由于化工過程的復雜性,尤其是在振動設備上單獨采用碟簧或者定力矩無法滿足密封要求,采用碟簧及定力矩組合技術是目前化工、石化及鋼鐵等行業(yè)進行法蘭密封的重要技術。碟簧定力矩組合技術兼具碟簧密封及定力矩技術的優(yōu)點,并且現場操作簡便。
1、碟簧選型
螺栓緊固技術需要根據不同的現場工況制定不同的緊固方案,不同的法蘭螺栓規(guī)格、螺栓材質對螺栓預緊力值的要求也不同,螺栓的有效預緊補償根據不同工況要求,需要進行分別計算,需要根據特定的應用對象,制定不同的“有效補償窗口”。針對工業(yè)生產中不同類型和結構尺寸的換熱器、不同設備的法蘭,不同使用工況、不同補償要求的碟簧,進行一系列的分析、有限元模擬計算和試驗測試,給出最終解決方案,確保在使用運行中的安全可靠性。
法蘭連接,由于結構、材料等參量較多 (結構形式、結構尺寸、材料性能等等),承受的載荷也相當復雜 (螺栓預緊載荷、介質的壓力、系統(tǒng)的壓力波動、溫差應力、結構約束應力等),很難通過理論公式計算出較為準確的結果,而通過有限元法根據換熱器的實際結構尺寸和運行工況,建立與實際相符的數學模型進行模擬分析計算。在壓力載荷的基礎上導入溫度載荷,把溫度變化和壓力變化導致螺栓、法蘭、密封墊片、防沖擊補償墊圈等的應變、應力變化,進行相關的耦合分析計算,能有效地保持墊片的實際密封比壓,從而提高法蘭密封副的密封可靠性。
2、螺栓清洗檢查
螺栓拆卸后需要對螺栓進行清洗和檢查,確保螺栓無損傷后方可進行使用。螺栓需要按照現場法蘭編號進行標記,運輸到指定區(qū)域進行檢查和清洗。清洗過程根據螺栓上污染物情況可以采用柴油或其他溶劑進行清洗、浸泡,螺栓檢查過程中應當確保其表面無銹渣、油污、積垢。另外,需要對螺桿、螺母的腐蝕情況進行確定,同時檢查螺牙是否有損壞、螺母能在螺桿上能不能自由旋入。螺栓清洗檢查完成后,對合格的螺栓應當分類并進行標記,同時做好防護,避免搬運過程中對螺栓造成二次損傷,裝箱待用。
3、法蘭密封面清理檢查
法蘭密封面是確保法蘭密封無泄漏的重要影響因素,法蘭打開后,應當用鏟刀、抹布對法蘭的密封面進行清理。如果法蘭面出現銹蝕情況,還需要用砂紙對密封面的鐵銹進行打磨清理,法蘭密封面清理完成后,需要對法蘭密封面的完好性檢查確定,保證法蘭面無機械損傷。檢查完成后的法蘭密封面需要做好保護工作,避免現場施工過程中碰傷或發(fā)生二次銹蝕。
4、碟簧安裝方法
(1) 碟簧安裝前需要對法蘭面進行二次檢查,確保無碰傷、無銹蝕。同時,對螺栓的材質和工況進行再次確認,確保螺栓選材正確。在螺栓規(guī)格型號確認無誤后,對配套碟簧的規(guī)格、材質及完好性進行檢查。
(2) 對螺栓的螺紋和螺母表面涂抹潤滑劑 (或防卡劑),確保在螺栓緊固過程中螺母能夠均勻旋入,使預緊力分布均勻。
(3) 把碟簧放入螺栓上,碟簧具有凸面和凹面,使用過程中應當確保凹面朝向法蘭,調整碟簧與螺栓保持同心。用手對所有螺母進行初步擰緊,使碟簧在螺母與法蘭之間不能自由移動,擰緊過程用力要均勻細致。
(4) 按照順序對初步擰緊的螺栓進行全部檢查,確認所有螺栓已經進行初步緊固。
5、定力矩緊固
定力矩緊固施工應制定實施方案,通過該方案進行嚴密的施工組織。作業(yè)過程應當嚴格遵循相關標準,并且定力矩緊固過程應全程監(jiān)督。
(1) 定力矩施工方案制定。施工方案需要根據煤化工生產裝置的特點進行制定,要對全部的法蘭密封點進行統(tǒng)計,并進行泄漏點風險評估,來制定施工方案和定力矩實施原則及制定法蘭螺栓定力矩施工清單。
(2) 定力矩施工人員和設備配備。前期的設備準備和人員培訓對螺栓定力矩施工至關重要,尤其是對高溫高壓等法蘭的緊固工作,關系到零泄漏目標能否實現。定力矩施工人員方面,需要先明確各單位人員包括建設、施工、監(jiān)理人員的責任及工作內容,然后對定力矩施工人員進行培訓。需要專業(yè)的定力矩緊固工程師對所有參與定力矩施工、監(jiān)護以及檢測人員進行技術交底培訓,培訓完成后需要分專業(yè)進行考核,考核合格后方可允許上崗作業(yè)。
(3) 定力矩施工驗收。螺栓進行定力矩施工后應當組織專業(yè)人員進行抽檢驗收,抽檢的數量不應當低于總數的 20%。定力矩施工螺栓進行抽檢時,按照預設的定力矩 80% 進行檢驗。在此條件下,被檢驗的螺母發(fā)生轉動,則認定抽檢的螺栓定力矩緊固施工不合格;在 80% 預設定力矩數值下檢驗如果螺母不發(fā)生轉動,再將檢測力矩調整為預設力矩的 110%,被檢測的螺母發(fā)生轉動,則認定抽檢的螺栓定力矩施工合格;如果螺母不發(fā)生轉動,則判定該法蘭螺栓緊固過度,定力矩施工抽檢不合格,需要對所有定力矩施工的螺栓進行重新施工,并再次抽檢,直至合格為止。定力矩施工完成后的資料應當進行歸檔,并由專門人員進行管理。
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