Bedeutung des richtigen Drehmoments
Das bei der Flanschmontage aufgebrachte Schraubendrehmoment steuert direkt die Druckspannung auf die Dichtung. Wenn das Drehmoment zu niedrig ist, dichtet die Dichtung nicht richtig ab, was zu Undichtigkeiten führt. Wenn das Drehmoment zu hoch ist, kann die Dichtung gequetscht werden, die Schrauben können nachgeben oder der Flansch kann sich verziehen. Gleichermaßen wichtig ist die Konsistenz aller Schrauben. Ein ungleichmäßiges Drehmoment führt zu einer ungleichmäßigen Kompression der Dichtung und zu lokalisierten Leckagepfaden. Eine ordnungsgemäß angezogene Flanschverbindung verteilt die Last gleichmäßig über den gesamten Umfang.
Schraubenmaterialien und -qualitäten
Die Schraubenmaterialien müssen den Einsatzbedingungen des Flansches entsprechen. Zu den gängigsten Schraubenqualitäten gehören:
| Schraubenqualität | Spezifikation | Temperaturbereich | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Chrome-Moly | ASTM A193 B7 | -20 °F bis 1100 °F | Hochtemperaturbetrieb |
| Edelstahl 304 | ASTM A193 B8 | -300 °F bis 800 °F | Korrosive Umgebungen |
| Edelstahl 316 | ASTM A193 B8M | -300 °F bis 800 °F | Chlorid-haltige Medien |
| Niedrige-Temp | ASTM A320 L7 | -150 °F bis 700 °F | Kryo-Service |
| Hohe-Stärke | ASTM A193 B16 | -20 °F bis 1200 °F | Hohe{0}}Temperatur, hoher-Druck |
Um eine Gewindekompatibilität gemäß ASTM A194 zu gewährleisten, müssen die Muttern zum Schraubenmaterial passen. Die Streckgrenze des Schraubenmaterials bestimmt die maximal zulässige Schraubenspannung, die 50–70 % der Streckgrenze nicht überschreiten sollte, um Montageschwankungen und thermische Effekte zu berücksichtigen.
Schraubendrehmomenttabelle
Die Drehmomentwerte variieren je nach Bolzendurchmesser, Gewindesteigung, Materialqualität und Schmierungszustand. Die folgende Tabelle zeigt typische Drehmomentbereiche für Stehbolzen nach ASTM A193 B7 mit geschmierten Gewinden:
| Bolzendurchmesser (Zoll) | Fäden pro Zoll | Drehmomentbereich (ft-lbs) |
|---|---|---|
| 1/2 | 13 | 50 - 75 |
| 5/8 | 11 | 100 - 140 |
| 3/4 | 10 | 170 - 230 |
| 7/8 | 9 | 260 - 350 |
| 1 | 8 | 380 - 500 |
| 1-1/8 | 8 | 520 - 680 |
| 1-1/4 | 8 | 700 - 920 |
| 1-1/2 | 8 | 1200 - 1600 |
Überprüfen Sie die Drehmomentwerte immer anhand der Empfehlungen des Dichtungsherstellers. Die Art der Schmierung hat erheblichen Einfluss auf das Drehmoment, das zum Erreichen einer bestimmten Schraubenlast erforderlich ist. Daher muss der Schmierungszustand bei allen Schrauben in der Verbindung gleichbleibend sein.
Anzugsreihenfolge
Die Reihenfolge des Anziehens ist entscheidend für eine gleichmäßige Kompression der Dichtung. Das branchenübliche -Standard-Kreuzverschraubungsmuster- beginnt an der oberen Schraube, geht dann zur Schraube direkt gegenüber und setzt sich im Uhrzeigersinn bis zum nächsten gegenüberliegenden Paar fort. Das Drehmoment sollte in mehreren Durchgängen aufgebracht werden: typischerweise 30 %, 60 % und 100 % des Zieldrehmoments. In einem abschließenden Durchgang wird überprüft, ob alle Schrauben den vollen Drehmomentwert erreichen, ohne dass eine Schraube den Mindestwert unterschreitet. Dieser progressive Ansatz verhindert eine Verformung der Dichtung und sorgt für eine gleichmäßige Kompression.
Drehmomentberechnung
Die grundlegende Drehmomentgleichung lautet T=K x D x F, wobei T das Drehmoment, K der Mutternfaktor (dimensionslos), D der Nennschraubendurchmesser und F die Zielschraubenlast ist. Der Mutterfaktor K variiert je nach Schmierungsart und Gewindezustand: Typische Werte sind 0,12 für mit PTFE-geschmierte Gewinde, 0,15 für mit Moly-beschichtete und 0,20 für im-erhaltene (nicht-geschmierte) Gewinde. Die angestrebte Schraubenlast muss die vom Dichtungshersteller angegebene Mindestdichtungsspannung erreichen und gleichzeitig die Schraubenspannung unter 50–70 % der Streckgrenze halten.
Drehmomentwerkzeuge
Manuelle Drehmomentschlüssel eignen sich für kleine bis mittlere Schraubengrößen bis etwa 1 Zoll Durchmesser. Für große Durchmesser und hohe Drehmomente sind hydraulische Drehmomentschlüssel erforderlich, die eine präzise Steuerung und konsistente Ergebnisse ermöglichen. Druckluft-Schlagschrauber sollten nur zum schnellen Eindrehen verwendet werden, niemals zur endgültigen Drehmomentanwendung. Schraubenspanner bieten eine genauere Lastkontrolle als Drehmomentmethoden, indem sie die Schraubendehnung direkt messen. Alle Drehmomentwerkzeuge sollten in regelmäßigen Abständen gemäß ISO 6789 oder ASME B107.300 kalibriert werden.
Häufige Fehler
Ein zu hohes-Anziehdrehmoment führt zum Zerdrücken der Dichtung, zum Nachgeben der Schrauben oder zur Verformung des Flansches. Zu geringes-Anziehen führt zu unzureichender Dichtungsspannung und Undichtigkeit. Das Überspringen der Anzugsreihenfolge führt zu ungleichmäßiger Dichtungskompression und örtlicher Undichtigkeit. Die Verwendung abgenutzter oder beschädigter Werkzeuge führt zu ungenauen Drehmomentwerten. Eine falsche Schmierung oder die Verwendung des falschen Mutternfaktors kann zu zu niedrigen oder zu hohen Schraubenkräften führen. Die Einhaltung der empfohlenen Drehmomenttabelle und Anzugsreihenfolge für Ihre Flanschklasse und Ihren Dichtungstyp ist für die Zuverlässigkeit der Verbindung von entscheidender Bedeutung.
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