Резина, паронит және ПТФЭ тығыздағыштарына арналған фланецтік болттардың бұрап тарту моментін есептеу
Расчёт момента затяжки фланцевых болтов
Введите параметры фланца по ГОСТ 33259-2015 и тип прокладки — получите момент затяжки в Н·м для динамометрического ключа, разбитый на 3 этапа затяжки крест-накрест.
Формула момента затяжки: M = K · F · d
Где: K — коэффициент трения в резьбе (0.13–0.25), F — усилие в болте (Н), d — номинальный диаметр резьбы (м).
Усилие в болте: F = σ · A_s, где σ — напряжение растяжения (берётся 40–70% от предела текучести), A_s — расчётная площадь сечения по резьбе (мм²).
Пределы текучести для классов прочности: 5.6 → 300 МПа, 8.8 → 640 МПа, 10.9 → 900 МПа, 12.9 → 1080 МПа (ГОСТ 1759.4).
Усилие сжатия прокладки: F_g = π · D_g · b · σ_обж, где σ_обж — минимальное удельное давление для герметизации. Для резины 2–5 МПа, паронита 20–40 МПа, фторопласта 10–20 МПа, графита 30–50 МПа, спирально-навитой 60–80 МПа.
Давление среды на болты: F_p = P · π · D²/4 — гидростатическая сила, стремящаяся разжать фланец. Калькулятор учитывает обе силы: для герметичности требуется одновременно обжать прокладку И компенсировать давление.
| Материал прокладки | Мин. σ обжатия | Макс. t, °C | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| Резина ТМКЩ/МБС | 2–5 МПа | +80…+100 | Вода, слабая химия, низкое давление |
| Паронит ПОН-Б | 20–40 МПа | +450 | Пар, горячая вода, нефть, универсал |
| Паронит ПМБ | 20–35 МПа | +450 | Масла, нефтепродукты, топливо |
| Фторопласт Ф-4 | 10–20 МПа | +260 | Агрессивная химия, кислоты, щёлочи |
| Графит армированный | 30–50 МПа | +550 | Пар высокого давления, ответст. узлы |
| Спирально-навитая СНП | 60–80 МПа | +600 | Нефтегаз, нефтехимия, критич. узлы |
УРТ өнім каталогы
РТИ, пластиктер, тығыздағыштар және жетектік белдіктерді өндіру және жеткізу. Екатеринбургтегі қоймадан жіберу.
Фланецтік қосылыста динамометриялық кілт не үшін қажет
Фланецтік қосылыс дұрыс тартылған болттарда ұсталады. Тартпай қалса — тығыздағыш қысылмайды, қосылыс ағады. Артық тартса — болт пластикалық деформацияға ұшырады, бұранда үзілді, тығыздағыш езілді. Осы екі сыни күй арасындағы айырмашылық моменттің 20–30%-ын құрайды, және оны көзбен дәл ұстау мүмкін емес: монтажшының қолы тек «мықты» мен «одан да мықты» дегенді ғана сезеді. Динамометриялық кілт осы қателікті жояды: әрбір болт бекіткішті деформацияламай, нақты тығыздағышты герметизациялау үшін қажет күшті дәл алады.
Жоғарыдағы калькулятор бекіткіштер механикасының классикалық формуласы бойынша тарту моментін есептейді: M = K · F · d, мұндағы F — болттағы күш (Н), d — бұранданың номиналды диаметрі (м), K — бұранданың күйі мен майлауға байланысты үйкеліс коэффициенті (графит майы үшін 0.13-тен тот басқан бұранда үшін 0.25-ке дейін). Бекіткіштер кестесі ГОСТ 33259-2015 стандартына сәйкес келеді: әрбір DN/PN комбинациясы үшін құрал болттардың дұрыс саны мен өлшемін қояды. DN 100 PN 16 үшін, мысалы, бұл 8 дана М16 болты — стандартты тарту кезінде аққыштық шегінің 55%-ымен 177 Н·м нәтижесі AS 4087 анықтамалығымен (180 Н·м) және FTS Boltworld ұсыныстарымен сәйкес келеді.
Тарту моменті неден құралады
Кілттегі момент — тәуелсіз шама емес. Ол болт қосылыстың ішінде жасауы тиіс физикалық күшке байланысты. Бұл күш (алдын ала жүктеме, F) фланецтік болт бір мезгілде шешетін екі есептен құралады.
1-есеп — тығыздағышты қысу. Әрбір тығыздағыш материалының минималды қысу қысымы болады, одан төмен ол герметизацияламайды. Резина үшін бұл 2–5 МПа, паронит үшін 20–40 МПа, фторопласт үшін 10–20 МПа, графит үшін 30–50 МПа, спиральді-орамалы СНП үшін 60–80 МПа. Тығыздағыш неғұрлым қатты болса — оны соғұрлым қатты қысу керек. Қысу күші F_обж = π · D_г · b · σ_обж ретінде есептеледі, мұндағы D_г — тығыздағыштың орташа диаметрі, b — оның тиімді ені.
2-есеп — ортаның қысымы астында фланецтің ашылуын болдырмау. Құбыр желісінің ішіндегі жұмыс ортасы фланецтерге ішінен қысым жасайды және оларды ығыстыруға тырысады. Бұл күш F_p = π · D² · P / 4 тең. DN 100 үшін PN 16 (1.6 МПа) кезінде ол шамамен 12.6 кН құрайды — бұл 40–60 кН қысу күшімен салыстырғанда аз, бірақ жұқа тығыздағыштар мен жоғары қысымдар үшін басым болуы мүмкін.
Барлық болттарға қажетті жалпы күш = F_обж + F_p. Болттар санына бөлгенде — бір болттың F күші. Әрі қарай момент формуласынан M аламыз. Калькулятор бұл тексеруді тікелей есептеу кестесінде көрсетеді: егер фактикалық тарту күші герметизациялау үшін қажетті күш + қысым ×2 қорынан аз болса, ескерту шығарылады.
| Тығыздағыш материалы | Мин. σ қысу | Макс. температура | Қолданылуы |
|---|---|---|---|
| Резина ТМКЩ/МБС | 2–5 МПа | +100°C | Су, әлсіз химия, PN ≤ 16 |
| Паронит ПОН-Б, ПМБ | 20–40 МПа | +450°C | Бу, ыстық су, мұнай, әмбебап |
| Фторопласт Ф-4 (ПТФЭ) | 10–20 МПа | +260°C | Агрессивті химия, қышқылдар, сілтілер |
| Армированған графит | 30–50 МПа | +500°C | Жоғары қысымды бу, сыни түйіндер |
| Спиральді-орамалы СНП | 60–80 МПа | +550°C | Мұнай-химия, жоғары PN, жауапты |
Болттардың беріктік сыныптары және аққыштық шегі
Фланецті қосылыстарға арналған болттар ГОСТ 1759.4 және ISO 898-1 сәйкес беріктік сыныптары бойынша белгіленеді. Бірінші цифра — МПа-дағы беріктік шегінің 1/100 бөлігі, екіншісі — ағу шегінің беріктік шегіне қатынасы. Мысалы, 8.8 сыныбындағы болттың беріктік шегі 800 МПа және ағу шегі 640 МПа құрайды. Дәл осы ағу шегі бойынша ұсынылатық тарту деңгейі белгіленеді — әдетте 55–70%. 70%-дан жоғары болттың пластик деформациясы басталады; жүктеме алынғаннан кейін ол бастапқы ұзындығына оралмайды, қосылыстағы күш төмендейді.
| Сынып | σ беріктік шегі | σ_т ағу шегі | Фланецтерде қолданылуы |
|---|---|---|---|
| 5.6 | 500 МПа | 300 МПа | Төмен қысым PN ≤ 10, суық су, ыстық су |
| 8.8 | 800 МПа | 640 МПа | Көптеген құбырларға арналған әмбебап |
| 10.9 | 1000 МПа | 900 МПа | Жоғары қысым PN 40–100, бу |
| 12.9 | 1200 МПа | 1080 МПа | Сыни қосылыстар, мұнай-химия |
Типтік өнеркәсіптік құбырлар үшін 8.8 сыныбы ұсынылады — бұл баға, беріктік және қолжетімділік бойынша оңтайлы. 5.6 сыныбы тек жауаптылығы төмен су және атмосфералық қысым үшін жарамды; 10.9 және 12.9 сыныптары — болттардың аз санымен жоғары күшті компактілі қосылыс қажет болғанда қолданылады. −40°C-тан төмен аяз бар аймақтар үшін ГОСТ 33259 болттарға тыйым салады — тек шпилькалар, өйткені болттардың басындағы кернеу жоғары және олар төмен температурада морт сынуды нашар көтереді.
Үйкеліс коэффициенті: неліктен майлау соншалықты маңызды
M = K · F · d формуласының барлық параметрлерінің ішінде үйкеліс коэффициенті K — ең өзгермелі. Ол бұранда күйіне байланысты 2 есеге өзгеруі мүмкін, және бұл сол күш кезіндегі моментке тікелей әсер етеді. Негізгі инженерлік принцип: паспортта немесе кестеде көрсетілген момент әрқашан бұранданың нақты күйіне қатысты. Басқа майлау үшін сол кестені қолдану 30–50% қателікке әкеледі.
| Бұранда күйі | K | 55% σ_т кезіндегі M16/8.8 үшін момент | Ескерту |
|---|---|---|---|
| Графитті майлау (MoS₂) | 0.13 | 115 Н·м | Жауапты қосылыстар үшін ең жақсысы |
| Машина майы | 0.15 | 133 Н·м | Техникалық қызмет көрсету стандарты |
| Құрғақ таза бұранда | 0.20 | 177 Н·м | Орнату «бар күйінде», жаңа болттар |
| Тат басқан немесе ластанған | 0.25 | 221 Н·м | Моменттің басым бөлігі үйкеліске кетеді |
Практикалық кеңес: жауапты фланецтерді тартпас бұрын бұранда мен шайбаны сүртіп, бұрандаға және гайканың астына жабыспауға арналған паста (мысалы, Molykote немесе Loctite 771) жағыңыз. Бұл тек K-ны болжамды 0.13–0.15-ке дейін төмендетіп қана қоймай, сонымен қатар жылдар өткен соң бөлшектеуді жеңілдетеді — майлаусыз болт жабысып қалады, оны кесуге тура келеді.
Тартудың дұрыс реттілігі
Барлық болттардағы бірдей момент — тығыздықтың қажетті, бірақ жеткілікті шарты емес. Болттардың тартылу реттілігі тығыздағыштың біркелкі қысылуын анықтайды. Егер шеңбер бойымен ретімен тартса (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), тығыздағыштың бір шеті қарама-қарсы болттарға жеткенге дейін екіншісінен қаттырақ қысылады. Дұрыс әдіс — айқас, келесі болт әрқашан фланецтің қарама-қарсы жағында болғанда.
Әртүрлі болттар санына арналған айқаспа схемасы: 4 болт — 1 → 3 → 2 → 4 диагональдар бойынша; 8 болт — 1 → 5 → 3 → 7 → 2 → 6 → 4 → 8 диаметр бойынша бір арқылы қадаммен; 12 болт — 1 → 7 → 4 → 10 → 2 → 8 → 5 → 11 → 3 → 9 → 6 → 12; 16 болт — 1 → 9 → 5 → 13 → 3 → 11 → 7 → 15 → 2 → 10 → 6 → 14 → 4 → 12 → 8 → 16. Схема құралмен автоматты түрде құрылады: фланецтің SVG-схемасындағы сандар болттың позиция нөмірін емес, оның тартылу ретін көрсетеді. Монтажник оларды оқып, өсу ретімен тартады.
3 кезеңде тарту. Моментті бірден 100% беру мүмкін емес — тығыздағыш біркелкі қысылып үлгермейді, қисаю пайда болады. Классикалық әдістеме: барлық болттарды моменттің 30%-ына дейін (алдын ала тарту), содан кейін 70%-ына дейін (негізгі), содан кейін 100%-ына дейін (қорытынды) тарту. Калькулятор барлық үш мәнді Н·м-мен көрсетеді. Әрбір кезең — айқаспа бойынша толық айналып шығу.
24 сағаттан кейін бақылау тартылуы
Бастапқы монтаждаудан кейін тығыздағыш тағы бір тәулік бойы қысылуды жалғастырады. Осы уақыт ішінде болттардағы күш «материалдардың отыруы» (creep) деп аталатын құбылысқа байланысты 5–10%-ға төмендейді: тығыздағыш микроскопиялық деңгейде тығыздалады, бұрама сәл отырады. ГОСТ 33259 және СП 73.13330 нормаларына сәйкес 24 сағаттан кейін бақылау тартылуы міндетті — барлық болттарды қайтадан сол моментпен айқаспа ретімен тарту қажет. Бұл жобалық күшті қалпына келтіреді және пайдаланудың алғашқы күндерінде ағуды болдырмайды.
Жоғары температуралы құбыржелілері үшін (бу, ыстық май) бірінші қыздырудан және суытудан кейін де тартылу қажет, себебі фланецтің болаты +300°C кезінде болттарға қарағанда қаттырақ кеңейеді, ал графиттен немесе парониттен жасалған тығыздағыш релаксацияға ұшырайды. Көптеген фланецтік арматуралардың паспорттарында үш еселік тартылу көзделген: 24 сағаттан кейін, бірінші іске қосудан кейін және бір айдан кейін.
«УРТ» АҚ ГОСТ 33259-2015 бойынша фланецтік қосылыстарға арналған тығыздағыштардың толық ассортиментін шығарады: суық су мен химияға арналған ТМКЩ және МБС резеңкелері, бу мен мұнай өнімдеріне арналған ПОН-Б және ПМБ парониттері, агрессивті орталарға арналған фторопластық, жауапты түйіндерге арналған графиттік және спиральді-орамалы тығыздағыштар. Өлшемдері — DN 15-тен DN 1000-ға дейін, тапсырыс берушінің сызбасы бойынша немесе стандартты DN/PN. Минималды тапсырыс — 1 дана, материалға байланысты жасау мерзімі 1–5 жұмыс күні.
Жиі қойылатын сұрақтар
🔥 Есептеу бойынша көмек керек пе?
15 минут ішінде ең тиімді бағаны алыңыз