鋼制管法蘭密封面光刀修復技術應用

劉 旭

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

1 鋼制管法蘭密封面型式

在石油化工生產裝置的設備或管道上，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

在設計、生產使用中，鋼制管法蘭密封面型式的選擇是根據介質或用途，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，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侵蝕的工況下，密封面會出現不同程度的蝕坑，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 密封面光刀修復技術應用

3.1 密封面光刀修復技術方法的分類

根據鋼制管法蘭密封面型式，將密封面光刀修復技術方法分為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。

第二類是環連接面(RJ)型式。

3.2 第一類法蘭密封面光刀修復技術應用

3.2.1現場衛生的清理及處理對象的確認

1) 清除施工現場周圍雜物。

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。

4) 將確認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，則應先對蝕坑或缺陷進行打磨、補焊修復后，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平面，再在小刀架上固定一鐵絲，搬動主軸旋轉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圓，搬動主軸旋轉在該基準圓上劃圓找正。

3.2.3光刀

1) 先測量要進行光刀修復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

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

圖5 法蘭密封面原始數據收集示意

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合金材料的切削刀具，緊固在小刀架上。

c) 根據需要光刀修復的法蘭密封面外徑尺寸大小， 調整刀具轉速， 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，法蘭密封面固定不動。刀具旋轉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，再次啟動時，應再次找正，重復上述所有步驟。

f) 光刀切削完畢之前，應留有適當的余量作為精光刀，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) 光刀修復工作全部完成后，記錄密封面修復成形后的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符合相應法蘭標準要求【1】。第一類法蘭密封面現場光刀修復示意見圖7。

3.3 第二類法蘭密封面光刀修復技術

3.3.1現場衛生的清理及處理對象的確認

同第一類法蘭密封面。詳見3.2.1節。

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場光刀修復示意

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。

3.3.3光刀

1) 先測量要進行光刀修復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節第2)款。

3) 光刀程序

圖8 環連接密封面原始數據收集示意

a) 同一環連接密封面優先處理缺陷嚴重的一面。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合金材料的切削刀具，緊固在小刀架上，精心調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節第3)款c)～f)。

g) 第一個環面光刀修復完成后， 重新調整好小刀架角度，重復上述步驟對密封面的另一環面進行光刀修復。該面的光刀切削量應嚴格與對應一面的已進行光刀修復的切削量保持一致，如此才能保證該環連接密封面中心線不發生偏移。這是第二類法蘭密封面光刀修復技術的關鍵點。

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

4 結語

采用我公司總結的鋼制管法蘭密封面光刀修復技術，可以全位置進行法蘭密封面光刀修復工作， 并且密封面表面粗糙度完全能夠達到技術要求， 極大方便了生產現場無法拆卸、 但是又需要光刀修理的石油化工設備與管道的法蘭密封面修復工作。該項技術為石油化工設備安全穩定運行提供了技術保障。