CAPNUTS: Voorkomen van buigingen van de bout tijdens het draaien

Voorkomen van buigingen dankzij de banaanvormige reactiearm

Introductie/probleemstelling

Capnuts worden soms toegepast om de flensverbinding gasdicht te maken maar meestal om meer bouten op een steekcirkel te kunnen plaatsen en daarmee de flenskracht te vergroten en deze gelijkmatiger te verdelen. De zeskant wordt daarbij bovenop de moer geplaatst waardoor de buitendiameter en overhoekse maat ca. 1,5 x D wordt terwijl gewone moeren een overhoekse maat van 1,725 x D hebben. Het nadeel van de zeskant bovenop de moer is dat bij draaien het aangrijpingspunt van de reactiekracht veroorzaakt door de reactiearm verder van de flens komt te liggen en er een kantelmoment ontstaat die de bout wil laten buigen. In onderstaande tekening is te zien hoe de hefboomlengte “a” vergroot. Het gevolg van de boutbuiging zijn vreten op de schroefdraad door rek en stuik van de schroefdraad en beschadiging van het draag/draaivlak van de flens en moer door het kantelen van de moer.

Standaard moer                                             CAPNUT

 

Vooral het losdraaien van capnuts die tijdens bedrijf heet worden zijn een uitdaging; door de hitte is smeermiddel uitgedroogd en heeft geen smerende werking meer. Het losbreekmoment kan wel 2-3 keer het oorspronkelijke aanhaalmoment zijn. Dat bouten door de buigingskracht buigen en geknikt in een hoek blijven staan komt voor. De kosten voor losbranden, vonkerosie, nieuwe bouten/moeren, machineren van het flensoppervlak en tijd- en productieverlies kunnen hoog oplopen. In dit toepassingsblad gaat het over M145 met sleutelwijdte 155 mm en een aanhaalmoment van 50.000 Nm. Een bijkomend probleem was dat boven de verticale flens een plafond zit en er geen ruimte is voor het ophangen van takels voor het verhangen van de hydraulische momentsleutel. Bovendien was de flensverbinding al 20 jaar niet los geweest(!)

Oplossing

Het wegnemen van de oorzaak voor de verbuiging van de bout is de oplossing. Dat kan op meerdere manieren maar hier was sprake van een bestaande situatie die eerst losgedraaid moest worden.

De oplossing was een HYTORC Avanti-50 hydraulische momentsleutel met de bevestiging van de reactiearm rondom de bout-as waardoor de constructie van een dubbelzijdig afsteunende reactiearm mogelijk is. De meeste merken sleutels hebben de reactiearm rondom het hydrauliekdeel gepositioneerd en daar kan dit niet bij.

Vanwege het ontbreken van vrije hoogte boven de flens is een toolhandlingsysteem ontwikkeld om de tooling van bout naar bout te verplaatsen. De bevestiging op het deksel is met 2 magneten die samen 1.800 kg konden dragen. Ruim voldoende om de 400 kg van de tooling inclusief contragewicht te dragen. De tooling kon 400 mm van, en naar de flens worden verschoven om de reactiebussen over de moeren te schuiven en zodoende dichtbij de flens af te steunen. Alles om het kantelmoment zo klein mogelijk te houden. De magneten werden op kleefkracht getest.

Om het volledig uitgedroogde smeermiddel weer smeuïg te maken zijn de moeren 24 uur van tevoren ingespoten met een speciaal voor HYTORC ontwikkelde krachtige penetratie-olie. Ook werden de moeren tijdens het losdraaien tot 200-300 graden met inductie verwarmd om het losdraaien te vergemakkelijken maar ze kwamen ook los zonder verwarming.

Samenvatting

  • Toepassing: Flensverbinding
  • Aantal bouten: 20
  • Boutmaat: M145
  • Boutkwaliteit:
  • Benodigde torque: 50.000 Nm

Oude situatie

  • Werktijd: 1 a 2 dagen
  • Veiligheidsomstandigheden: Risico letsel door beknelling
  • Gebruikt gereedschap: handgereedschap
  • Smeermiddel: P37

Nieuwe situatie

  • Werktijd: 2 tot 2.5 uur
  • Veiligheidsomstandigheden: Geen risico op persoonlijk letsel beknelling
  • Gebruikt gereedschap: Speciale reactiearm, Avanti .50
  • Smeermiddel: HY.55

Conclusie

  • Klus word veel sneller geklaard
  • Geen kans meer op letsel door beknelling
  • De klant is meer dan de helft minder geld kwijt aan het stil leggen van de fabriek

Verbeterde oplossingen

Met reactieonderlegringen (HYTORC Washer)

Foto speciale reactie-onderlegring         Foto van onze standaard reactie-onderlegring in M72

Voorgenoemde oplossing kwam tegemoet aan een bestaande situatie. Echter het ronddraaien van 400 kg, waarvan 50% enkel contragewicht, is niet ideaal. Andere manieren om de afschuifkracht en buiging te voorkomen is het werken met een zogenaamde coaxiaalaandrijving waarbij actie en reactie om de bout-as plaats vindt.

De zware banaanvormige reactiearm en het contragewicht van de eerste oplossing zijn hier niet meer nodig. Met twee sleutels tegelijk zal ook een dergelijk zware flensverbinding in 2-2,5 uur op de uiterste veilige manier los of vast gehaald kunnen worden.

Reactiemoeren (HYTORC NUT)

De zichzelf vaak bewezen oplossing met de 3-delige tensioningmoeren is de meest ideale vervanger van capnuts. De bouten worden axiaal verlengd zonder dat er torsie in de bout komt. De maatvoering is zodanig dat de bouten ongewijzigd kunnen blijven en moer past daar waar een andere moer ook past want deze blijft samen de aandrijving binnen 1,5 x D.
Ook verkrijgbaar in gasdichte uitvoeringen.