Carga y par de pernos: principio y práctica

Carga y par de pernos: principio y práctica

Cómo determinar la carga y el torque del perno al apretar la brida puede ser un tema de interés para todos. Primero, se plantean dos preguntas:

* Para pernos por debajo de M36, ¿cómo encontrar el valor de torque correspondiente si se conoce la carga del perno?

* Para pernos que se pueden estirar hidráulicamente, ¿cómo encontrar la carga de pernos correspondiente sin cálculo de brida?

Vida útil de perno de detección de coeficiente de par de pernos

Al diseñar bridas o informes de cálculo de brida de consultoría, puede encontrar la tensión del perno durante el pre-timbre y el funcionamiento de la brida. Para los pernos por debajo de M36, generalmente se puede usar una llave de par. Ahora que conoce la carga del perno, ¿cómo encontrar el valor de torque correspondiente? Puede consultar GB/T16823.2-1997 'Reglas generales para el ajuste de sujetadores roscados ' o materiales relacionados para encontrar el valor de torque correspondiente. Para los pernos que pueden estirarse hidráulicamente, puede consultar los datos del fabricante de la junta correspondiente para conocer la carga de pernos. Es más simple tomar directamente la resistencia de rendimiento del 45% del material del perno para calcular la carga de cada perno. Este es el par de carga de pernos que calculé: usando una llave de torque, la junta es una junta de herida en espiral (la junta del anillo de acero se puede usar mediante analogía), solo para referencia.

De acuerdo con las disposiciones de '9 brida' en GB150-1998 'Vessels de presión de acero ' P94, se obtiene la fuerza de sujeción de la junta, y luego se calcula el par de cada perno en función de la relación entre la fuerza y ​​el par. El tamaño de la brida de alta presión es: DN6 'PN1500Class (sello de junta de herida espiral), y su fuerza de precarga de brida se calcula de la siguiente manera:

1. Compruebe HG20592 ~ 20635-97 'Bodas de tubería de acero, juntas, sujetadores ' HG20631-97 Sala de sellado Diámetro exterior Diámetro exterior D ＝ 216 mm.

2. Verifique HG20631-97. El diámetro interno de la junta de herida espiral DN6 'PN1500 Clase D-Type es D2 = 171.5 mm, el diámetro exterior de la junta de la herida en espiral es D3 = 209.6 mm, el ancho de sellado de la junta es n = 19.05 mm y D3

3. Según GB150-98 P91 Tabla 9-1 1A Junta Basket Basic Selling Width B0=N/2 = 19.05/2 = 9.525 mm> 6.4 mm.

4. Según GB150-98 P94 9.5.1.1 Junta Efectivo de sellado Ancho B = 2.53 = 2.53 = 7.81 mm.

5. Según GB150-98 P94 9.5.1.2, el diámetro del círculo central de la fuerza de sujeción de la junta DG = D3-2B = 209.6-2 * 7.81 = 193.98 mm.

6. Verifique GB150-98 P93 Tabla 9-2 para el coeficiente de la junta M = 3.00 y la presión específica y = 69MPA para la junta de la herida. La presión de diseño de la tubería es de 15.85MPA y la presión de funcionamiento es de 14.4MPa.

7. Según GB150-98 P94 9.5.1.3, la fuerza mínima de sujeción de la junta requerida en el estado previo al aglutamiento FG = FA = 3.14dgby = 3.14 * 193.98 * 7.81 * 69 = 328236.4n.

8. Según GB150-98 P94 9.5.1.3, la fuerza mínima de sujeción de la junta requerida en el estado operativo es fg = fb = 6.28dgbmpc = 6.28*193.98*7.81*3.00*14.4 = 411009n.

9. Según la relación entre la fuerza y ​​el torque n = 0.2FD, la brida usa pernos de sujetador M36*3, 12 pares de pernos de sujetador y el diámetro real de la fuerza de rosca es d = 33.

10. El par de carga de cada perno en el estado previamente ajustado es NA = 0.2 (FG/12) d = 0.2 * (328236.4/12) * (33/1000) = 180n.m.

11. Bajo el estado operativo, el par de carga de cada perno np ＝ 0.2 （fg/12） d ＝ 0.2*（411009/12）*（33/1000 ）＝ 226n.m.

Lo anterior es el par requerido para cargar cada perno calculado de acuerdo con los requisitos de brida de GB150. Cuando se aplica al trabajo real, la llave de par puede cumplir completamente con los requisitos. Sin embargo, en el trabajo real, la llave de torque se opera de acuerdo con el 30%, 50%y el 100%de torque previo. Bajo la acción del par del 100% previo al titonado, el endurecimiento unas pocas veces más puede resolver por completo el problema.

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Confirmación del par:

• 1. Hablemos primero sobre la conversión de carga y torque. El fabricante de la llave de la llave de torque tiene una tabla correspondiente para verificar. También hay una fórmula en el libro de texto de la mecánica teórica. Un coeficiente en la fórmula es un rango, que debe determinarse de acuerdo con la situación real.

  
  

• 2. Se han realizado experimentos para verificar el cambio de carga uniendo las hojas de tensión a los pernos. La conclusión es: el coeficiente está dentro del rango recomendado, pero el cambio es relativamente grande. Esto está estrechamente relacionado con la precisión del mecanizado de la rosca del perno, el grado de lubricación, el acabado de la superficie de la tuerca y la superficie de la brida, el estado coincidente de la tuerca y la malla del perno, etc.

  
  

• 3. Por lo tanto, hay una gran diferencia entre el cálculo teórico y el resultado real.

  
  

• 4. Por supuesto, el uso de una llave de torque es un gran paso adelante en comparación con el método tradicional.

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Sobre la ley del efecto de cambio de fuerza de los pernos adyacentes durante el proceso de apriete de los pernos:

• 1. Análisis de la influencia de la fuerza en cada perno durante el proceso de apriete del perno. No importa qué tipo de junta se use, para garantizar el efecto de sellado, se requiere una relación de presión de sellado correspondiente. Durante el proceso de avance del perno, dado que la fuerza del perno se aprieta y aumenta gradualmente, la fuerza axial generada por la relación de presión de sellado se distribuye de manera desigual entre los pernos. Al apretar un perno, la fuerza en los pernos adyacentes se reducirá.

• 2. Ejemplo práctico: durante el proceso de endurecer el perno de acuerdo con el par especificado, si se carga un perno, la carga en los pernos adyacentes disminuirá inmediatamente.

• 3. Cuando la carga alcanza el valor especificado y aún se requiere que se cargue por alguna razón, la potencia de carga debe ser mucho mayor que la resistencia. Los resultados de nuestra prueba están en promedio superiores al 120%.

  
  

• 4. Un método más efectivo: después de varias vueltas, apriete los pernos que están separados por una carga aumentada (excediendo la carga teórica), y luego apriete los pernos adyacentes de acuerdo con la carga teórica. De esta manera, para una brida, la carga de cada perno forma una curva de carga relativamente uniforme.

03

La conexión de brida es un método de conexión importante para la construcción de tuberías. La conexión de brida es fijar dos tuberías, accesorios de tubería o equipo en una placa de brida, agregar juntas de brida entre las dos placas de brida y sujetarlos con pernos para completar la conexión. Algunos accesorios y equipos de tuberías ya tienen placas de brida, que también pertenecen a conexiones de brida. Las bridas se dividen en bridas roscadas (roscadas) y bridas soldadas. Los diámetros pequeños de baja presión tienen bridas roscadas, y los diámetros grandes de alta presión y baja presión utilizan bridas soldadas. El grosor de las bridas de diferentes presiones y el diámetro y el número de pernos de conexión son diferentes. Según diferentes niveles de presión, las juntas de brida también tienen diferentes materiales, desde juntas de asbesto de baja presión, juntas de asbesto de alta presión hasta juntas de metal. Las conexiones de brida son fáciles de usar y pueden soportar mayores presiones. Las conexiones de brida se usan ampliamente en tuberías industriales. En las casas, el diámetro de la tubería es pequeño y de baja presión, y las conexiones de brida son invisibles. Si está en una sala de calderas o un sitio de producción, hay tuberías y equipos conectados a bridas en todas partes.

Resumen

Este artículo explora el conocimiento relevante de la carga y el torque de pernos. A través del análisis del principio de fuerza de los pernos, hemos aclarado las características de las cargas de tracción, cizallamiento y compuestos que los pernos se llevan en diferentes escenarios de aplicación. Al mismo tiempo, el torque, como factor clave para lograr la precarga de pernos, su relación con la carga de pernos se elabora en detalle. Seleccionar correctamente el valor del par es crucial para garantizar la confiabilidad y seguridad de las conexiones de perno.

En aplicaciones de ingeniería reales, el cálculo de carga y la configuración de par de pernos deben considerar de manera integral múltiples factores como propiedades del material, métodos de conexión y entorno de trabajo. A través de métodos de análisis científico y una rigurosa verificación experimental, el diseño de la conexión del perno puede optimizarse de manera efectiva y se puede mejorar el rendimiento general y la confiabilidad del sistema.

En resumen, la carga y el par de los pernos son enlaces importantes que no pueden ignorarse en el diseño mecánico y la práctica de ingeniería. Solo comprendiendo profundamente y aplicando razonablemente el conocimiento relevante podemos garantizar que las conexiones de pernos puedan desempeñar su papel debido en varias condiciones de trabajo complejas y proporcionar garantías sólidas para la seguridad de la ingeniería y la operación de equipos estables.