便攜式法蘭錯位調整器的研制與應用

任剛 郭依寶 張利輝 何文貴

國家管網集團北京管道有限公司維搶修分公司 北京 102101

目前，各輸氣站場每年更換閥門、拆裝流量計、阻火器等冷工作業較多。針對常規的更換方法存在的效率低、安全性差、分離后法蘭片錯位、勞動強度大等問題，研制一種便攜式法蘭錯位調整器。主要介紹了把常規更換方法改變成法蘭調整器進行更換操作的方法，通過在施工現場的反復使用驗證，可有效解決常規方法在冷工作業中存在的弊端，提升作業質量和效率，保障施工作業安全[1-3]。

隨著管道里程規模的不斷擴大，以及場站數量逐漸增多，管線法蘭連接作為非常普遍的一種形式，得到廣泛應用。隨著管道運行時間增加，管道連接各種密封件老化嚴重，因此經常需要更換密封墊片或者加設臨時隔離盲板。針對這種情況專門研制了一種便攜式法蘭錯位調整裝置，采用這種裝置進行更換密封墊片，安全系數高，操作簡便，節省人力物力，明顯縮短操作時間，提高工作效率，能創造較高經濟效益。

1 普通方法存在的問題

在各輸油氣站場日常檢維修更換閥門、拆裝流量計、阻火器等冷工作業中，新建設站場易發生法蘭“跑”“冒”“滴”“漏” 等問題，為了保證生產的順利進行，防止環境污染和安全事故的發生，必須及時對密封墊片、閥門進行更換。常規的更換方法是利用撬杠撬開或用千斤頂頂開法蘭片，把舊墊片取出，清理好法蘭密封面，再把新墊片或閥門、隔離盲板裝入法蘭中，然后松開撬杠或千斤頂合上法蘭片裝好螺栓，如圖1所示為用撬杠進行法蘭拆除作業。但是操作中存在以下問題：1）由于頂開的管線產生應力、變形、擠壓、膨脹等，使得法蘭兩端管線發生徑向偏移無法對中，造成法蘭螺絲孔不能回位；2）在高空及狹小空間進行法蘭分離時，無法使用較長的發力工具，如果使用扁頭撬杠、千斤頂等，效率低，受力不平穩，且存在一定的操作風險；3） 使用撬杠、千斤頂需要2個以上操作人員配合才能完成，費時費力、效率低[4-5]（見圖1）。

圖1 傳統作業裝置

2 裝置結構及特點

針對上述存在的問題專門研制了一種便攜式法蘭調整裝置，采用這種裝置進行更換閥門、流量計、密封墊片，安全系數高、操作簡便，節省人力物力，明顯縮短操作時間，提高工作效率，能創造較高經濟效益。 起初在進行法蘭拆卸時，由于管線有不同的應力經常出現兩法蘭上下左右錯位情況。以往都是使用撬棍、枕木、千斤頂進行人為的撬、頂、別等方法進行找正安裝。這樣不僅費工費力，而且存在安全隱患，無法達到好的效果。經過不斷研究、探索最終自行設計、制造一種專門針對安裝法蘭錯位設備。相比采用撬棍、千斤頂支撐進行調整更為安全、輕便、快捷、省力。在施工中不僅能夠縮短施工時間更能提高工作效率。并能保障法蘭在調整后進行水平安裝。提高了設備使用的安全系數，又操作便捷應，在各場站閥室非常實用。

2.1 裝置組成結構

便攜式法蘭調整器的結構[6]（見圖2）。

圖2 便攜式法蘭調整器組成部件

其中各個部件名稱和作用為：①液壓缸（壓力表、分配器、千斤頂2個10t）；②液壓管（2m）；③采用彈簧鋼板經過機加工，作為液壓千斤頂的底座；④底座部分采用彈簧鋼板進行機加工打孔與液壓千斤頂底座使用螺絲進行連接，可進行法蘭孔距大小的調整；⑤由于法蘭的孔徑不同，采用異型鋼機加工出2套六棱型法蘭孔抓手；⑥中部也采用彈簧鋼板進行機加工打孔，用來固定六棱型抓手防止錯位；⑦采用2套10t的液壓千斤頂，實現了同步進行上下左右的錯位、偏差矯正。法蘭錯位調整器的液壓部分可與法蘭劈開器、螺母劈開器共同使用。該設備適用范圍為：原有法蘭直徑（100～600mm），現加工3套（分為大中小規格）100～900mm（也用于各種規格型號的法蘭）。

通過液壓缸可為2個千斤頂提供液壓，液壓缸通過兩路液壓管線進行連接，各路管線均有開關閥門。液壓千斤頂和法蘭孔抓手通過特殊加工后的鋼板進行連接，液壓千斤頂通過機加工打孔的鋼板進行規定，2塊鋼板均有加工孔，可進行法蘭孔距的調整，以便于適用不同的作業場景。

2.2 裝置特點

該裝置利用法蘭兩端端面這一結構特點，可實現兩法蘭很好的對中找正，控制法蘭錯位，能夠保證原法蘭的同心度。便攜式法蘭調整器研制中關鍵問題在于，需要克服關鍵技術難關才可以保證法蘭分離器在實際應用中發揮更多的效用。同時，也可以與法蘭劈開器共同使用。 分離后法蘭片錯位現象控制因管線應力、變形、擠壓、膨脹等，法蘭分開后管線發生徑向偏移無法對中，造成兩法蘭螺孔不能回位。該裝置根據施工現場法蘭外徑相適應設計加工六棱形狀固定爪，能夠很好保證原法蘭的同心度（見圖3）。

圖3 便攜式法蘭調整器使用示意圖

同時，由于法蘭片的直徑不同、工作壓力不同、法蘭片螺栓孔距不同，在不同規格的法蘭上使用導致法蘭分離器的使用有一定局限性。該裝置設計加工2種連接固定裝置，實現與不同規格的法蘭相適應使用。前期采用圓鋼與工字鋼結合制作了一個框架，采用千斤頂進行按壓調整，由于圓鋼與工字鋼鋼號低，材質達不到要求，仍然達不到調整需求。經過長時間不斷探索、研究、改進，自行設計、制作出一種專門針對安裝法蘭錯位設備。

采用彈簧鋼板經過機加工，作為液壓千斤頂的底座。由于法蘭的孔徑不同，采用異型鋼機加工出2套六棱型法蘭孔抓手。中部也采用彈簧鋼板進行機加工打孔，用來固定六棱型抓手。并配備液壓缸、液壓管（壓力表、分配器、千斤頂2個10t）廣泛應用于輸氣站場、閥室，使用效果完全能夠滿足法蘭錯位的調整。

3 現場應用

為驗證此裝置的實際效果，在進行某站場流量計拆裝作業時，使用該裝置進行了管線連接位置的調整。通過2人配合使用，能夠快速方便地將錯位量進行調整，同樣數量的流量計拆裝作業，相比以往方法效率要提高1倍，同時大大降低了作業人員的勞動強度，得到了作業人員的一致好評。

使用便攜式法蘭調整器比以往采用撬棍、千斤頂支撐進行調整更為安全、輕便、快捷、省力，提高了設備使用的安全系數。圖4為使用研制的便攜式法蘭調整器進行的法蘭拆裝作業。在施工中不僅能夠縮短施工時間更能提高工作效率，并能保障法蘭在調整后進行水平安裝。

圖4 便攜式法蘭調整器現場應用

4 結束語

便攜式法蘭錯位調整器的研制成功取代了常規作業方法，解決了以往使用撬杠和千斤頂存在的諸多問題。此裝置操作簡單靈活、占用空間小，質量可靠，在保證工作效率的同時，大大增加了安全可靠性。同時，該裝置結構簡單，易于組裝，可快速上手。該法蘭錯位調整器決了法蘭片分離后錯位、難回位問題。且可以在不同規格的法蘭上使用，降低了勞動強度、省時省力、提高效率，體積小巧，重量輕，便于攜帶存放，值得推廣應用。