便攜式法蘭錯位調(diào)整器的研制與應用

任剛 郭依寶 張利輝 何文貴

國家管網(wǎng)集團北京管道有限公司維搶修分公司 北京 102101

目前，各輸氣站場每年更換閥門、拆裝流量計、阻火器等冷工作業(yè)較多。針對常規(guī)的更換方法存在的效率低、安全性差、分離后法蘭片錯位、勞動強度大等問題，研制一種便攜式法蘭錯位調(diào)整器。主要介紹了把常規(guī)更換方法改變成法蘭調(diào)整器進行更換操作的方法，通過在施工現(xiàn)場的反復使用驗證，可有效解決常規(guī)方法在冷工作業(yè)中存在的弊端，提升作業(yè)質(zhì)量和效率，保障施工作業(yè)安全[1-3]。

隨著管道里程規(guī)模的不斷擴大，以及場站數(shù)量逐漸增多，管線法蘭連接作為非常普遍的一種形式，得到廣泛應用。隨著管道運行時間增加，管道連接各種密封件老化嚴重，因此經(jīng)常需要更換密封墊片或者加設臨時隔離盲板。針對這種情況專門研制了一種便攜式法蘭錯位調(diào)整裝置，采用這種裝置進行更換密封墊片，安全系數(shù)高，操作簡便，節(jié)省人力物力，明顯縮短操作時間，提高工作效率，能創(chuàng)造較高經(jīng)濟效益。

1 普通方法存在的問題

在各輸油氣站場日常檢維修更換閥門、拆裝流量計、阻火器等冷工作業(yè)中，新建設站場易發(fā)生法蘭“跑”“冒”“滴”“漏” 等問題，為了保證生產(chǎn)的順利進行，防止環(huán)境污染和安全事故的發(fā)生，必須及時對密封墊片、閥門進行更換。常規(guī)的更換方法是利用撬杠撬開或用千斤頂頂開法蘭片，把舊墊片取出，清理好法蘭密封面，再把新墊片或閥門、隔離盲板裝入法蘭中，然后松開撬杠或千斤頂合上法蘭片裝好螺栓，如圖1所示為用撬杠進行法蘭拆除作業(yè)。但是操作中存在以下問題：1）由于頂開的管線產(chǎn)生應力、變形、擠壓、膨脹等，使得法蘭兩端管線發(fā)生徑向偏移無法對中，造成法蘭螺絲孔不能回位；2）在高空及狹小空間進行法蘭分離時，無法使用較長的發(fā)力工具，如果使用扁頭撬杠、千斤頂?shù)?，效率低，受力不平穩(wěn)，且存在一定的操作風險；3） 使用撬杠、千斤頂需要2個以上操作人員配合才能完成，費時費力、效率低[4-5]（見圖1）。

圖1 傳統(tǒng)作業(yè)裝置

2 裝置結構及特點

針對上述存在的問題專門研制了一種便攜式法蘭調(diào)整裝置，采用這種裝置進行更換閥門、流量計、密封墊片，安全系數(shù)高、操作簡便，節(jié)省人力物力，明顯縮短操作時間，提高工作效率，能創(chuàng)造較高經(jīng)濟效益。 起初在進行法蘭拆卸時，由于管線有不同的應力經(jīng)常出現(xiàn)兩法蘭上下左右錯位情況。以往都是使用撬棍、枕木、千斤頂進行人為的撬、頂、別等方法進行找正安裝。這樣不僅費工費力，而且存在安全隱患，無法達到好的效果。經(jīng)過不斷研究、探索最終自行設計、制造一種專門針對安裝法蘭錯位設備。相比采用撬棍、千斤頂支撐進行調(diào)整更為安全、輕便、快捷、省力。在施工中不僅能夠縮短施工時間更能提高工作效率。并能保障法蘭在調(diào)整后進行水平安裝。提高了設備使用的安全系數(shù)，又操作便捷應，在各場站閥室非常實用。

2.1 裝置組成結構

便攜式法蘭調(diào)整器的結構[6]（見圖2）。

圖2 便攜式法蘭調(diào)整器組成部件

其中各個部件名稱和作用為：①液壓缸（壓力表、分配器、千斤頂2個10t）；②液壓管（2m）；③采用彈簧鋼板經(jīng)過機加工，作為液壓千斤頂?shù)牡鬃?；④底座部分采用彈簧鋼板進行機加工打孔與液壓千斤頂?shù)鬃褂寐萁z進行連接，可進行法蘭孔距大小的調(diào)整；⑤由于法蘭的孔徑不同，采用異型鋼機加工出2套六棱型法蘭孔抓手；⑥中部也采用彈簧鋼板進行機加工打孔，用來固定六棱型抓手防止錯位；⑦采用2套10t的液壓千斤頂，實現(xiàn)了同步進行上下左右的錯位、偏差矯正。法蘭錯位調(diào)整器的液壓部分可與法蘭劈開器、螺母劈開器共同使用。該設備適用范圍為：原有法蘭直徑（100～600mm），現(xiàn)加工3套（分為大中小規(guī)格）100～900mm（也用于各種規(guī)格型號的法蘭）。

通過液壓缸可為2個千斤頂提供液壓，液壓缸通過兩路液壓管線進行連接，各路管線均有開關閥門。液壓千斤頂和法蘭孔抓手通過特殊加工后的鋼板進行連接，液壓千斤頂通過機加工打孔的鋼板進行規(guī)定，2塊鋼板均有加工孔，可進行法蘭孔距的調(diào)整，以便于適用不同的作業(yè)場景。

2.2 裝置特點

該裝置利用法蘭兩端端面這一結構特點，可實現(xiàn)兩法蘭很好的對中找正，控制法蘭錯位，能夠保證原法蘭的同心度。便攜式法蘭調(diào)整器研制中關鍵問題在于，需要克服關鍵技術難關才可以保證法蘭分離器在實際應用中發(fā)揮更多的效用。同時，也可以與法蘭劈開器共同使用。 分離后法蘭片錯位現(xiàn)象控制因管線應力、變形、擠壓、膨脹等，法蘭分開后管線發(fā)生徑向偏移無法對中，造成兩法蘭螺孔不能回位。該裝置根據(jù)施工現(xiàn)場法蘭外徑相適應設計加工六棱形狀固定爪，能夠很好保證原法蘭的同心度（見圖3）。

圖3 便攜式法蘭調(diào)整器使用示意圖

同時，由于法蘭片的直徑不同、工作壓力不同、法蘭片螺栓孔距不同，在不同規(guī)格的法蘭上使用導致法蘭分離器的使用有一定局限性。該裝置設計加工2種連接固定裝置，實現(xiàn)與不同規(guī)格的法蘭相適應使用。前期采用圓鋼與工字鋼結合制作了一個框架，采用千斤頂進行按壓調(diào)整，由于圓鋼與工字鋼鋼號低，材質(zhì)達不到要求，仍然達不到調(diào)整需求。經(jīng)過長時間不斷探索、研究、改進，自行設計、制作出一種專門針對安裝法蘭錯位設備。

采用彈簧鋼板經(jīng)過機加工，作為液壓千斤頂?shù)牡鬃?。由于法蘭的孔徑不同，采用異型鋼機加工出2套六棱型法蘭孔抓手。中部也采用彈簧鋼板進行機加工打孔，用來固定六棱型抓手。并配備液壓缸、液壓管（壓力表、分配器、千斤頂2個10t）廣泛應用于輸氣站場、閥室，使用效果完全能夠滿足法蘭錯位的調(diào)整。

3 現(xiàn)場應用

為驗證此裝置的實際效果，在進行某站場流量計拆裝作業(yè)時，使用該裝置進行了管線連接位置的調(diào)整。通過2人配合使用，能夠快速方便地將錯位量進行調(diào)整，同樣數(shù)量的流量計拆裝作業(yè)，相比以往方法效率要提高1倍，同時大大降低了作業(yè)人員的勞動強度，得到了作業(yè)人員的一致好評。

使用便攜式法蘭調(diào)整器比以往采用撬棍、千斤頂支撐進行調(diào)整更為安全、輕便、快捷、省力，提高了設備使用的安全系數(shù)。圖4為使用研制的便攜式法蘭調(diào)整器進行的法蘭拆裝作業(yè)。在施工中不僅能夠縮短施工時間更能提高工作效率，并能保障法蘭在調(diào)整后進行水平安裝。

圖4 便攜式法蘭調(diào)整器現(xiàn)場應用

4 結束語

便攜式法蘭錯位調(diào)整器的研制成功取代了常規(guī)作業(yè)方法，解決了以往使用撬杠和千斤頂存在的諸多問題。此裝置操作簡單靈活、占用空間小，質(zhì)量可靠，在保證工作效率的同時，大大增加了安全可靠性。同時，該裝置結構簡單，易于組裝，可快速上手。該法蘭錯位調(diào)整器決了法蘭片分離后錯位、難回位問題。且可以在不同規(guī)格的法蘭上使用，降低了勞動強度、省時省力、提高效率，體積小巧，重量輕，便于攜帶存放，值得推廣應用。