由于化工過程的復(fù)雜性，尤其是在振動(dòng)設(shè)備上單獨(dú)采用碟簧或者定力矩?zé)o法滿足密封要求，采用碟簧及定力矩組合技術(shù)是目前化工、石化及鋼鐵等行業(yè)進(jìn)行法蘭密封的重要技術(shù)。碟簧定力矩組合技術(shù)兼具碟簧密封及定力矩技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并且現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便。
1、碟簧選型
螺栓緊固技術(shù)需要根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)對(duì)螺栓預(yù)緊力值的要求也不同，螺栓的有效預(yù)緊補(bǔ)償根據(jù)不同工況要求，需要進(jìn)行分別計(jì)算，需要根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)象，制定不同的“有效補(bǔ)償窗口”。針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中不同類型和結(jié)構(gòu)尺寸的換熱器、不同設(shè)備的法蘭，不同使用工況、不同補(bǔ)償要求的碟簧，進(jìn)行一系列的分析、有限元模擬計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)試，給出最終解決方案，確保在使用運(yùn)行中的安全可靠性。
法蘭連接，由于結(jié)構(gòu)、材料等參量較多 (結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能等等)，承受的載荷也相當(dāng)復(fù)雜 (螺栓預(yù)緊載荷、介質(zhì)的壓力、系統(tǒng)的壓力波動(dòng)、溫差應(yīng)力、結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力等)，很難通過理論公式計(jì)算出較為準(zhǔn)確的結(jié)果，而通過有限元法根據(jù)換熱器的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸和運(yùn)行工況，建立與實(shí)際相符的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬分析計(jì)算。在壓力載荷的基礎(chǔ)上導(dǎo)入溫度載荷，把溫度變化和壓力變化導(dǎo)致螺栓、法蘭、密封墊片、防沖擊補(bǔ)償墊圈等的應(yīng)變、應(yīng)力變化，進(jìn)行相關(guān)的耦合分析計(jì)算，能有效地保持墊片的實(shí)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(duì)螺栓進(jìn)行清洗和檢查，確保螺栓無損傷后方可進(jìn)行使用。螺栓需要按照現(xiàn)場(chǎng)法蘭編號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域進(jìn)行檢查和清洗。清洗過程根據(jù)螺栓上污染物情況可以采用柴油或其他溶劑進(jìn)行清洗、浸泡，螺栓檢查過程中應(yīng)當(dāng)確保其表面無銹渣、油污、積垢。另外，需要對(duì)螺桿、螺母的腐蝕情況進(jìn)行確定，同時(shí)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(duì)合格的螺栓應(yīng)當(dāng)分類并進(jìn)行標(biāo)記，同時(shí)做好防護(hù)，避免搬運(yùn)過程中對(duì)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(yīng)當(dāng)用鏟刀、抹布對(duì)法蘭的密封面進(jìn)行清理。如果法蘭面出現(xiàn)銹蝕情況，還需要用砂紙對(duì)密封面的鐵銹進(jìn)行打磨清理，法蘭密封面清理完成后，需要對(duì)法蘭密封面的完好性檢查確定，保證法蘭面無機(jī)械損傷。檢查完成后的法蘭密封面需要做好保護(hù)工作，避免現(xiàn)場(chǎng)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(duì)法蘭面進(jìn)行二次檢查，確保無碰傷、無銹蝕。同時(shí)，對(duì)螺栓的材質(zhì)和工況進(jìn)行再次確認(rèn)，確保螺栓選材正確。在螺栓規(guī)格型號(hào)確認(rèn)無誤后，對(duì)配套碟簧的規(guī)格、材質(zhì)及完好性進(jìn)行檢查。
(2) 對(duì)螺栓的螺紋和螺母表面涂抹潤(rùn)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(yù)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(yīng)當(dāng)確保凹面朝向法蘭，調(diào)整碟簧與螺栓保持同心。用手對(duì)所有螺母進(jìn)行初步擰緊，使碟簧在螺母與法蘭之間不能自由移動(dòng)，擰緊過程用力要均勻細(xì)致。
(4) 按照順序?qū)Τ醪綌Q緊的螺栓進(jìn)行全部檢查，確認(rèn)所有螺栓已經(jīng)進(jìn)行初步緊固。
5、定力矩緊固
定力矩緊固施工應(yīng)制定實(shí)施方案，通過該方案進(jìn)行嚴(yán)密的施工組織。作業(yè)過程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且定力矩緊固過程應(yīng)全程監(jiān)督。
(1) 定力矩施工方案制定。施工方案需要根據(jù)煤化工生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)進(jìn)行制定，要對(duì)全部的法蘭密封點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行泄漏點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，來制定施工方案和定力矩實(shí)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(shè)備配備。前期的設(shè)備準(zhǔn)備和人員培訓(xùn)對(duì)螺栓定力矩施工至關(guān)重要，尤其是對(duì)高溫高壓等法蘭的緊固工作，關(guān)系到零泄漏目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。定力矩施工人員方面，需要先明確各單位人員包括建設(shè)、施工、監(jiān)理人員的責(zé)任及工作內(nèi)容，然后對(duì)定力矩施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。需要專業(yè)的定力矩緊固工程師對(duì)所有參與定力矩施工、監(jiān)護(hù)以及檢測(cè)人員進(jìn)行技術(shù)交底培訓(xùn)，培訓(xùn)完成后需要分專業(yè)進(jìn)行考核，考核合格后方可允許上崗作業(yè)。
(3) 定力矩施工驗(yàn)收。螺栓進(jìn)行定力矩施工后應(yīng)當(dāng)組織專業(yè)人員進(jìn)行抽檢驗(yàn)收，抽檢的數(shù)量不應(yīng)當(dāng)?shù)陀诳倲?shù)的 20%。定力矩施工螺栓進(jìn)行抽檢時(shí)，按照預(yù)設(shè)的定力矩 80% 進(jìn)行檢驗(yàn)。在此條件下，被檢驗(yàn)的螺母發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則認(rèn)定抽檢的螺栓定力矩緊固施工不合格;在 80% 預(yù)設(shè)定力矩?cái)?shù)值下檢驗(yàn)如果螺母不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，再將檢測(cè)力矩調(diào)整為預(yù)設(shè)力矩的 110%，被檢測(cè)的螺母發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則認(rèn)定抽檢的螺栓定力矩施工合格;如果螺母不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，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(duì)所有定力矩施工的螺栓進(jìn)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(yīng)當(dāng)進(jìn)行歸檔，并由專門人員進(jìn)行管理。
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