所謂螺栓是一種機械零件，用來管道帶壓開孔工程施工作業(yè)中配用螺母的圓柱形帶螺紋的緊固件。由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。

這種連接形式稱為帶壓開孔作業(yè)螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼、合金鋼螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級，其中8.8級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。

螺栓雖然是一個小小的零部件，甚至并不起眼，我們對螺栓的擰緊力矩也沒有真正的關(guān)注過。只有在一個個由于螺栓引起的管道系統(tǒng)滲漏事故后，才開始重視螺栓在帶壓開孔機及管道件緊固的重要性。尤其是管道帶壓開孔工程施工作業(yè)過程中，出現(xiàn)了由于螺栓的質(zhì)量問題所引起的危險介質(zhì)泄漏，所造成的后果是不堪設(shè)想的。

我們應(yīng)當(dāng)通過深入的了解螺栓擰緊的原理及螺紋知識，有助于我們對螺栓的充分認識，螺栓擰緊的必要性和關(guān)鍵程度是我們?nèi)粘洪_孔機裝配和管道帶壓開孔施工作業(yè)所關(guān)注的主要對象，力矩的有效控制則能體現(xiàn)出一個崗位甚至一個項目組的管理水平。

前面已經(jīng)講過了管道帶壓開孔前對管件（墊片、螺栓、螺栓等）的檢查工作，那么下面將講述管道帶壓開孔作業(yè)中馬鞍三通的緊固原理及操作：

1.理論公式：

T=F/2{dp*(us/cosa+tgb)/(1-us/cosa*tgb)+dwuw}≈F/2*{dp*us/cosa+dptgb+dwuw}

式中：us為螺紋副摩擦系數(shù)；uw為端面摩擦系數(shù)；

Dp為螺栓有效直徑，粗牙螺紋，dp=0.906d，細牙螺紋，dp=0.928d；

Dw為端面摩擦圓等效直徑，dw=2/3*(du3-di3)/(du2-di2)=1.3d；

Du、di分別為摩擦圓的外徑及內(nèi)徑；

D為螺紋公稱直徑；

B為螺紋升角，粗牙螺紋b=2。50‘，細牙螺紋=2。10’

A為垂直截面內(nèi)的螺紋牙形半角，約為29。58’

2.馬鞍三通緊固件擰緊的實質(zhì)

控制螺紋緊固軸力（預(yù)緊力），保證被連接件（馬鞍三通A及B件）所需的夾緊力。夾緊力需適中，夾緊力過小，被連接的馬鞍三通兩個連接件容易松動。夾緊力過大，馬鞍三通AB連接件容易損傷，同時也容易造成螺紋件的損壞，而馬鞍三通內(nèi)部的橡膠墊受力過大被緊固破裂或嚴重變形失去密封作用，從而造成緊固后匯漏。

所以管道帶壓開孔作業(yè)中馬鞍三通的緊固軸向預(yù)緊力具有上限值和下限值。其中下限值是由馬鞍三通的連接結(jié)構(gòu)功能所決定，此數(shù)值必須保證被聯(lián)接件在工作過程中始終可靠貼合。上限值是由螺栓（螺母）和馬鞍三通AB兩端連接件的強度決定，此數(shù)值必須保證螺栓及被聯(lián)接件在預(yù)緊和服役過程中不發(fā)生破壞。（如螺栓拉長、擰斷、脫扣、被聯(lián)接件壓陷/破裂等）。

3.馬鞍三通螺紋聯(lián)接裝配工藝方法

在控制角度的帶壓開孔馬鞍三通螺紋緊固過程中，開始時使用扭矩控制把螺栓旋緊至一個固定的扭矩值，到達此扭矩后，后續(xù)的緊固過程就在扭矩和角度的雙重控制下進行，直到達到管道帶壓開孔工程設(shè)計中所預(yù)設(shè)的緊固扭矩和旋轉(zhuǎn)角度。正確的使用轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)可以避免螺栓進入材料塑性區(qū)間，防止超過螺栓的受理屈服點，造成安全隱患。同時轉(zhuǎn)角控制也能明顯減少鎖緊力的流失，保證達到足夠的預(yù)緊力。

在管道帶壓開孔工程施工作業(yè)中馬鞍三通的螺栓緊固過程中，使用的扭矩和轉(zhuǎn)角的度數(shù)都不同，因此使用過轉(zhuǎn)角控制緊固的螺栓不能再次使用。

螺栓擰緊方法主要有兩類：分別是彈性擰緊和塑性擰緊。彈性擰緊一般指扭矩擰緊法，塑性擰緊主要包括轉(zhuǎn)角擰緊法、屈服點擰緊法等。

總體上來講主要分為：扭矩直接控制法、扭矩控制-轉(zhuǎn)角監(jiān)控法、扭矩+角度控制法、屈服點控制法、螺栓長度控制法等。下面就挑選常用且對帶壓開孔馬鞍三通緊固有效的方法來講述：

3.1扭矩直接控制法

T=K*D*F

TU=KL*D*FU

TL=KU*D*FL

扭矩直接控制法利用扭矩與預(yù)緊力的線性關(guān)系進行控制的方法，通過將擰緊工具設(shè)置到某個扭矩值來控制被聯(lián)接件的預(yù)緊力。在管道帶壓開孔工程施工馬鞍三通的工藝過程、零件質(zhì)量等因素穩(wěn)定的前提下，該緊固方式操作簡單、直觀，因此在施工中被廣泛采用。根據(jù)經(jīng)驗，在擰緊螺栓時，大概50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，40%消耗在螺紋的摩擦上，僅有10%的扭矩用來產(chǎn)生預(yù)緊力。

由于外界不穩(wěn)定條件對扭矩擰緊法的影響很多，所以通過控制擰緊扭矩間接地實施預(yù)緊力控制的扭矩法將導(dǎo)致對軸向預(yù)緊力控制精度低。 而且有極少數(shù)的螺栓聯(lián)接，扭矩可以達到規(guī)定值。而螺栓頭還未完全與被聯(lián)接件貼合或間隙有時很小，目視不容易發(fā)現(xiàn)。此時帶壓開孔施工作業(yè)中的馬鞍三通AB連接件的扭矩值是合格的，但其預(yù)緊力很小，甚至沒有。其初始預(yù)緊力的離散度隨著擰緊時摩擦損耗等因素的控制程度而變化，因而離散度較大，精度很低。因此，這種方法僅應(yīng)用于壓力較小且為非關(guān)鍵部位的緊固程序。

管道帶壓開孔工程施工中馬鞍三通的角度控制緊固法及屈服點控制法、螺栓長度控制法將在以后的文章中再分別進行講述。請關(guān)注百家號，提出您的問題。