石化装置钢结构的高强螺栓施工方法分析

石化装置钢结构的高强螺栓施工方法分析

张超

(中国石油天然气第一建设有限公司，河南省洛阳市 471000)

摘 要：高强螺栓在石化装置钢结构中扮演着重要角色。本文将深入探讨石化装置中高强螺栓的施工方法，着重关注高强螺栓的预紧力控制、施工步骤的细节，以及正确的紧固模式等方面。通过对这些关键要点的分析和研究，旨在为石化装置钢结构的高强螺栓施工提供全面的指导和洞察，以确保工程结构的可靠性。

关键词：石化装置；钢结构；高强螺栓；施工方法

一、石化装置钢结构高强螺栓施工方法

1 技术准备

技术准备阶段是整个工程的关键环节之一，根据工程的实际需要，选择合适的高强度螺栓是非常重要的。在确定螺栓的长度和附加长度时，需要充分考虑工程的结构特点、施工环境和力学性能等因素。这些细节的考虑可以确保螺栓在施工过程中的稳定性和可靠性。在施工轴力与终拧力矩的换算过程中，大六角高强度螺栓的施工必须将施工轴力换算为施工扭矩作为施工控制参数。这一步骤是必要的，因为在施工过程中，扭矩是能够被准确测量和控制的，而轴力则难以直接控制。通过换算，可以确保螺栓的紧固程度和预应力达到工程所需的规范要求。在选择和确定高强度螺栓的长度和附加长度时，还需要考虑其安装位置和作用力的分布。不同的位置和作用力分布会对螺栓的长度和附加长度产生影响。因此，在技术准备阶段，需要对工程图纸进行深入的分析和研究，以确保螺栓的选择和长度确定完全符合工程的实际需要。

2 螺栓预紧力的控制

  预紧力，即螺栓在连接过程中的初始张力，它直接影响连接的紧固力和承载能力。因此，正确控制预紧力是高强螺栓施工中的一个关键步骤。工程师和施工人员必须依赖适当的工具和设备。其中，扭矩扳手和液压扭矩扳手是常用的工具，它们能够精确地施加所需的扭矩力矩，以达到规定的预紧力值。首先，在进行螺栓预紧之前，需要根据工程设计和规范要求，确定每颗螺栓所需的扭矩数值。这通常涉及到计算和考虑材料特性、连接构型、受力情况以及工作环境等因素。然后，根据所选的扭矩数值，使用相应的工具施加力矩。扭矩扳手和液压扭矩扳手通常配有内置的扭矩调整装置，以确保准确的施力。注意，除了力矩数值外，还需要确保力矩的方向正确。因为不同连接需要不同的力矩方向，通常在工程设计中已经明确指出。最后，完成预紧后，必须进行检查以确保每颗螺栓都获得了正确的预紧力。这包括使用扭矩表或扭矩扳手的内置显示屏来验证实际施加的力矩是否符合规定值。并将所有相关数据和记录妥善保存以备将来的检查和维护。综合来看，高强螺栓的正确预紧力控制不仅有助于保障结构的可靠性，还有助于防止螺栓松动或过度紧固，从而减少潜在的损坏风险。这对于确保石化装置钢结构的长期安全运行至关重要。

3 螺栓施工步骤

高强螺栓的施工过程涉及一系列关键步骤，以下进行详细说明：第一步是清洁和准备。在进行高强螺栓的安装之前，连接部位应确保是清洁的，没有杂物或污垢。这一步骤的关键在于保持螺栓和连接面的表面清洁，以确保螺栓能够紧密贴合，减少摩擦阻力，提高预紧效果。第二步是定位和对齐。螺栓的准确位置和对齐将直接影响结构的整体稳定性。通过使用适当的夹具和定位工具，有利于确保螺栓的孔位与连接件完美对齐，避免不良的对齐情况。因为不良的对齐可能导致螺栓承受不均匀的载荷。这种不均匀的负荷分布会引发螺栓扭曲或受力不均，从而降低了结构的整体性能，甚至可能导致结构失稳。第三步是钻孔和穿孔。这一步骤涉及根据螺栓的规格和要求，在连接部位进行必要的钻孔和穿孔工作。通过这些钻孔和穿孔操作，有利于确保螺栓能够准确插入并紧密连接到相应的连接件上。需要注意的是，必须确保钻孔的直径和深度与规范要求相符，因为正确的钻孔使螺栓能够牢固地嵌入连接部位，提供了坚实的支撑，分担了结构的负荷，进一步保障了结构的稳定性和安全性。第四步是安装螺栓。就是将螺栓插入事先准备好的孔中，然后使用适当的工具进行预紧。为了确保每颗螺栓都得到正确的预紧力，通常会使用扭矩扳手或液压扭矩扳手等专用工具，以施加正确的扭矩力矩，从而达到预定的预紧力数值。这确保了每颗螺栓都处于恰到好处的张紧状态。第五步是检查和调整。也就是说，螺栓安装完成后，必须对其进行仔细检查，以验证实际施加的力矩是否符合规定值。这个过程确保了每颗螺栓都处于适当的张紧状态，使连接的可靠性得到维护。若检查过程中发现异常，比如某颗螺栓未达到规定的预紧力，应立即采取调整措施，重新施加适当的扭矩力矩，以确保螺栓处于正常状态。总而言之，这些施工步骤的正确执行对于确保高强螺栓连接的可靠性和结构的稳定性至关重要。每一步都相互关联，一个环节的失误都有可能导致整个连接的不稳定性和不安全性。因此，在高强螺栓的施工中，细致入微的操作和严格的质量控制都是不可或缺的。

4 正确的紧固模式

  在实际施工中，不同的连接几何形状和设计要求需要不同的紧固模式。以下是对不同紧固模式的详细说明：第一，螺栓从中心向外均匀旋紧。这是一种用于环绕性连接或具有对称性的结构紧固模式。典型应用包括法兰连接或圆形底座。在这种模式下，首先从连接的中心开始紧固螺栓，然后依次向外沿径向工作。这确保了每颗螺栓受到均匀的预紧力，防止结构的不稳定性。第二，交叉紧固。是适用于矩形、正方形或其他非圆形几何形状的连接的常见模式，例如矩形板或框架。在这个模式下，螺栓按交叉的方式逐个进行紧固，以确保力在不同方向上均匀分布。通常，螺栓分为四个或更多个部分进行紧固。第三，星形紧固。是一种通用的紧固模式，适用于多螺栓连接，特别是大型连接或复杂结构，例如桥梁、塔吊或重型机械。在这个模式下，螺栓从连接的中心向外辐射状地紧固，确保力在不同方向上均匀分布。这有助于维持结构的稳定性和强度。第四，细分紧固。在某些情况下，可能需要更复杂的紧固模式，以确保力均匀分布。这种方法通常适用于大型和复杂的结构。细分紧固包括将连接分成多个部分，每个部分使用不同的紧固模式，以确保每部分都得到正确的预紧力。这有助于解决复杂结构中的挑战。总之，紧固模式的选择取决于具体的连接要求和结构设计。在实际施工中，需要根据工程师的指导和设计要求来确定正确的紧固模式，以确保连接的稳定性、可靠性和安全性。当然，无论采用哪种紧固模式，都需要保证螺栓的预紧力是均匀的，以降低潜在的结构问题和失败风险。

二、结束语

  综上所述，本文探讨了高强螺栓施工的关键方法和步骤，包括螺栓预紧力的控制、施工步骤、紧固顺序等方面。这些方法的正确应用对于确保连接的稳定性、可靠性和安全性至关重要。在今后的石化装置钢结构工程中，我们应继续关注高强螺栓施工方法的不断改进和优化，以确保结构的持久性和可靠性。通过采用最佳实践和严格的质量控制，我们可以确保工程的成功完成，以提高整个行业的安全性和可持续性。

参考文献：

[1]谭秋香.装配式钢结构梁柱节点高强螺栓安装穿孔率提升研究[J].福建建材, 2023(3):104-106.

[2]鲁伊腾. "一种用于钢结构工程狭缝节点处高强螺栓终拧检测的工具.", CN112833936A. 2021.

[3]邓维新.某展馆钢结构安装和高强螺栓质量控制探析[J].工程建设与设计, 2022(17):4.