法蘭螺栓定力矩緊固在管道安裝施工中的應用

趙志剛

摘 要：在石油石化生產裝置和工藝管道中，法蘭螺栓連接數量龐大且使用工況復雜，法蘭螺栓連接處的泄漏占裝置泄漏的很大比例，由此給生產企業帶來十分嚴重的安全風險、經濟損失及環境影響。法蘭螺栓連接的裝配過程看似簡單，實際卻非常復雜，涉及到墊片壓潰或過載變形、法蘭安裝尺寸偏差、螺栓載荷控制及損耗等多種原因。為提高螺栓法蘭連接裝配質量，應該對整個法蘭螺栓連接裝配流程（密封面檢查、密封面修復、墊片檢查、法蘭閉合、定力矩緊固）進行完整性管理。綜合考慮法蘭密封控制因素，在探索維修施工以及安裝施工等過程之中降低泄漏風險產生效率，提高設備以及人員使用的安全性。

關鍵詞：法蘭螺栓連接;定力矩緊固;法蘭完整性管理;工藝管道安裝

前言

在各工業領域，關于其中的設備與管道連接，最常使用的方式就是法蘭連接。法蘭連接依靠螺栓、法蘭和墊片。因此加強法蘭安裝過程中的螺栓連管理，在施工過程之中了解到法蘭螺栓自身的使用特點也顯得至關重要。按照其裝置設備操作結構特性，法蘭螺母支撐面容易出現一系列的凹凸不平。同時，法蘭墊片密封泄漏在施工過程之中，對其進行修復管理就顯得至關重要。也必須按照法蘭密封結構特點做出控制分析。在實際施工過程之中，提升工作效率，保證一次施工環節的法蘭連接管理的完整性。

1 法蘭螺栓定力矩緊固簡介

1.1螺栓緊固的原理分析

螺母用于存留壓力，內螺母轉動時，其相應的角度也會發生一定的變化。這說明在螺母轉動過程之中，每個螺栓都可以得到相應的伸長量，而伸長量也與一般情況下螺栓所存留的拉力基本相同。法蘭可以獲得均勻荷載，若荷載均勻，法蘭就會出現其平衡狀態。在外部沒有任何的泄漏狀況，也便于其后續進行螺栓平衡維持。

1.2定力矩緊固的原理

定力矩在緊固過程之中使用液壓扭矩扳手，這時的處理過程類似于使用氣動扭矩扳手、鋰電扳手等工具分別進行扭矩控制。系統控制和電動控制能夠準確的掌握好緊固力矩的大小，提高螺栓的整體連接性能。同時在緊固過程之中，也保證了后續螺栓結構的穩定性，提高了其連接的可靠性，降低了由于螺栓力矩值不準確所帶來的一些危險性，在實現螺栓控制過程之中，也有助于調整螺栓自身的功能特性，實現靜密封效果。

1.3定力矩緊固流程

在定力矩緊固方面，其具體流程也較為明確。首先對所有設備法蘭密封結構的數據進行現場復核，確定安裝需要的螺栓預緊載荷，螺栓緊固的工機具，必須經過扭矩校驗合格。定力矩緊固工作方可進行。法蘭安裝前應對法蘭密封面進行檢查，包括平行度、圓度、表面粗糙度和表面缺陷。如果密封面表面存在缺陷，應測定缺陷尺寸。并通過相關技術手段進行處理，如現場機加工修復。

1.4前期準備

為了規范工藝管道法蘭安裝的施工工作，在施工期間，需要對于法蘭螺栓定力矩緊固實施過程進行管理。同時考慮到其本身的連接特性，采用法蘭連接完整性管理控制方案。同時，在工業管道安裝工程之中，按照全部的法蘭連接完整性管理進行安裝過程管理，已經證實取得良好的效果，在裝置試車及正式運行中都實現了“零泄漏”或者極少泄漏。在技術準備方面，法蘭螺栓工況調研及力矩值計算是十分重要的。

1.5對施工人員培訓及安全技術交底

對所有參與法蘭連接完整性管理的施工人員，進行法蘭連接完整性管理安全、理論和實操培訓并指導施工，作業人員培訓合格后方可上崗操作。螺栓拆卸前后，按照法蘭標志牌的位置對其進行確定，要盡量確保表面無任何的油污以及機構。同時對于螺栓、螺母的腐蝕狀況作出篩選。對可以利舊使用的螺栓做好分類標識，進行預先的防護控制工作。待其完全完成管理控制之后，方能打開法蘭密封面。打開之后一定要關注其完整性，避免腐蝕或者碰傷狀況，墊片安裝過程需要在法蘭安裝過程中將外層塑料袋進行清除。同時檢查密封性，按照密封性狀況，將密封墊放到位，切勿將安裝所用的膠帶停留在密封墊上。

1.6螺栓潤滑

潤滑可以降低摩擦系數，以更低的力矩達到給定的螺栓載荷。有助于提高螺栓之間載荷連接的一致性和均衡性，同時也能夠利于下次緊固件的拆卸。一般情況之下，常溫部位可使用二硫化鉬潤滑脂，≥250℃部位使用高溫抗咬合潤滑脂。

1.7法蘭回裝

根據GB/T38343-2019《法蘭接頭安裝技術規定》其中指出，針對法蘭安裝過程的管控要求，在法蘭外緣選四個點，間隔 90 度，控制各點錯口偏差≤1.5 毫米。保證法蘭平行度的找正，測量和比較法蘭的最大/最小間隙確定法蘭密封面平行度，控制其偏差≤0.8mm。在操作過程之中，按照螺栓的找正方法。由90°測量公差做出控制，在此情況之下，確保所有的螺栓都能夠通過法蘭螺栓孔，螺栓兩孔錯位控制在3mm范圍內。通過兩片法蘭之間的相互調整控制，實現其狀態調整合適。法蘭螺栓在回裝過程之中，一定要注意兩者之間的連接規格。回裝過程之中，保證螺紋無任何的損害，同一法蘭緊固件規格、形式、材質正確、一致。

2 法蘭螺栓定力矩緊固的應用實踐

2.1提高施工效率和人員工作安全性

在法蘭螺栓連接定力矩緊固管理的應用過程之中，因為有流程管控和液壓工具的應用。顯提高了施工人員的積極性，二同步、四同步甚至法蘭螺栓全覆蓋液壓工具的應用，降低了對人員經驗和力量的依賴程度，同時提高了施工安裝效率。傳統大錘敲擊安裝的辦法，對人員經驗和力量的要求比較高，但是即使如此也會經常出現打擊傷害的事故，對施工人員安全是重大風險。全流程管控的應用和液壓工具的配合，讓施工人員的安全得以保障，人員傷害事故明顯降低。

2.2保障裝置和工藝管道長周期安全運行

在施工控制過程之中，進行法蘭螺栓定力矩緊固管理。在管道維修安裝過程之中，保證工程施工的整體質量。

結語

對于法蘭螺栓連接實施定力矩緊固管理，在施工過程之中，針對法蘭密封結構特點進行控制，了解定力矩緊固方式。對于其施工過程作出全面監督指導，有助于實現法蘭螺栓連接完整性管理，也取得了較好的施工效果，降低了物料介質的泄漏風險，提高了其現場設備運行管理的安全性，提升了其整體的工作效率。使得資源控制更加合理，在工業管道設備運行過程之中，法蘭螺栓連接完整性管理在施工環節加強管控也顯得至關重要。

參考文獻：

[1] GB/T38343-2019《法蘭接頭安裝技術規定》.

[2]CSEI/JX 0004-2018 《法蘭密封結構安裝技術規范》.

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