大型容器法兰螺栓连接顺序

法兰连接是一种用途非常广泛的可拆卸密封结构，在石油化工、核工业及医药等行业中应用较多，其中螺栓法兰的连接形式由于其便于拆卸而得到普遍使用。但是，如果在安装过程中存在装配不当的现象，如垫片法兰对中不当、装配面清洁不足、螺栓未充分预紧等，法兰在服役过程中受到高温或者载荷波动的影响，容易导致密封结构的失效。对大型法兰而言（通常指公称直径大于DN1OOO的法兰）,由于尺寸因素的影响，其弹性交互作用相较于常规小尺寸的法兰接头而言更加严重，在安装过程中螺栓力的均匀分布将难以保证，由此造成垫片应力分布不均。在长期高温或者载荷波动的工况下，螺栓容易产生松动，垫片应力较低部位往往会发生泄漏失效。法兰接头一旦发生泄漏，将造成巨大的经济损失与安全事故。

    本文以某反应器的大型容器法兰为例，研究分析预紧顺序对法兰密封性能的影响，并比较了几种常用预紧方法的效果，根据大直径法兰的结构特点提出了一种更优的预紧方法。

 某型号的试验反应容器如图］所示，容器的顶部设置有一个法兰，便于更换内部结构。反应器的工作压力为2. IMPa,工作温度为310°C。顶部法兰的公称直径为DN1150,压力等级为class 300。法兰尺寸如图2所示。该法兰共设有48个螺栓孔，螺栓尺寸为M36。

 法兰的预紧方法

    为了方便编制法兰螺栓的预紧顺序，首先对法兰的所有螺栓按照顺时针的顺序进行编号，如图6所示。

1传统方法

    传统的法兰螺栓预紧方法为十字交叉法,先进行三轮十字交叉拧紧，之后进行三轮顺序拧紧。本文中袪兰的具体预紧顺序如表1所示。

4.2 ASME PCC-1螺栓法兰拧紧方法

    1995年，ASME成立了后建造委员会(PostConstruction Committee),为在役的承压设备和管道提供检查和管理相关的规范和标准。2000年,PCC首次发布了 ASME PCC—1《压力边界螺栓法兰连接安装指南》，目前最新版于2013年发布。ASME PCC-1附录F中根据研究对象法兰的螺栓数量给出了 几种使用单工具对法兰进行预紧的方法。

4.2.1 PCC—1 方法 1

    方法1的思路与传统方法类似，但是螺栓力的增加速度比传统方法快一些。先采用十字交叉法预紧，之后采用顺序法预紧。本文中法兰的具体预紧顺序如表2所示。

4.2.2 PCC-1 方法 2

    方法2对传统方法进行进一步的简化，并且不需要对螺栓进行编号标记，实施起来比较方便。先采用顺序十字对角法预紧螺栓，之后采用顺序法预紧螺栓。本文中迭兰的具体预紧顺序如表3所示。

    综合考虑拧紧螺栓的工作量和最终的预紧效果，应当优先采用PCC-1方法1和PCC-1方法2。