法蘭螺栓定力矩緊固在管道安裝施工中的應(yīng)用

趙志剛

摘 要：在石油石化生產(chǎn)裝置和工藝管道中，法蘭螺栓連接數(shù)量龐大且使用工況復(fù)雜，法蘭螺栓連接處的泄漏占裝置泄漏的很大比例，由此給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)十分嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境影響。法蘭螺栓連接的裝配過(guò)程看似簡(jiǎn)單，實(shí)際卻非常復(fù)雜，涉及到墊片壓潰或過(guò)載變形、法蘭安裝尺寸偏差、螺栓載荷控制及損耗等多種原因。為提高螺栓法蘭連接裝配質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)整個(gè)法蘭螺栓連接裝配流程（密封面檢查、密封面修復(fù)、墊片檢查、法蘭閉合、定力矩緊固）進(jìn)行完整性管理。綜合考慮法蘭密封控制因素，在探索維修施工以及安裝施工等過(guò)程之中降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生效率，提高設(shè)備以及人員使用的安全性。

關(guān)鍵詞：法蘭螺栓連接;定力矩緊固;法蘭完整性管理;工藝管道安裝

前言

在各工業(yè)領(lǐng)域，關(guān)于其中的設(shè)備與管道連接，最常使用的方式就是法蘭連接。法蘭連接依靠螺栓、法蘭和墊片。因此加強(qiáng)法蘭安裝過(guò)程中的螺栓連管理，在施工過(guò)程之中了解到法蘭螺栓自身的使用特點(diǎn)也顯得至關(guān)重要。按照其裝置設(shè)備操作結(jié)構(gòu)特性，法蘭螺母支撐面容易出現(xiàn)一系列的凹凸不平。同時(shí)，法蘭墊片密封泄漏在施工過(guò)程之中，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)管理就顯得至關(guān)重要。也必須按照法蘭密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做出控制分析。在實(shí)際施工過(guò)程之中，提升工作效率，保證一次施工環(huán)節(jié)的法蘭連接管理的完整性。

1 法蘭螺栓定力矩緊固簡(jiǎn)介

1.1螺栓緊固的原理分析

螺母用于存留壓力，內(nèi)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其相應(yīng)的角度也會(huì)發(fā)生一定的變化。這說(shuō)明在螺母轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程之中，每個(gè)螺栓都可以得到相應(yīng)的伸長(zhǎng)量，而伸長(zhǎng)量也與一般情況下螺栓所存留的拉力基本相同。法蘭可以獲得均勻荷載，若荷載均勻，法蘭就會(huì)出現(xiàn)其平衡狀態(tài)。在外部沒(méi)有任何的泄漏狀況，也便于其后續(xù)進(jìn)行螺栓平衡維持。

1.2定力矩緊固的原理

定力矩在緊固過(guò)程之中使用液壓扭矩扳手，這時(shí)的處理過(guò)程類(lèi)似于使用氣動(dòng)扭矩扳手、鋰電扳手等工具分別進(jìn)行扭矩控制。系統(tǒng)控制和電動(dòng)控制能夠準(zhǔn)確的掌握好緊固力矩的大小，提高螺栓的整體連接性能。同時(shí)在緊固過(guò)程之中，也保證了后續(xù)螺栓結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高了其連接的可靠性，降低了由于螺栓力矩值不準(zhǔn)確所帶來(lái)的一些危險(xiǎn)性，在實(shí)現(xiàn)螺栓控制過(guò)程之中，也有助于調(diào)整螺栓自身的功能特性，實(shí)現(xiàn)靜密封效果。

1.3定力矩緊固流程

在定力矩緊固方面，其具體流程也較為明確。首先對(duì)所有設(shè)備法蘭密封結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，確定安裝需要的螺栓預(yù)緊載荷，螺栓緊固的工機(jī)具，必須經(jīng)過(guò)扭矩校驗(yàn)合格。定力矩緊固工作方可進(jìn)行。法蘭安裝前應(yīng)對(duì)法蘭密封面進(jìn)行檢查，包括平行度、圓度、表面粗糙度和表面缺陷。如果密封面表面存在缺陷，應(yīng)測(cè)定缺陷尺寸。并通過(guò)相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行處理，如現(xiàn)場(chǎng)機(jī)加工修復(fù)。

1.4前期準(zhǔn)備

為了規(guī)范工藝管道法蘭安裝的施工工作，在施工期間，需要對(duì)于法蘭螺栓定力矩緊固實(shí)施過(guò)程進(jìn)行管理。同時(shí)考慮到其本身的連接特性，采用法蘭連接完整性管理控制方案。同時(shí)，在工業(yè)管道安裝工程之中，按照全部的法蘭連接完整性管理進(jìn)行安裝過(guò)程管理，已經(jīng)證實(shí)取得良好的效果，在裝置試車(chē)及正式運(yùn)行中都實(shí)現(xiàn)了“零泄漏”或者極少泄漏。在技術(shù)準(zhǔn)備方面，法蘭螺栓工況調(diào)研及力矩值計(jì)算是十分重要的。

1.5對(duì)施工人員培訓(xùn)及安全技術(shù)交底

對(duì)所有參與法蘭連接完整性管理的施工人員，進(jìn)行法蘭連接完整性管理安全、理論和實(shí)操培訓(xùn)并指導(dǎo)施工，作業(yè)人員培訓(xùn)合格后方可上崗操作。螺栓拆卸前后，按照法蘭標(biāo)志牌的位置對(duì)其進(jìn)行確定，要盡量確保表面無(wú)任何的油污以及機(jī)構(gòu)。同時(shí)對(duì)于螺栓、螺母的腐蝕狀況作出篩選。對(duì)可以利舊使用的螺栓做好分類(lèi)標(biāo)識(shí)，進(jìn)行預(yù)先的防護(hù)控制工作。待其完全完成管理控制之后，方能打開(kāi)法蘭密封面。打開(kāi)之后一定要關(guān)注其完整性，避免腐蝕或者碰傷狀況，墊片安裝過(guò)程需要在法蘭安裝過(guò)程中將外層塑料袋進(jìn)行清除。同時(shí)檢查密封性，按照密封性狀況，將密封墊放到位，切勿將安裝所用的膠帶停留在密封墊上。

1.6螺栓潤(rùn)滑

潤(rùn)滑可以降低摩擦系數(shù)，以更低的力矩達(dá)到給定的螺栓載荷。有助于提高螺栓之間載荷連接的一致性和均衡性，同時(shí)也能夠利于下次緊固件的拆卸。一般情況之下，常溫部位可使用二硫化鉬潤(rùn)滑脂，≥250℃部位使用高溫抗咬合潤(rùn)滑脂。

1.7法蘭回裝

根據(jù)GB/T38343-2019《法蘭接頭安裝技術(shù)規(guī)定》其中指出，針對(duì)法蘭安裝過(guò)程的管控要求，在法蘭外緣選四個(gè)點(diǎn)，間隔 90 度，控制各點(diǎn)錯(cuò)口偏差≤1.5 毫米。保證法蘭平行度的找正，測(cè)量和比較法蘭的最大/最小間隙確定法蘭密封面平行度，控制其偏差≤0.8mm。在操作過(guò)程之中，按照螺栓的找正方法。由90°測(cè)量公差做出控制，在此情況之下，確保所有的螺栓都能夠通過(guò)法蘭螺栓孔，螺栓兩孔錯(cuò)位控制在3mm范圍內(nèi)。通過(guò)兩片法蘭之間的相互調(diào)整控制，實(shí)現(xiàn)其狀態(tài)調(diào)整合適。法蘭螺栓在回裝過(guò)程之中，一定要注意兩者之間的連接規(guī)格。回裝過(guò)程之中，保證螺紋無(wú)任何的損害，同一法蘭緊固件規(guī)格、形式、材質(zhì)正確、一致。

2 法蘭螺栓定力矩緊固的應(yīng)用實(shí)踐

2.1提高施工效率和人員工作安全性

在法蘭螺栓連接定力矩緊固管理的應(yīng)用過(guò)程之中，因?yàn)橛辛鞒坦芸睾鸵簤汗ぞ叩膽?yīng)用。顯提高了施工人員的積極性，二同步、四同步甚至法蘭螺栓全覆蓋液壓工具的應(yīng)用，降低了對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)和力量的依賴(lài)程度，同時(shí)提高了施工安裝效率。傳統(tǒng)大錘敲擊安裝的辦法，對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)和力量的要求比較高，但是即使如此也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)打擊傷害的事故，對(duì)施工人員安全是重大風(fēng)險(xiǎn)。全流程管控的應(yīng)用和液壓工具的配合，讓施工人員的安全得以保障，人員傷害事故明顯降低。

2.2保障裝置和工藝管道長(zhǎng)周期安全運(yùn)行

在施工控制過(guò)程之中，進(jìn)行法蘭螺栓定力矩緊固管理。在管道維修安裝過(guò)程之中，保證工程施工的整體質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于法蘭螺栓連接實(shí)施定力矩緊固管理，在施工過(guò)程之中，針對(duì)法蘭密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行控制，了解定力矩緊固方式。對(duì)于其施工過(guò)程作出全面監(jiān)督指導(dǎo)，有助于實(shí)現(xiàn)法蘭螺栓連接完整性管理，也取得了較好的施工效果，降低了物料介質(zhì)的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，提高了其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行管理的安全性，提升了其整體的工作效率。使得資源控制更加合理，在工業(yè)管道設(shè)備運(yùn)行過(guò)程之中，法蘭螺栓連接完整性管理在施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控也顯得至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T38343-2019《法蘭接頭安裝技術(shù)規(guī)定》.

[2]CSEI/JX 0004-2018 《法蘭密封結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)規(guī)范》.

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