Welche Anforderungen gelten an die Schrauben für Flanschverbindungen von Druckbehältern?

Auswahl und Montageanforderungen für Hochdruckschrauben an Druckbehälterflanschen

Für Druckbehälterflansche ist die Verwendung gewöhnlicher Niederdruckschrauben strengstens verboten. Der Hauptgrund liegt in den komplexen Betriebsbedingungen der Anlage. Gewöhnliche Niederdruckschrauben bestehen meist aus A3-Stahl oder niedrig gekohltem Stahl, dessen Werkstoffeigenschaften relativ schwach sind. Während des Betriebs der Anlage führen häufige Schwankungen von Temperatur und Druck zu Wechselbeanspruchungen, die leicht zu Lockerung der gewöhnlichen Schrauben und zum Abbau der Vorspannkraft führen. Dies hat schließlich eine Lockerung der Flanschdichtung und Leckage des Mediums zur Folge, was Betriebsstörungen und Sicherheitsrisiken verursacht.

Hochdruck-Spezialschrauben weisen hervorragende Materialeigenschaften auf, können sich an Änderungen der Betriebstemperatur und des Drucks anpassen und verformen sich entsprechend, besitzen eine hohe Spannungsstabilität, neigen nicht zu Lockerung oder Versagen und gewährleisten langfristig die Zuverlässigkeit der Flanschdichtung. Der wesentliche Unterschied zwischen beiden besteht inunterschiedlichen mechanischen Werkstoffkennwerten。

1. Verwendungsnormen für Schrauben entsprechend der Druckstufe

In den Montagevorschriften für Druckbehälterflansche gilt die Druckstufe 2,5 MPa als Niederdruckbetrieb, 6,4 MPa und darüber als Mittel- und Hochdruckbetrieb.Alle Mitteldruck-Druckbehälterflansche müssen einheitlich mit Hochdruck-Doppelgewindebolzen verbunden werden; die Verwendung gewöhnlicher Schrauben ist verbotenum die Betriebsanforderungen an Druckbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Ausrüstung zu erfüllen.

II. Anforderungen an die Übereinstimmung der Werkstoffgüteklassen von Hochdruckbolzen und Muttern

Bei der Montage von Hochdruckflanschen gelten strenge Vorschriften zur Übereinstimmung der Werkstoffgüteklassen: Bolzen und zugehörige Muttern dürfen keinesfalls derselben Güteklasse angehören, sondern müssen stetseine Güteklasse höher als die Muttersein. Diese Auslegung vermeidet Passungsverschleiß, Festfressen und Ermüdungsbruch zwischen Bolzen und Mutter und erhöht die Wiederverwendbarkeit bei Demontage und Montage sowie die Verbindungsstabilität.

Typisches Kombinationsbeispiel: Werden für Hochdruckbolzen Werkstoffe der Güte 25MoVA verwendet, müssen die zugehörigen Muttern eine Güteklasse niedriger ausgeführt werden, nämlich 20MoVA, wobei strikt das Montageprinzip „hochfeste Bolzen mit einer um eine Güteklasse niedrigeren Mutter“ einzuhalten ist.

III. Anforderungen an die Dichtflächen und die Dichtungszuordnung von Hochdruckflanschen

Bei Flanschverbindungen von Mittel- und Hochdruck-Druckbehältern müssen die Dichtflächen zwingend alsNut-Feder-Dichtungskonstruktionausgeführt werden; gewöhnliche Flachdichtungsformen sind unzulässig. Gleichzeitig sind hochfeste Dichtungen zu verwenden; gängige Typen sind: Stahldichtringe, Graphit-Zahnprofil-Dichtungen und Reingraphit-Dichtungen. Durch die präzise Dichtflächenkonstruktion und die passenden Dichtungen werden Spannungsänderungen im Betrieb ausgeglichen und Flanschleckagen unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen vollständig vermieden.