扭力扳手在高扭矩工况下的使用风险
在重型机械制造、大型设备安装、桥梁建设等工程中,高扭矩工况下的螺栓紧固作业为常见。扭力扳手作为控制扭矩的关键工具,虽能确定螺栓连接达到所需的紧固力,但在高扭矩环境下使用,也伴随着一系列不容忽视的风险。这些风险不仅可能影响作业质量和速率,甚至会危及操作人员稳定、造成设备损坏。深入了解并规避这些风险,对确定工程顺利开展重要。
一、工具自身的潜在风险
(一)结构强度与疲劳损坏
高扭矩工况下,扭力扳手需承受大的作用力,对其结构强度提出了严苛要求。若扳手的材质、制造工艺不达标,在长期高负荷使用中,手柄、传动部件、扭矩调节机构等部位易出现疲劳裂纹。例如,一些采用普通钢材制造的扭力扳手,在反复施加超过其设计承受能力的高扭矩时,手柄可能会发生断裂,导致操作人员失去对工具的控制,引发稳定事故。即使是质量合格的扳手,若长期处于限度扭矩状态下工作,其内部零件的磨损速度也会加快,缩短工具的使用寿命,增加维护成本。
(二)精度下降与校准失效
高扭矩工况会对扭力扳手的精度产生背面影响。频繁在高扭矩下使用,扳手内部的弹簧、传感器等关键部件会逐渐发生性能衰减。以预置式扭力扳手为例,其内部弹簧在高负荷作用下,弹性系数可能发生改变,导致设定的扭矩值与实际输出扭矩出现偏差。而对于数显式扭力扳手,高扭矩产生的振动和应力可能影响传感器的好用度和准确性,使得测量数据出现误差。若未及时对精度下降的扳手进行校准或维修,继续用于高扭矩紧固作业,会导致螺栓紧固力不足或过紧,埋下稳定隐患。
二、操作过程中的风险因素
(一)施力不当引发的事故
在高扭矩工况下,紧固螺栓所需的作用力大,操作人员若施力方式不正确,易引发稳定事故。例如,使用手动扭力扳手时,若未采用正确的握持姿势和施力方向,在用力过程中身体重心不稳,当螺栓达到设定扭矩瞬间,扳手可能突然转动,导致操作人员失去平衡,造成扭伤、摔伤。此外,若为了达到高扭矩而借助杠杆等辅助工具增加力臂,会使实际施加在扳手上的扭矩远超其额定范围,不仅损坏扳手,还可能使螺栓过载断裂,飞溅的碎片危及周边人员稳定。
(二)操作流程不规范的隐患
不规范的操作流程也是高扭矩工况下使用扭力扳手的重要风险源。部分操作人员在作业前,未对扭力扳手进行需要的检查和校准,直接使用存在故障或精度失准的工具;在紧固过程中,未按照规定的顺序和节奏进行操作,如多个螺栓紧固时未采用对角紧固法,导致工件受力不均,产生变形。而且,完成紧固后,若未对螺栓连接进行复查,就可能无法及时发现因扭矩不足或过紧引发的潜在问题,给后续设备运行留下稳定隐患。
三、环境因素带来的风险
(一)恶劣环境对工具性能的影响
高扭矩工况常伴随恶劣的作业环境,如高温、潮湿、粉尘等,这些环境因素会加速扭力扳手的损坏。在高温环境下,扳手的塑料部件可能软化变形,金属部件的热膨胀会影响内部零件的配合精度;潮湿环境易使扳手生锈,降低其结构强度和操作性能;而粉尘环境中,大量粉尘会进入扳手内部,磨损传动部件,阻碍扭矩调节机构的正常运作。例如,在沙漠地区的风电设备安装现场,沙尘颗粒可能进入气动扭力扳手的气路系统,导致设备故障,影响高扭矩紧固作业的正常进行。
(二)环境稳定风险的叠加
恶劣的作业环境本身就存在稳定风险,当与高扭矩工况下使用扭力扳手的操作风险叠加时,危险系数会进一步升高。在高空、狭窄空间等特别环境中进行高扭矩紧固作业,操作人员活动受限,一旦发生工具故障或操作失误,逃生和避险难度增大。此外,在易燃易爆环境下,若使用的电动扭力扳手因高负荷运转产生电火花,可能引发爆炸等严重事故。
四、应对高扭矩工况使用风险的建议
(一)工具的正确选择与维护
在高扭矩工况下,应选择择用设计、防止磨损、精度稳定且适合该工况的扭力扳手。根据实际需求,选择扭矩量程适当且留有稳定余量的扳手,避免长期在限度扭矩下使用。同时,建立优良的工具维护制度,定期对扭力扳手进行清洁、润滑、校准和检查,及时替换磨损严重的零件,工具始终处于良好的工作状态。
(二)规范操作与人员培训
增加操作人员的技能培训,使其熟练掌握高扭矩工况下扭力扳手的正确使用方法,包括规范的握持姿势、施力方式、操作流程等。严格执行作业前检查、作业中监控和作业后复查的操作规范,确定各个环节都符合稳定要求。通过案例分析和稳定演练,提升操作人员的风险意识和应急处理能力,使其能够及时发现并规避潜在风险。
(三)环境适应性措施
针对不同的作业环境,采取相应的防护措施。在高温环境下,为扭力扳手配备隔热装置,避免其长时间暴露在高温中;在潮湿、粉尘环境中,使用具有防护功能的工具箱,作业结束后及时对工具进行清洁和防护处理。对于特别环境作业,还需制定不错的稳定操作规程,配备需要的稳定防护设备,如稳定带、防护面罩等,降低环境因素带来的风险。
扭力扳手在高扭矩工况下的使用风险涉及工具、操作和环境等多个方面。只有充足认识这些风险,并采取应对措施,才能在作业稳定的前提下,实现质量不错的螺栓紧固,确定工程建设和设备运行的稳定性。