“定扭矩紧固”，要走标准化、规范化之路。 集团公司内部目前定力距紧固方法及数据基本依靠GB150-2011《压力容器》中推荐数据及自身工作中积累的实践经验完成紧固工作。因而，在一定程度上存在着紧固力（力矩）不足、过大或者力（力矩）不均匀等情况，一旦发生生产波动，往往会造成密封点的泄漏，影响装置的安全平稳运行，甚至会酿成生产事故。 实验室经过对模拟设备多次反复试验及数据收集整理分析，综合现场施工具体情况，研究分析出科学合理的现场紧固值，总结出新方法，新规范，为现场定力距紧固提供实验支撑及技术指导。 2、研究的目的与意义 随着企业对石化装置安全性、科学性要求的不断提高，采用扭矩法紧固的关键部位，其扭紧力矩多少合适，每条螺栓的预紧力是否均匀等问题变得越来越突出，依靠传统经验公式计算出的扭矩数据，已经无法指导受过各种载荷、高温，甚至螺纹变形等情况的螺栓定力矩紧固作业。 需要通过一种方法掌握使用程度不同的各种螺栓在法兰紧固上的合理扭矩值及详尽科学的施工方法，从而制定出切实可行的定力矩紧固施工标准。 在石化行业推广“定扭矩紧固”，规范了法兰螺栓的紧固操作，克服了螺栓紧固力矩不足、过大或者力矩不均匀等现象的发生，避免了了装置在开工及运行过程中易燃、易爆介质的泄漏，着火甚至事故的发生，安全效益显著。 我公司实施定扭矩紧固的实验成果包括紧固力（力矩）值的确定，紧固方法的实施及相关规律的摸索等的确定经验均值得石化行业其他企业借鉴推广。 3、主要论点与论据 随着企业对石化装置安全性、科学性要求的不断提高，采用扭矩法紧固的关键部位，其扭紧力矩多少合适，每条螺栓的预紧力是否均匀等问题变得越来越突出，依靠传统经验公式计算出的扭矩数据，已经无法指导受过各种载荷、高温，甚至螺纹变形等情况的螺栓定力矩紧固作业，需要通过一种方法掌握使用程度不同的各种螺栓在同一扭矩下的预紧力误差，从而制定出切实可行的定力矩紧固施工标准。为了更好地指导定力矩紧固施工，实现对螺栓预紧力的精确控制。 应集团公司要求，化建公司于2015年初设计建立定力距紧固实验室，通过对设备紧固过程的模拟实验，对大量实验数据分析，总结出现场定力距紧固科学扭距值、施工方法及相关规律，指导现场定力距紧固施工。2．创新点 实验室设计为模拟现场设备定力距紧固过程，对不同型号法兰螺栓模拟施工全过程。通过在线压力应变环测试系统及离线超声波应力检测系统，实时检测设备紧固过程中的螺栓夹紧力变化情况，对比分析数据，科学确定现场施工所需扭矩值及方法。数据有实时性和对比性，可以跟踪设备紧固操作全过程，便于数据、曲线对比分析、总结，此实验方案为集团公司内前所未有。 4、创建与创新 在中石油内部首次进行法兰螺栓定力距紧固的科学系统性实验分析，为科学的法兰定力距紧固提供实验依据，指导现场定力距施工，使其科学化，合理化、规范化。试验建设方案及研究成果均填补集团公司系统内空白。 5、社会经济效益，存在的问题 2015年大庆石化公司全厂大检修共指导完成紧固螺栓48000余条，经过水压试验及温度波动无一泄漏，直接为公司创效400余万元。规范了法兰螺栓的紧固操作，克服了螺栓紧固力（力矩）不足、过大或者力（力矩）不均匀等现象的发生，避免了了装置在开工及运行过程中易燃、易爆介质的泄漏，着火甚至事故的发生，安全效益及环保效益显著。 6、历年获奖情况 此项成果在2015年度获得大庆石化公司科技进步二等奖。

大庆石化建设公司

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