Il calcolatore di coppia per guarnizioni aiuta a determinare la coppia corretta da applicare ai bulloni nei gruppi flangia e guarnizione. Questo garantisce una tenuta sicura e a tenuta stagna tra le superfici in sistemi meccanici come tubazioni, valvole e recipienti a pressione. Applicare la coppia corretta è fondamentale per evitare problemi come la rottura della guarnizione, la rottura dei bulloni o il danneggiamento della flangia.
Questa calcolatrice rientra nella categoria delle calcolatrici per ingegneria meccanica. Semplifica il complesso processo di stima della coppia utilizzando formule ingegneristiche riconosciute che considerano le proprietà dei materiali, lo stress delle guarnizioni, il numero e la dimensione dei bulloni. Utilizzando questo strumento, ingegneri e professionisti della manutenzione possono applicare la giusta quantità di coppia per garantire sicurezza e efficienza sia nelle nuove installazioni che nelle operazioni di manutenzione ordinaria.
La calcolatrice supporta sia unità metriche che imperiali e aiuta a mantenere le pratiche standard del settore per i collegamenti flangiati bullonati, ampiamente utilizzati nei settori del petrolio e del gas, del trattamento delle acque, chimicoe industrie manifatturiere.
formula
Formula della coppia di serraggio richiesta per i bulloni
T = K × F × d
Dove:
T = Coppia di serraggio richiesta (in N·m o ft·lb)
K = Fattore dado o coefficiente di coppia (tipicamente da 0.15 a 0.25, a seconda della lubrificazione)
F = Precarico del bullone desiderato o forza di serraggio (in N o lbf)
d = Diametro nominale del bullone (in metri o pollici)
Forza di serraggio richiesta (in base allo stress di tenuta della guarnizione)
F = Sg × Ag
Dove:
F = Precarico totale richiesto (N o lbf)
Sg = Sollecitazione di tenuta della guarnizione (in N/m² o psi)
Ag = Area di contatto della guarnizione (in m² o in²)
Area di contatto della guarnizione
Ag = π × (D_esterno² − D_interno²) / 4
Dove:
Ag = Area della guarnizione (in m² o in²)
D_outer = Diametro esterno della guarnizione (in m o pollici)
D_inner = Diametro interno della guarnizione (in m o pollici)
Coppia totale per più bulloni
T_totale = T × N_bulloni
Dove:
T_totale = Coppia totale applicata su tutti i bulloni
T = Coppia per bullone
N_bulloni = Numero totale di bulloni
Controllo della sollecitazione del bullone (sicurezza opzionale)
σ = F / Ab
Dove:
σ = Sollecitazione nel bullone (N/m² o psi)
F = Carico sul bullone (N o lbf)
Ab = Area di sollecitazione a trazione del bullone (m² o in²)
Questo controllo aiuta a prevenire il sovraccarico o il cedimento del bullone, assicurando che il carico applicato rimanga entro la capacità di sollecitazione del bullone.
Tabella di riferimento della coppia di serraggio delle guarnizioni
| Parametro | Valore o intervallo comune |
|---|---|
| Fattore di dado (K) | 0.15 (lubrificato), 0.20–0.25 (asciutto) |
| Sollecitazione di tenuta della guarnizione (Sg) | 34.5–69 MPa (5000–10000 psi) |
| Area di sollecitazione a trazione del bullone per M16 | 157 mm² |
| Area di sollecitazione a trazione del bullone per 5/8″ UNC | 0.226 pollici² |
| Coppia di serraggio dei bulloni per M16 (tipica) | 90–160 N·m (dipende dal materiale) |
| Conversioni delle unità di misura delle chiavi dinamometriche | 1 N·m = 0.7376 ft·lb |
| Materiale comune per guarnizioni (spirale avvolta) | Sollecitazione di seduta minima 34.5 MPa |
| Diametro esterno della guarnizione (esempio flangia) | 150 mm |
| Diametro interno della guarnizione (esempio flangia) | 100 mm |
Questa tabella fornisce utili valori di riferimento e conversioni per l'uso frequente nelle impostazioni di coppia delle guarnizioni.
Esempio
Si dispone di una guarnizione con un diametro esterno di 150 mm e un diametro interno di 100 mm. La sollecitazione richiesta per la tenuta della guarnizione è di 50 MPa. Si utilizzano bulloni M16 con un diametro nominale di 0.016 mm e il fattore dado (K) è 0.18. Ci sono 8 bulloni.
Fase 1: Calcolare l'area di contatto della guarnizione
Ag = π × (0.15² − 0.10²) / 4 = 0.01227 m²
Fase 2: Calcolare la forza di precarico
F = Sg × Ag = 50,000,000 × 0.01227 = 613,500 N
Fase 3: Coppia per bullone
T = K × F × d = 0.18 × 613,500 × 0.016 ≈ 1767.84 N·m
Fase 4: Coppia totale per 8 bulloni
T_totale = T × N_bulloni = 1767.84 × 8 = 14,142.72 N·m
Quindi, la coppia totale richiesta per 8 bulloni è di circa 14,142.72 N·m e ogni bullone necessita di 1767.84 N·m.
Domande frequenti più comuni
Una corretta coppia di serraggio dei bulloni garantisce che la guarnizione si comprima in modo uniforme e saldo, creando una tenuta stagna. Se la coppia è troppo bassa, possono verificarsi perdite. Se è troppo alta, la guarnizione o i bulloni potrebbero danneggiarsi.
Il fattore dado (K) tiene conto dell'attrito tra bullone, dado e filettature. Influisce direttamente sul calcolo della coppia. Un valore K più elevato significa che è necessaria una coppia maggiore per raggiungere lo stesso precarico.
Sì, se si conoscono i diametri interno ed esterno della guarnizione, la sollecitazione del materiale della guarnizione e le specifiche dei bulloni, questa calcolatrice può gestire un'ampia gamma di dimensioni e configurazioni di guarnizioni.