在工厂设备或装置的建设和安装过程中,细节往往起到了决定性的作用。例如,错误的螺栓连接可能会导致昂贵的停工事件和严重的安全事故。如何确保螺栓的装配和维护是按照标准进行的安全操作?本文提供了这些方式以飨读者。
本文刊登于PROCESS《流程工业》2024年第09期,原文标题《螺栓连接:设备安全背后的守护者》,本文作者Alexander Stark系《PROCESS》德文版自由撰稿人。
本文被引格式 [1]Stark A .螺栓连接:设备安全背后的守护者[J].流程工业,2024,(09):38-39.DOI:CNKI:SUN:LCYG.0.2024-09-013. 欢迎引用。
在设备或装置的制造过程中,螺栓虽不起眼,却是确保结构完整性与安全性的关键部件。如果没有安全可靠的螺栓连接,反应器、管道和储罐等组件将无法维持其必要的密封性和结构稳定性。鉴于工业环境中常伴有高压、高温以及化学品的腐蚀性等严苛条件,这些因素都对螺栓等连接件的质量和性能提出了极高的要求。
在选择螺栓连接时,不仅要考虑到安装与维护的便捷性,还需要充分评估其对设备整体性能的影响。例如,在液压或蒸汽系统中,任何微小的泄漏都可能降低设备的性能和能效;而对于气压管道来说,螺栓的松动则会直接威胁到系统的稳定性。更重要的是安全和环保因素必须放在首位,比如化学物质的泄漏不仅会造成环境污染。甚至可能导致螺栓连接彻底失效,进而引发严重的安全事故。
螺栓的材料与设计对于确保连接或密封系统的可靠性至关重要,这也是为何通常会选择经过特殊测试的特种材料来制造这些连接件。此外,用于紧固螺栓的工具也必须达到一定的耐用性、安全性和适用性标准,以确保整个系统的稳定运行。
螺栓标准规范螺栓连接件的制造商对其产品质量负有责任,并且在必要时需证明产品是依据现行的科学和技术标准生产的。这些标准和技术规范,特别是螺栓技术及其测试方法,通常由VDI/VDE 标准所界定。
其中,VDI2230 标准作为螺栓连接计算的全球参考基准,为设计工程师提供了一套结构化的计算步骤指导,以确保螺栓连接既功能安全又操作安全,同时最大限度地利用螺栓的承载能力。此外,欧盟的承压设备指令(简称PED)对化工中使用的连接件设定了基本要求,这些要求通过诸如EN1515-4、EN 13445-2和EN 13480-2等协调标准以及 AD-2000规范来实施。在这些标准中,详细规定了所有技术和安全要求,化工设备制造中使用的螺栓连接必须获得相应的认证。
由于法兰在石油和天然气精炼厂中应用广泛,在安装时必须格外小心,弯曲、冲击载荷及达到适当的预紧力是安装过程中面临的重大挑战,因为这些问题可能导致螺栓松动、下沉或松弛,进而造成预紧力的损失。为此,德国化学工业协会(VCI)发布了一份关于过程设备中法兰连接安装的指南。这份指南在德国工业界被广泛采用,并经常作为法兰连接安装的标准参考指南详细说明了安装人员的职责、工具和辅助工具的要求,以及安装环境的要求。
任何希望按照标准生产和保护自身免受损害(例如,在设备损坏时避免承担责任)的企业和个人,都应该遵循这些准则。这不仅提升了操作过程的安全性,还有效预防了错误的组装情况。
选择正确的螺栓连接不仅关乎系统的效率,还直接影响到生产工厂的安全运行,这对保障人员安全和环境保护同样重要
化工装置的高度复杂性增加了故障的风险。因此,必须定期进行维护和保养,以避免因停机和故障造成的高昂成本。此外,周期性的停机检修也被纳入设备的日常管理计划中,在此期间将进行大量维护、检查和修理工作。螺栓连接在此过程中扮演着极其重要的角色,因为它们是连接设备各个部分和系统的关键部件之一。为了确保这一过程能够顺利且安全地进行,使用恰当的螺栓工具是必不可少的。
在爆炸危险区,只被允许使用防爆工具,例如气动扭矩扳手或液压工具。这些工具可防止可燃蒸汽、气体雾气和粉尘的点燃。这类防爆工具通常需符合 Atex 标准(I 2G/D EXcIIB/IIB T6)的规定。
气动工具拥有许多优点:它们适用于危险区域,具备过载保护功能,并且具有紧凑和坚固的设计。此外,它们还对湿气和灰尘不敏感、质量轻以及具有良好的隔音效果。对于在狭小空间内紧固大螺栓的任务,液压扳手因其能够产生高扭矩而特别适用。不过,液压扳手在极端温度下的效率可能降低,特别是在液压油变稠时。相比之下,气动工具能在更广的温度范围内高效工作,但可能对空气系统中的污染物更加敏感。
类似这样的问题或螺栓连接的整体设计通常需要外部的专业知识。很多时候,企业会寻求专业的咨询机构或服务商的帮助,这些机构拥有丰富的经验和专业知识,可以提供从设计到实施的全方位解决方案。他们不仅能帮助选择合适的螺栓材料和规格,还能提供先进的紧固技术,确保连接的安全性和可靠性。
此外,外部专家还可以提供详细的培训和支持服务,确保现场工作人员能够正确理解和执行相关的标准和规范。这种专业的支持有助于提高工作效率,减少潜在的操作失误,从而降低事故发生的可能性。通过引入外部专家的服务,企业不仅能够优化现有的螺栓连接系统,还能在新项目的设计阶段就考虑到最佳实践,确保从一开始就构建出高标准、高可靠性的系统。
在技术和复杂性不断进步的今天,工厂设备生产的基础--螺栓连接依然是确保安全性和效率的关键要素。决定项目成败的不仅是那些显眼的大部件,更多的是那些常常被忽视的细小环节。
本文被引格式 [1]Stark A .螺栓连接:设备安全背后的守护者[J].流程工业,2024,(09):38-39.DOI:CNKI:SUN:LCYG.0.2024-09-013. 欢迎引用。
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