冷紧 热紧在一些施工规范如《石油化工剧毒,可燃介质管道工程施工及验收规范》等对法兰螺栓“冷紧”“热紧”做出了具体规定大概一 螺栓在高温下产生应力松弛事紧固力减少。二随温度的变化,螺栓会热胀冷缩,对法兰的紧固力产生影响。 就是温度影响 高温对法兰密封性能的影响: (1)应力松弛。在高温下操作时,螺栓的内应力会慢慢变小,常温下紧固时产生的弹性变形,会因为蠕变使其伸长的,一部分变成塑性变形,螺栓内的弹性变形量减小,从而使其对法兰的紧固力减小,即产生应力松弛。 应力松弛能否真正使螺栓的紧固力减小到危险的程度,取决于螺栓材质所具有的蠕变强度和蠕变速度,设计人员在选用螺栓时,均选用符合设计温度的螺栓,螺栓在设计温度下蠕变强度是否足够的,其蠕变速度一般在10 -6%(1/h)左右,其蠕变速度之小在几个月甚至几年内都难有变化,在投产试运期间则更是微不足道了。 (2)螺栓热胀。随温度的升高,管道或设备法兰、垫片和紧固螺栓都要相应膨胀,径向膨胀对法兰的密封性能无影响,轴向膨胀则是主要影响因素,可分两种情况:一是法兰和螺栓为同等材质。法兰与介质直接接触,而螺栓杆要通过法兰和螺母的传导和法兰的热辐射吸收热量,存在部分热量损失。另外,螺栓单位体积的表面积不法兰大,散热教快。所以,法兰的温度显然要高于螺栓,法兰的轴向膨胀量也显然大于螺栓。同时,垫片受热后,厚度也有增加。结果是受热后,法兰和垫片的轴向膨胀总量大于螺栓的膨胀量,使螺栓对法兰的紧固力随温度的升高面增大,自动产生了“热紧”现象。二是法兰和螺栓为不同材质。这时要根据两种材质的线膨胀系数和温度来确定。但各类钢材的线膨胀系数差别很小,且螺栓的温度教法兰要低,因此,不足以对法兰的紧固力产生不利影响。 低温对法兰密封性能的影响 材料在低温下产生“冷脆”,但与法兰的密封性能无关。螺栓和法兰在低温下收缩会对法兰的密封性能产生一定影响,这种影响与高温时正相反,螺栓对法兰的紧固力随温度的降低而减弱。 总结 在高温条件下,只要设计人员正确选用了适当材质的螺栓,螺栓的应力松弛现象短期内)包括试运期间内)可以忽略;如果螺栓材料的蠕变强度不够,那么在升温期间就可发生明显蠕变,即使“热紧”也没有用,因为“热紧”后,螺栓还会以同样的速度继续蠕变。 在升温过程中,螺栓的紧固力不会随温度升高而减弱。因此,在试运过程中人为地“热紧"是不必要的,而且是有害的。因为它破坏了原来法兰受力的均衡状态,而且会因紧固力增加而使垫片的弹性变差,发到容易引起管道或设备泄漏。在温度降低的过程中,由于螺栓对法兰的紧固力随温度的降低而减弱,“冷紧”的必要性从理论上说是存在的。但在实际施工中,法兰往往在施压合格后,试运前就完成了保冷工作,这样一方面可以防止管道及设备从外界吸收热量;另一方面如果法兰暂不保冷,在降温过程中,法兰和螺栓会吸收空气中的水分而在表面结冰,保冷材料会使螺栓与法兰的温差很小,从而使螺栓收缩对法兰紧固力的影响小到可以忽略。