法蘭墊片制作器的研制與應用

楊井芹 厲昌峰 梅文莉 朱平 鄭敏

【摘要】閥門是各種管路應用必不可少的設備，用于各種管路中起到節流、斷流作用。但是閥門的法蘭連接是至關重要的，它關系著管路是否滲漏的問題，法蘭連接緊密主要依靠的就是法蘭墊片。在油井生產現場法蘭墊片主要是用在閘門連接中，當生產運行一段時間后，由于管線線路的調整，尤其是在新鋪設的管道流程中，可能需要幾十到上百個法蘭墊片，如果采用以前原始方法用剪刀一個一個剪出來則耗時耗力，為此，我們研制了一種實用新型工具——法蘭墊片制作器，只要將墊片放到制作器中，即可壓出墊片，這對于現場施工來說既方便又快捷。

【關鍵詞】快速;法蘭墊片;制作器

一、石棉墊片的概念及其分類

石棉墊片是以石棉纖維、橡膠為主要原料再輔以橡膠配合劑和填充料，經過混合攪拌、熱輥成型、硫化等工序制成。石棉橡膠墊片根據其配方、工藝性能及用途的不同，可分為普通石棉橡膠墊片和耐油石棉橡膠墊片。根據使用的溫度和壓力不同可以分為低壓石棉橡膠墊片，中壓石棉橡膠墊片和高壓石棉橡膠墊片，適用于水、水蒸氣、油類、溶劑、中等酸、堿的密封，石棉墊片主要應用在中、低壓法蘭連接的密封中。

（一）低壓石棉墊片

低壓石棉墊片是由一種白色的溫石棉纖維制成，適合于大多數低溫、低壓需求，主要用于蒸汽，水力，氣體，油類及無侵蝕性介質的密封。

（二）中壓石棉墊片

主要用于蒸汽、水力、氣體、油類及無侵蝕性介質的密封。

（三）高壓石棉墊片

主要用于蒸汽、水力、氣體、油類及無侵蝕性介質的密封。

（四）耐油石棉墊片

主要用于蒸汽、水力、氣體、油類溶劑及無侵蝕性介質的密封。

這些類石棉墊片是借助于螺栓的載荷通過法蘭進行壓緊，使其彈塑性變形，填充法蘭密封面與墊片之間的微觀幾何間隙，減少介質泄漏的目的。

二、快速切割法蘭墊片的研制及工作原理

在石油開采中，經常會遇到閘門刺漏、管線法蘭連接處滲漏以及管線線路改造的情況，這時就需要及時更換法蘭墊片，以確保使設備正常運轉。由于現場管線壓力均處于0～2.5MPa，故一般都使用低壓和中壓石棉墊片。在現場制作法蘭墊片時主要是用剪刀剪和用榔頭砸兩種方式。在采用剪刀剪時，是先量出尺寸，再畫出圖形。剪墊片的外輪廓時相對簡單，只是在剪墊片的內孔時，由于內孔直徑小，用剪刀剪內圓弧曲線時很容易撕裂墊片，造成墊片的損壞。而在用榔頭砸時，不但易造成法蘭盤的損壞，而且砸出的墊片邊緣十分毛糙，還容易砸到手。面對諸多的不便，為了快速而安全的加工出墊片，我們研制了一個新型實用的墊片加工工具。

（一）組成

法蘭墊片制作器主要由四大部分組成：手柄部分、上壓板、中間板和底座。手柄部分主要由手柄和連接桿組成，連接桿的作用是把上壓板的斜線運動變為上下直線往復運動。上壓板正面連接連桿，反面連接一種規格尺寸的法蘭墊片模具。中間板的兩端開有定位孔，中間是相應規格尺寸的法蘭墊片外輪廓孔，主要是壓出法蘭墊片的外輪廓線。底座是由兩根圓柱、2個定位柱、4個凸臺、2個彈簧和位于底座中心的相應規格尺寸的圓柱體組成，主要作用是連接手柄一端，定位中間板和壓出法蘭墊片的內孔。

（二）法蘭墊片的特性和工作原理

法蘭墊片的特性：一般具有氣密性、可壓縮性、抗蠕變性、抗化學腐蝕、回彈性、抗黏接性、耐高溫性，以保證墊片在惡劣的使用環境中，保證長時間的有效密封。

法蘭墊片的工作原理：根據所需法蘭墊片的不同規格，使用如圖相應規格的模板，將模板進行組裝成制作器，將其放在一個平面上，抬起手柄，將石棉板放到上壓板和中間板之間的位置，向下壓動手柄，即可壓出相應規格尺寸的法蘭墊片。

三、效益分析

現場閘門、管線尺寸種類較大，根據常用尺寸我們研制了較常用的規格尺寸，有DN40、DN50、DN65、DN80四種類型，由于制作器相對小巧體積不大，十分方便攜帶到施工場地。采用法蘭墊片制作器后，以前3分鐘才能完成一個法蘭墊子的制作，現在僅需5秒就可完成。生產中如果管線刺漏能迅速制作出墊子更換，減少了設備停止運行時間，還減少了因刺漏對地面環境的污染，而且安全性得到很大提高。