螺栓連接中使用螺紋潤滑劑的重要性

乍一看，螺栓連接看起來非常簡單。圖 1 顯示了用于將管道各部分連接在一起的基本螺栓法蘭組件。法蘭之間通常安裝一個(gè)墊圈，必須對(duì)其進(jìn)行壓縮才能在組件中形成緊密的密封。螺栓提供了一種向墊圈施加壓縮力的方法。機(jī)械師用扳手?jǐn)Q緊（轉(zhuǎn)動(dòng)）法蘭上的螺栓，施加的扭矩轉(zhuǎn)化為將法蘭夾在一起的力，從而壓縮墊圈。

但是螺栓連接比看起來要復(fù)雜一些。墊圈需要特定的壓縮量才能產(chǎn)生和保持密封，市場上有無數(shù)種墊圈類型，每種墊圈類型都有不同的特性和所需的壓縮應(yīng)力才能正確密封。

螺栓可以采用不同的材料、強(qiáng)度、表面處理、螺紋設(shè)計(jì)和配合。無論所有這些變量如何，都有一個(gè)關(guān)鍵要求：用正確的應(yīng)力壓縮墊圈，以在法蘭之間形成緊密的密封，并在整個(gè)使用壽命期間保持密封。

有許多方法可以精確地?cái)Q緊連接螺栓。常用的方法是使用扭矩扳手手動(dòng)擰緊法蘭上的螺栓。在給定扭矩值下，除了摩擦力以外，還有許多變量會(huì)影響螺栓載荷的精度，包括螺紋配合和光潔度、使用的工具和機(jī)械師的技能。本文將只關(guān)注一個(gè)主要變量：摩擦力。這就是潤滑劑這個(gè)主題的由來。

為了獲得正確的墊圈應(yīng)力，需要將螺栓擰緊到正確的扭矩。有一個(gè)基本公式用于計(jì)算實(shí)現(xiàn)特定負(fù)載所需的扭矩。請(qǐng)注意，法蘭組件的每個(gè)螺栓的載荷是由所需的墊圈應(yīng)力除以墊圈表面積來確定的，見公式1。

公式1：

T = 扭矩【英尺·磅（ft · lbs）】

K = 螺母系數(shù)，綜合了摩擦對(duì)組件的影響

F = 所需的螺栓載荷（lbs）

D = 螺栓（緊固件）直徑（ins）

將墊圈上產(chǎn)生的載荷除以法蘭上的螺栓數(shù)量，以確定每個(gè)螺栓的載荷。然后，使用公式1中的公式來確定達(dá)到每個(gè)螺栓所需載荷時(shí)需要的扭矩值。

螺栓載荷和螺栓直徑是明確定義的參數(shù)。K 值略有不同，這是一個(gè)理論數(shù)字，表示螺栓連接組件中的摩擦力。理想情況下，它是通過測試實(shí)際的螺栓組件（即每個(gè)螺栓或螺母組件）來確定的，但在許多情況下，使用的值是螺栓潤滑劑供應(yīng)商提供的K值。

摩擦對(duì)螺栓組件有著巨大的影響。如圖2所示，施加扭矩的一小部分（大約10%）實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致可用的螺栓載荷，最終施加到墊圈上；大部分扭矩則是被螺柱或螺栓和螺母或盲孔的螺紋之間、以及螺栓或螺母頭部下方的法蘭表面之間的摩擦消耗。使用具有較低K系數(shù)的更有效的潤滑劑，可以增加螺栓的可用力值，從而減少對(duì)組件的整體摩擦影響。