化工裝置之法蘭管理
石油化工裝置由法蘭接口引發(fā)的泄漏事故也在不斷的增多，給裝置運(yùn)行造成很大的危害，本文通過分析引起法蘭泄漏的原因，引入法蘭管理的概念，提出具體的過程管控措施以及合理的螺栓 緊固載荷計算方法，提高法蘭安裝質(zhì)量，降低法蘭泄漏的發(fā)生率。
石油化工裝置中，工藝管道就像人身體中的血管一樣，錯綜復(fù)雜，而且介質(zhì)大多是有毒有害的，保證管道施工質(zhì)量就成了工程質(zhì)量控制的重點。
提到管道施工質(zhì)量可能最先想到的就是管道焊接質(zhì)量，然而，在石油化工裝置中壓力管道的連接方式除了焊接連接，還大量采用了法蘭連接方式，法蘭螺栓數(shù)量龐大且工況復(fù)雜，近些年由法蘭 接口引發(fā)的泄漏事故也在不斷的增多，所有的泄漏事故中約有 18%的泄漏事故都是由于法蘭接口泄漏引起的，因此，控制法蘭安裝質(zhì)量，加強(qiáng)法蘭管理就尤為重要。
1 引起法蘭泄漏的主要原因
引起法蘭泄漏的原因有很多，而在施工階段 引起法蘭泄漏的主要原因有以下幾個方面：
1）法蘭、墊片等密封面的破壞；
2） 墊片或者螺栓等材料用錯，不能滿足管道運(yùn)行的操作條件；
3） 法蘭偏斜引起泄漏；
4） 緊固不規(guī)范造成墊片損壞；
5） 由于緊固載荷不夠，不能使墊片達(dá)到密封性能；6）由于緊固載荷過大，造成墊片潰爛。
2 防止法蘭泄漏的控制措施
綜上所述，由產(chǎn)生法蘭泄漏的原因可知，要確保法蘭不泄漏，就要通過嚴(yán)格的法蘭過程管控程 序保證法蘭、墊片的安裝質(zhì)量以及選擇合適的緊 固載荷使墊片能夠達(dá)到良好的密封性能。下面將 從法蘭過程管理及緊固載荷計算兩大方面介紹控 制措施。
2.1 法蘭過程管理
2.1.1 人員培訓(xùn)及管理
所有參與法蘭管理的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)后持 證上崗作業(yè)，嚴(yán)禁無證操作，培訓(xùn)分為理論培訓(xùn)和實操培訓(xùn)。理論培訓(xùn)由專業(yè)工程師負(fù)責(zé)向操作人員授課，講授法蘭管理的理論知識。實操培訓(xùn)主要 是要在現(xiàn)場對專職操作人員進(jìn)行系統(tǒng)的實際操作培訓(xùn)，包括整體的質(zhì)量控制流程，設(shè)備使用技巧。
2.1.2 材料管理
材料管理包括法蘭、緊固件及墊片的管理， 所有材料要做好到貨驗收工作，確保材料本質(zhì)合 格。材料的驗收要求如下：
1）所有材料要有質(zhì)量證明文件，文件內(nèi)容符 合設(shè)計及規(guī)范要求。
2）法蘭到貨后，應(yīng)逐件檢查法蘭密封面，密封面應(yīng)完整，不得有銹蝕和徑向劃痕等缺陷。
采用潤滑都相關(guān)，扭矩系數(shù)的變化對力矩 值的影響很大，因此，為了減少誤差應(yīng)保證預(yù)緊力的計算準(zhǔn)確。
2.2.1 按墊片性能計算預(yù)緊力
1）操作狀態(tài)下按照墊片最小壓緊力，計算單 個螺栓緊固需要的最小載荷 Fo , 公式為：Fo=(F+ Fp)/n，式中：F為操作狀態(tài)下內(nèi)壓引起的總軸向 力，F(xiàn)p 為操作狀態(tài)下最小墊片壓緊力，n為螺栓 數(shù)量，F(xiàn)及 Fp 的計算方法參照 GB150.3。
2）預(yù)緊狀態(tài)下按照墊片最小壓緊力，計算單個螺栓緊固需要的最小螺栓載荷 Fg1，公式為：Fg1=Fa/n，式中：Fa 為預(yù)緊狀態(tài)下最小墊片壓緊 力，計算方法參照 GB150.3。
3）按照墊片的******允許應(yīng)力，計算單個螺栓緊固需要******螺栓載荷 Fg2，公式為：Fg2=(Sg×Ag)/n，式中：Sg 為墊片******允許應(yīng)力，Ag 為墊片密封面積。
2.2.2 按螺栓允許應(yīng)力計算預(yù)緊力
按照螺栓允許應(yīng)力，分別計算單個螺栓緊固需要的最小螺栓載荷 Fb1 和******螺栓載荷 Fb2；公式為：Fb1 =0.25 ×Rel ×Ab，F(xiàn)b2 =0.7 ×Rel ×Ab；式中：Rel為螺栓屈服強(qiáng)度，Ab為螺栓應(yīng)力截面積。
2.2.3 綜合比較
分別確定單個螺栓緊固需要的最小載荷 Fmin 和******載荷 Fmax：
Fmin=max(Fo,Fg1,Fb1)
Fmax=min(Fb2,Fg2)
2.2.4 計算螺栓緊固力矩區(qū)間值 Tmin，Tmax
Tmin=k×Fmin×d
Tmax=k×Fmax×d
2.3 質(zhì)量過程控制要點
2.3.1 安裝前檢查
重點檢查管內(nèi)潔，法蘭面、墊片是否有損傷，并對螺栓與墊片材質(zhì)、規(guī)格進(jìn)行檢查是否與設(shè)計 圖紙一致。對于銹蝕的法蘭密封面，可采用手動鋼 絲刷或其他手動工具除銹，且用清洗劑去除污漬， 檢查其密封面的狀況，嚴(yán)重?fù)p傷的法蘭密封面不 予使用。對于檢維修裝置，法蘭拆卸后檢查法蘭密 封面情況，如有損壞要進(jìn)行更換。
2.3.2 法蘭螺栓緊固后質(zhì)量檢查
法蘭螺栓緊固完成后，項目質(zhì)檢人員按照報 檢記錄對螺栓力矩、法蘭平行度進(jìn)行抽查，合格后 簽字確認(rèn)。
2.3.3 試壓校驗
管道試壓是檢驗法蘭密封性能的一個重要手段，在試壓過程中要著重檢查每對法蘭的密封性能，確保法蘭無泄漏；試壓過程的法蘭密封性能檢 驗要做到以下幾點：
1）若發(fā)現(xiàn)法蘭有泄漏，嚴(yán)禁帶壓緊固，檢查好泄漏點，做好標(biāo)記，泄壓后進(jìn)行處理；
2）泄壓后，復(fù)核法蘭平行度和螺栓的緊固力 矩，如若平行度不符，松開張口端對面的螺栓，重新進(jìn)行調(diào)整法蘭平行度，并按照螺栓緊固步驟重新進(jìn)行緊固；如若只是螺栓力矩不滿足要求，可以直接按照目標(biāo)力矩進(jìn)行緊固；
3）法蘭調(diào)整后，再重新進(jìn)行試壓檢驗，再次試驗以不泄漏為合格，并重新對法蘭螺栓進(jìn)行標(biāo)記；若還有泄漏，必須泄壓后打開法蘭，檢查法蘭密封 面及墊片，更換新的墊片，法蘭密封面若是損壞， 進(jìn)行更換或者在線修復(fù)，缺陷消除后，再次試壓檢 驗，直到校驗合格后，對法蘭螺栓進(jìn)行標(biāo)記。
3 結(jié)束語
根據(jù)上述理論和數(shù)據(jù)分析可看出管道法蘭管理是一個系統(tǒng)性工程，將涉及法蘭密封效果的相關(guān)因素綜合考慮，包括法蘭組對、密封面狀況、密封墊片質(zhì)量、螺栓正確使用與扭矩值控制、工藝操作條件變化等。只有通過嚴(yán)格過程管控，加強(qiáng)材料管理并且嚴(yán)格控制緊固載荷，才能有效的避免法 蘭可能出現(xiàn)的泄漏風(fēng)險。
轉(zhuǎn)自壓力容器人。
