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超級螺母與超級螺栓的應用及注意事項

發布時間：2025-09-30

一、超級螺母的組成

超級螺母又稱多級頂推螺母，它是由一個中心螺母和一個周圍帶有一圈衛星小螺栓的頂推螺栓及一個硬質墊圈組成，如圖1所示。

超級螺栓還有另外一種型式，它是由一個中心螺栓和一個周圍帶有一圈衛星小螺栓的頂推螺栓及一個硬質墊圈組成，如圖2所示。

有時也將第一種型式的超級螺母稱為超級螺栓，其正式定義為頂推張緊裝置，它可直接用來替代現有的六角螺母，便于區分，本文將圖1型式稱為超級螺母，圖2型式稱為超級螺栓。

二、超級螺母具體工作原理

(1)通過擰緊頂推螺栓，產生較大的軸向頂推力。頂推力直接作用在硬質墊圈上。頂推螺栓摩擦直徑小，因此可以用較小的扭矩來實現較大的頂推力；

(2)負載被傳遞到已經手動安裝在主螺栓上的螺母主體上；

(3)硬質墊圈用來傳遞推力，同時保護法蘭面；

(4)數個頂推螺栓的軸向頂推力和主螺栓頭的反向作用力一起在法蘭上產生了一個巨大的夾緊力；

(5)頂推螺栓的軸向頂推力在主螺栓上產生一個相同大小的拉力。

對于普通螺栓緊力過高，由此產生的螺紋咬死（金屬粘連）是常見問題。通過觀察可以發現，螺紋粘連的區域基本上發生在螺母下部兩三牙，這是由于預緊力過高導致的應力集中。應力釋放功能是超級螺母的另一大特性，頂推螺栓與主螺栓產生的力相互作用，產生了彎曲力矩，在超級螺螺母上，彎曲力矩呈現為圓周形，由此在超級螺母上產生的應力為圓周應力。圓周應力使得超級螺栓底部直徑增大，而上部直徑縮小。這種伸縮運動起到釋放應力集中、提高靜態負載、防止出現螺紋咬死（金屬粘連）的作用。

三、超級螺母的使用方法及注意事項

由于超級螺母的結構特點可知，安裝及拆卸也必須嚴格按照技術要求執行，步驟如下：

1.準備工作

(1)確認頂推螺栓使用了二硫化鉬或其他潤滑脂；

(2)確認所有頂推螺栓壓緊端均未突出超級螺母底部；

(3)潤滑主螺栓螺紋；

(4)將硬質墊片安裝在主螺栓上；

(5)用潤滑脂潤滑硬質墊片表面或頂推螺栓壓緊端。

2.超級螺母的緊固

第一步：用手將超級螺母擰在主螺栓上直至底部接觸到硬質墊片，然后反向旋轉45±15°，保證主螺紋處于完全自由狀態； 

第二步：按圖5所示位置，使用50%的額定扭矩分別對稱緊固位置1-1、位置2-2的兩組螺釘； 

第三步：按下圖所示位置，使用50%的額定扭矩按順序分別對稱緊固位置3-3、位置4-4、位置5-5、位置6-6的四組頂推螺栓； 

第四步：使用75%的額定扭矩重復第二步；

第五步：使用75%的額定扭矩重復第三步；

第六步：使用100%的額定扭矩重復第二步；

第七步：使用100%的額定扭矩，按順時針方向緊固其余頂推螺栓；

第八步：全部頂推螺栓緊固完成后，復查所有頂推螺栓的緊固程度，最終緊固扭矩要求為額定扭矩的100%-105%。

3.超級螺母的拆卸

在拆卸超級螺母時應注意逐步卸去每個頂推螺栓上面的扭矩，絕不允許一次性卸掉某一個頂推螺栓的全部扭矩。拆卸時需要添加潤滑脂幫助拆卸。從1號螺釘開始，以圓周順序，將每個頂推螺栓最多擰松1/4圈，請勿擰到松動的程度。至少分三次，完全解除頂推螺栓的壓力。超級螺母的頂推螺栓全部松開后，可以用手取下超級螺母。安裝拆卸過程時，要注意防止劃傷主螺紋，必要時候可以采用加熱的方式來促進拆卸速度。

4.維護及其他注意事項

按照正確的方法擰緊，超級螺母即使在使用多年后，其預緊力也不會松開。但是，我們仍然建議每次檢維修時，檢查螺母的預緊力。使用一把調至允許擰緊扭矩100%的扭矩扳手。不允許一次性將超級螺母的單個頂推螺栓緊固到額定扭矩。拆卸下超級螺母后，有時會發現硬質墊圈出現百分之幾毫米的凹痕，屬正常現象，硬質墊圈仍然可以使用，翻轉即可。

參考文獻：

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來源：加氫設備工程師

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