鋼制管法蘭密封面光刀修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

劉 旭

(四川瀘天化弘旭工程建設(shè)有限公司設(shè)備制造安裝工程處,四川 瀘州 646300)

1 鋼制管法蘭密封面型式

在石油化工生產(chǎn)裝置的設(shè)備或管道上，鋼制管法蘭密封面一般分為以下7種型式，分別為突面(RF)、凹面(FM)、凸面(M)、榫面(T)、槽面(G)、全平面(FF)、環(huán)連接面(RJ)，如圖1所示【1】。

圖1 鋼制管法蘭密封面型式

1.1 鋼制管法蘭密封面型式的選擇

在設(shè)計、生產(chǎn)使用中，鋼制管法蘭密封面型式的選擇是根據(jù)介質(zhì)或用途，以及公稱壓力來共同決定的。

1.2 鋼制管法蘭密封面的表面粗糙度

法蘭密封面應(yīng)進行機加工，其表面粗糙度是影響法蘭連接密封性能的重要參數(shù)，一般按表1選取。

表1 密封面的表面粗糙度【1】

各種墊片對法蘭密封面的表面粗糙度要求見表2。

2 需要光刀修復(fù)的鋼制管法蘭密封面介紹

鋼制管法蘭隨著使用時間的延長，尤其是長期處于腐蝕介質(zhì)侵蝕的工況下，密封面會出現(xiàn)不同程度的蝕坑，如圖2所示。

檢修時,在鋼制管法蘭拆卸、回裝工作中，由于對法蘭密封面保護不及時，對其造成損傷的情況也時有發(fā)生，如圖3所示。

表2 各種墊片對法蘭密封面的表面粗糙度要求【2-3】

圖2 密封面蝕坑

圖3 密封面損傷

3 密封面光刀修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

3.1 密封面光刀修復(fù)技術(shù)方法的分類

根據(jù)鋼制管法蘭密封面型式，將密封面光刀修復(fù)技術(shù)方法分為2類。

第一類包括突面(RF)、凹面(FM)、凸面(M)、榫面(T)、槽面(G)、全平面(FF)6種密封面型式。

第二類是環(huán)連接面(RJ)型式。

3.2 第一類法蘭密封面光刀修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

3.2.1現(xiàn)場衛(wèi)生的清理及處理對象的確認(rèn)

1) 清除施工現(xiàn)場周圍雜物。

2) 用專用遮擋蓋罩住法蘭口，防止異物掉入。

3) 對待處理的有缺陷的法蘭密封面進行雙方確認(rèn)。

4) 將確認(rèn)的法蘭密封面清除干凈。

5) 檢查法蘭密封面蝕坑或缺陷深度，若深度>1 mm，則應(yīng)先對蝕坑或缺陷進行打磨、補焊修復(fù)后，再進行密封面光刀。

3.2.2光刀機具安裝及找正

1) 按圖4所示進行機具的安裝。

圖4 光刀機具安裝示意

2) 初步找平及找圓。

a) 找平：光刀機具安裝到位后，首先以該法蘭平面為基準(zhǔn)平面，再在小刀架上固定一鐵絲，搬動主軸旋轉(zhuǎn)在法蘭平面上劃圓找平。

b) 找圓：在小刀架上固定一長短合適的鐵絲，以待處理密封面一完整的圓為基準(zhǔn)圓，搬動主軸旋轉(zhuǎn)在該基準(zhǔn)圓上劃圓找正。

3.2.3光刀

1) 先測量要進行光刀修復(fù)的法蘭密封面的原始尺寸(即圖5所示的A、B、C處尺寸)，并做好記錄。

2) 精確找平及找圓

以待修復(fù)密封面所在端部平面及完好的密封面作為找正基準(zhǔn)平面(找垂直度)及基準(zhǔn)圓(找圓度)，找正誤差對稱值應(yīng)≤0.03 mm，同時記錄下找正數(shù)據(jù)。進一步固定后，再重新驗證找正誤差，記錄找正數(shù)據(jù)。

圖5 法蘭密封面原始數(shù)據(jù)收集示意

3) 光刀程序

a) 光刀機具安裝到位后，在小刀架上固定一長短合適的鐵絲，旋轉(zhuǎn)主軸找出密封面的最高點與最低點，計算出兩者之間的差值，并以此作為最終切削量。

b) 完成上述步驟后，將小刀架上鐵絲更換為硬質(zhì)合金材料的切削刀具，緊固在小刀架上。

c) 根據(jù)需要光刀修復(fù)的法蘭密封面外徑尺寸大小， 調(diào)整刀具轉(zhuǎn)速， 一般以每秒10°～15°為宜。

d) 試切削時，以法蘭密封面最高點為吃刀點，刀具旋轉(zhuǎn)，法蘭密封面固定不動。刀具旋轉(zhuǎn)1圈回到最高吃刀點后，再手動進刀。光刀時因刀桿較長，剛度較差，應(yīng)微量進刀。軸向進刀量以每圈0.02～0.03 mm為宜，徑向進刀量以每圈0.01～0.02 mm為宜。

e) 重復(fù)d)步驟，直至切削至法蘭密封面的最低點。在此過程中，切勿停止光刀機具。倘若中途因故停止光刀作業(yè)，再次啟動時，應(yīng)再次找正，重復(fù)上述所有步驟。

f) 光刀切削完畢之前，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔孔鳛榫獾?，以滿足密封面的表面粗糙度要求。在缺陷完全消除的前提下，應(yīng)盡量減少切削量。精光刀時，軸向進刀量以每圈0.01～0.02 mm為宜，徑向進刀量以每圈<0.01 mm為宜。

g) 光刀修復(fù)工作全部完成后，記錄密封面修復(fù)成形后的A、B、C處尺寸，并用油石研磨法蘭密封面，清除加工中產(chǎn)生的毛刺。

h) 凹凸面和榫槽面配對法蘭的尺寸要求，見圖6。

凹凸面和榫槽面配對法蘭密封面光刀修復(fù)后，密封面尺寸f1、f2、f3(如圖6所示)以及其相互間的配合尺寸均應(yīng)符合相應(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)要求【1】。第一類法蘭密封面現(xiàn)場光刀修復(fù)示意見圖7。

3.3 第二類法蘭密封面光刀修復(fù)技術(shù)

3.3.1現(xiàn)場衛(wèi)生的清理及處理對象的確認(rèn)

同第一類法蘭密封面。詳見3.2.1節(jié)。

圖6 凹凸面、榫槽面法蘭密封面尺寸示意

圖7 第一類法蘭密封面現(xiàn)場光刀修復(fù)示意

3.3.2光刀機具安裝及找正

同第一類法蘭密封面。詳見3.2.2節(jié)。

3.3.3光刀

1) 先測量要進行光刀修復(fù)的法蘭密封面的原始尺寸(即圖8所示的A、B、C處尺寸)，并做好記錄。

2) 精確找平及找圓

同第一類法蘭密封面。詳見3.2.3節(jié)第2)款。

3) 光刀程序

圖8 環(huán)連接密封面原始數(shù)據(jù)收集示意

a) 同一環(huán)連接密封面優(yōu)先處理缺陷嚴(yán)重的一面。光刀機具安裝到位后，在小刀架上固定一長短合適的鐵絲，旋轉(zhuǎn)主軸找出密封面的最高點與最低點，計算出兩者之間的差值，并以此作為最終切削量。

b) 完成上述步驟后，將小刀架上的鐵絲更換為硬質(zhì)合金材料的切削刀具，緊固在小刀架上，精心調(diào)整好刀具切削面與法蘭軸線夾角，為23°。

c)～f)同第一類法蘭密封面。詳見3.2.3節(jié)第3)款c)～f)。

g) 第一個環(huán)面光刀修復(fù)完成后， 重新調(diào)整好小刀架角度，重復(fù)上述步驟對密封面的另一環(huán)面進行光刀修復(fù)。該面的光刀切削量應(yīng)嚴(yán)格與對應(yīng)一面的已進行光刀修復(fù)的切削量保持一致，如此才能保證該環(huán)連接密封面中心線不發(fā)生偏移。這是第二類法蘭密封面光刀修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵點。

h) 光刀修復(fù)工作全部完成后，記錄密封面修復(fù)成型后的A、B、C處尺寸，并用油石研磨法蘭密封面，清除加工中產(chǎn)生的毛刺。第二類法蘭密封面現(xiàn)場光刀修復(fù)示意見圖9。

4 結(jié)語

采用我公司總結(jié)的鋼制管法蘭密封面光刀修復(fù)技術(shù)，可以全位置進行法蘭密封面光刀修復(fù)工作， 并且密封面表面粗糙度完全能夠達(dá)到技術(shù)要求， 極大方便了生產(chǎn)現(xiàn)場無法拆卸、 但是又需要光刀修理的石油化工設(shè)備與管道的法蘭密封面修復(fù)工作。該項技術(shù)為石油化工設(shè)備安全穩(wěn)定運行提供了技術(shù)保障。