CN219527964U - 套筒加长螺栓法兰固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了法兰固定装置技术领域的一种套筒加长螺栓法兰固定装置，包括上分段钢管、下分段钢管、上法兰、下法兰、环向焊缝、螺栓、螺母、垫片、套筒，所述上分段钢管与上法兰通过环向焊缝连接，所述下分段钢管与下法兰通过环向焊缝连接，所述上法兰与下法兰通过螺栓组连接，所述螺栓组包括螺栓、螺母、垫片、套筒，所述螺栓分别贯穿垫片、套筒、下法兰、上法兰、垫片与螺母连接。有益效果如下：通过套筒加长螺栓长度，使其适用于直接张拉法施工，受扭矩系数影响小，螺栓预紧力准确，直接张拉法施工采用的拧紧扭矩小，施工完成后螺栓不存在大量残余扭矩，消除螺母回转内因。

Description

套筒加长螺栓法兰固定装置

技术领域

本实用新型属于法兰固定装置技术领域，特别涉及一种套筒加长螺栓法兰固定装置。

背景技术

目前风电钢结构主要构件之间通常采用法兰节点连接，在疲劳荷载作用下，法兰处于拉压交变的受力状态，且螺纹存在少量微动磨损和塑性变形。常规锻造法兰节点由于螺栓较短，螺栓预紧后储存的弹性应变能较低，施工阶段，为避免螺母回弹造成大量的螺栓预紧力损失，只能采用扭矩法对螺栓施加预紧力，施工完成后螺栓存在大量的残余扭矩。运行阶段，同样是由于短螺栓弹性应变能低，少量的螺纹磨损和变形会造成较大的螺栓预紧力损失。当法兰受压，螺栓预紧力将被进一步释放，此时螺栓残余扭矩极易导致螺母回转，造成螺栓松动。

法兰螺栓松动后，在疲劳荷载作用下，螺栓应力幅攀升，导致螺栓疲劳寿命急剧下降，一段时间后将出现螺栓断裂的情况，影响结构安全。目前应对法兰螺栓松动的方法主要是对螺栓定期复拧，螺栓数量较多，维护工作量较大，且螺纹的微动磨损和塑性变形会导致螺栓扭矩系数发生变化，松动后经复拧的螺栓无法达到松动前的预紧力水平，依然存在隐患。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型决定研发一种套筒加长螺栓法兰固定装置通过套筒加长螺栓长度，使其适用于直接张拉法施工，拧紧扭矩小，施工完成后螺栓不存在大量残余扭矩，消除螺母回转内因；根据实际需要进行调整，降低螺栓相对刚度，保证螺栓抗疲劳性能；考虑张拉器卸载瞬间螺母回弹造成的螺栓预紧力损失，通过试验确定设计扭矩T与对应的设计拉力P，保证螺栓预紧力准确。

一种套筒加长螺栓法兰固定装置，包括上分段钢管、下分段钢管、上法兰、下法兰、环向焊缝、螺栓、螺母、垫片、套筒，所述上分段钢管与上法兰通过环向焊缝连接，所述下分段钢管与下法兰通过环向焊缝连接，所述上法兰与下法兰通过螺栓组连接，所述螺栓组包括螺栓、螺母、垫片、套筒，所述螺栓分别贯穿垫片、套筒、下法兰、上法兰、垫片与螺母连接。

进一步地，所述套筒为中空的圆柱。

进一步地，所述套筒的长度为螺栓直径的3～5倍，所述套筒的外径为螺栓直径的2～3倍，所述套筒的内径比螺栓直径大2mm。

进一步地，所述套筒截面积大于4倍以上螺栓截面积。

一种用于风电结构的套筒加长螺栓法兰节点的施工方法，具体为：

(1)完成上分段钢管与上法兰、下分段钢管与下法兰的焊接，焊缝为双面全熔透对接焊缝；

(2)螺栓上依次逐个贯穿安装垫片、套筒、下法兰、上法兰、垫片、螺母，用扳手拧紧螺母；

(3)采用液压螺栓张拉器依次逐个对螺栓进行第一轮张拉，张拉力为设计拉力P的50％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母，拧紧扭矩为设计扭矩T；

(4)法兰节点所有螺栓完成第一轮张拉后依次逐个进行第二轮张拉，张拉力为设计拉力P的100％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母，拧紧扭矩为设计扭矩T；

(5)机组运行一年后再次进行张拉，张拉力为设计拉力P的100％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母，拧紧扭矩为设计扭矩T，以抵消材料蠕变造成的预紧力损失；

(6)做好标记线，螺栓、螺母、垫片、套筒、法兰板标记线应在同一直线上，此后每年检查标记线即可无需对螺栓进行复拧。

本实用新型取得的有益效果如下：

(1)通过套筒加长螺栓长度，使其适用于直接张拉法施工，受扭矩系数影响小，螺栓预紧力准确；

(2)直接张拉法施工采用的拧紧扭矩小，施工完成后螺栓不存在大量残余扭矩，消除螺母回转内因；

(3)螺栓储存的弹性应变能较大，少量的螺纹磨损和变形不会造成较大的螺栓预紧力损失，使螺栓预紧力水平稳定可控；

(4)螺栓线刚度降低，法兰受拉时螺栓轴力与次弯矩均减小，进一步提高螺栓抗疲劳性能；

(5)除构件与法兰焊缝，节点制造方便且抗疲劳性能较好；

(6)避免对螺栓定期复拧，降低维护成本。

附图说明

图1为套筒加长螺栓法兰固定装置装配图；

图2为套筒加长螺栓法兰固定装置爆炸结构图；

图3为螺栓组爆炸结构图。

1.上分段钢管、2.下分段钢管、3.上法兰、4.下法兰、5.环向焊缝、6.螺栓、7.螺母、8.垫片、9.套筒。

具体实施方式

实施例1

如图1-3，一种套筒加长螺栓法兰固定装置，包括上分段钢管1、下分段钢管2、上法兰3、下法兰4、环向焊缝5、螺栓6、螺母7、垫片8、套筒9，所述上分段钢管1与上法兰3通过环向焊缝连接，所述下分段钢管2与下法兰4通过环向焊缝连接，所述上法兰3与下法兰4通过螺栓组连接，所述螺栓组包括螺栓6、螺母7、垫片8、套筒9，所述螺栓6分别贯穿垫片8、套筒9、下法兰4、上法兰3、垫片8与螺母7连接。

所述套筒9为中空的圆柱，所述套筒9的长度为螺栓直径的3～5倍，所述套筒9的外径为螺栓6直径的2～3倍，所述套筒9的内径比螺栓直径大2mm。

所述套筒9截面积大于4倍以上螺栓的6截面积。

一种用于风电结构的套筒加长螺栓法兰节点的施工方法，具体为：

(1)完成上分段钢管1与上法兰3、下分段钢管2与下法兰4的焊接，焊缝为双面全熔透对接焊缝；

(2)螺栓6上依次逐个贯穿安装垫片8、套筒9、下法兰4、上法兰3、垫片8、螺母7，用扳手拧紧螺母7；

(3)采用液压螺栓张拉器依次逐个对螺栓6进行第一轮张拉，张拉力为设计拉力P的50％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母，拧紧扭矩为设计扭矩T；

(4)法兰节点所有螺栓完成第一轮张拉后依次逐个进行第二轮张拉，张拉力为设计拉力P的100％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母7，拧紧扭矩为设计扭矩T；

(5)机组运行一年后再次进行张拉，张拉力为设计拉力P的100％，螺栓张拉器持荷状态下拧紧螺母7，拧紧扭矩为设计扭矩T，以抵消材料蠕变造成的预紧力损失；

(6)做好标记线，螺栓6、螺母7、垫片8、套筒9、法兰板标记线应在同一直线上，此后每年检查标记线即可无需对螺栓进行复拧。

Claims (4)

1.一种套筒加长螺栓法兰固定装置，其特征在于：包括上分段钢管(1)、下分段钢管(2)、上法兰(3)、下法兰(4)、环向焊缝(5)、螺栓(6)、螺母(7)、垫片(8)、套筒(9)，所述上分段钢管(1)与上法兰(3)通过环向焊缝连接，所述下分段钢管(2)与下法兰(4)通过环向焊缝连接，所述上法兰(3)与下法兰(4)通过螺栓组连接，所述螺栓组包括螺栓(6)、螺母(7)、垫片(8)、套筒(9)，所述螺栓螺栓(6)分别贯穿垫片(8)、套筒(9)、下法兰(4)、上法兰(3)、垫片(8)与螺母(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种套筒加长螺栓法兰固定装置，其特征在于：所述套筒(9)为中空的圆柱。

3.根据权利要求2所述的一种套筒加长螺栓法兰固定装置，其特征在于：所述套筒(9)的长度为螺栓(6)栓直径的3～5倍，所述套筒(9)的外径为螺栓(6)直径的2～3倍，所述套筒(9)的内径比螺栓直径大2mm。

4.根据权利要求1所述的一种套筒加长螺栓法兰固定装置，其特征在于：所述套筒(9)截面积大于4倍以上螺栓(6)截面积。