马鞍三通传统紧固方法应改进，带压开孔精确紧固法3分钟学会

所谓螺栓是一种机械零件，用来管道带压开孔工程施工作业中配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。

这种连接形式称为带压开孔作业螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。依照相关标准，碳钢、合金钢螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。

螺栓虽然是一个小小的零部件，甚至并不起眼，我们对螺栓的拧紧力矩也没有真正的关注过。只有在一个个由于螺栓引起的管道系统渗漏事故后，才开始重视螺栓在带压开孔机及管道件紧固的重要性。尤其是管道带压开孔工程施工作业过程中，出现了由于螺栓的质量问题所引起的危险介质泄漏，所造成的后果是不堪设想的。

我们应当通过深入的了解螺栓拧紧的原理及螺纹知识，有助于我们对螺栓的充分认识，螺栓拧紧的必要性和关键程度是我们日常带压开孔机装配和管道带压开孔施工作业所关注的主要对象，力矩的有效控制则能体现出一个岗位甚至一个项目组的管理水平。

前面已经讲过了管道带压开孔前对管件（垫片、螺栓、螺栓等）的检查工作，那么下面将讲述管道带压开孔作业中马鞍三通的紧固原理及操作：

1.理论公式：

T=F/2{dp*(us/cosa+tgb)/(1-us/cosa*tgb)+dwuw}≈F/2*{dp*us/cosa+dptgb+dwuw}

式中：us为螺纹副摩擦系数；uw为端面摩擦系数；

Dp为螺栓有效直径，粗牙螺纹，dp=0.906d，细牙螺纹，dp=0.928d；

Dw为端面摩擦圆等效直径，dw=2/3*(du3-di3)/(du2-di2)=1.3d；

Du、di分别为摩擦圆的外径及内径；

D为螺纹公称直径；

B为螺纹升角，粗牙螺纹b=2。50‘，细牙螺纹=2。10’

A为垂直截面内的螺纹牙形半角，约为29。58’

2.马鞍三通紧固件拧紧的实质

控制螺纹紧固轴力（预紧力），保证被连接件（马鞍三通A及B件）所需的夹紧力。夹紧力需适中，夹紧力过小，被连接的马鞍三通两个连接件容易松动。夹紧力过大，马鞍三通AB连接件容易损伤，同时也容易造成螺纹件的损坏，而马鞍三通内部的橡胶垫受力过大被紧固破裂或严重变形失去密封作用，从而造成紧固后汇漏。

所以管道带压开孔作业中马鞍三通的紧固轴向预紧力具有上限值和下限值。其中下限值是由马鞍三通的连接结构功能所决定，此数值必须保证被联接件在工作过程中始终可靠贴合。上限值是由螺栓（螺母）和马鞍三通AB两端连接件的强度决定，此数值必须保证螺栓及被联接件在预紧和服役过程中不发生破坏。（如螺栓拉长、拧断、脱扣、被联接件压陷/破裂等）。

3.马鞍三通螺纹联接装配工艺方法

在控制角度的带压开孔马鞍三通螺纹紧固过程中，开始时使用扭矩控制把螺栓旋紧至一个固定的扭矩值，到达此扭矩后，后续的紧固过程就在扭矩和角度的双重控制下进行，直到达到管道带压开孔工程设计中所预设的紧固扭矩和旋转角度。正确的使用转角控制系统可以避免螺栓进入材料塑性区间，防止超过螺栓的受理屈服点，造成安全隐患。同时转角控制也能明显减少锁紧力的流失，保证达到足够的预紧力。

在管道带压开孔工程施工作业中马鞍三通的螺栓紧固过程中，使用的扭矩和转角的度数都不同，因此使用过转角控制紧固的螺栓不能再次使用。

螺栓拧紧方法主要有两类：分别是弹性拧紧和塑性拧紧。弹性拧紧一般指扭矩拧紧法，塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等。

总体上来讲主要分为：扭矩直接控制法、扭矩控制-转角监控法、扭矩+角度控制法、屈服点控制法、螺栓长度控制法等。下面就挑选常用且对带压开孔马鞍三通紧固有效的方法来讲述：

3.1扭矩直接控制法

T=K*D*F

TU=KL*D*FU

TL=KU*D*FL

扭矩直接控制法利用扭矩与预紧力的线性关系进行控制的方法，通过将拧紧工具设置到某个扭矩值来控制被联接件的预紧力。在管道带压开孔工程施工马鞍三通的工艺过程、零件质量等因素稳定的前提下，该紧固方式操作简单、直观，因此在施工中被广泛采用。根据经验，在拧紧螺栓时，大概50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，40%消耗在螺纹的摩擦上，仅有10%的扭矩用来产生预紧力。

由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多，所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低。 而且有极少数的螺栓联接，扭矩可以达到规定值。而螺栓头还未完全与被联接件贴合或间隙有时很小，目视不容易发现。此时带压开孔施工作业中的马鞍三通AB连接件的扭矩值是合格的，但其预紧力很小，甚至没有。其初始预紧力的离散度随着拧紧时摩擦损耗等因素的控制程度而变化，因而离散度较大，精度很低。因此，这种方法仅应用于压力较小且为非关键部位的紧固程序。

管道带压开孔工程施工中马鞍三通的角度控制紧固法及屈服点控制法、螺栓长度控制法将在以后的文章中再分别进行讲述。请关注百家号，提出您的问题。