法兰连接大口径高压管道及管件拆装难题解析

     法兰连接大口径高压管道及管件拆装难题解析          摘要：本文针对天然气场站大量使用的大口径管道、阀门及流量计等设备因环境等各种因素导致的拆装难题进行了详细分析，并就如何高效解决拆卸困难和能顺利进行安装的问题，提出了针对性的解决。关键词：法兰连接；大口径高压管道；管件拆装1引言天然气场站大量使用DN400以上法兰连接的大口径管道、阀门及流量计等设备，经常面临在应急情况下的大口径阀门、管道的拆装，尤其是流量计及流量计前后直管段，每年都会进行拆卸检定和检定后的恢复安装作业，但是天然气场站内管道、阀门、流量计等设备一直处于高压运行状态，受管道线性变形和轴向拉伸的影响非常大，尤其是大西北地区，属于沙漠性干旱气候，日照时间长，造成法兰间隙太大或太小的情况非常普遍，根本无法劈开取出垫片和设备，或间隙太大设备无法安装，要是使用法兰劈开器强劈，会给管道及管道相连的管路和附属设备造成很大的安全隐患，安装时，使用液压扳手强拉也会存在同样的问题，尤其是高压管道，多使用八角金属垫片，法兰间隙小于20mm，根本无法拆装，为解决拆卸困难和能顺利进行安装的问题，特提出以下解决方案。2难题分析及处理措施2.1间隙太大在设备拆卸完后要恢复安装时发现法兰间隙太大，无法安装，针对此问题，目前只能用液压扳手强拉、强紧，因目前还没有更好的办法，造成的后果是给管道焊缝和相邻上下游管道造成、会管造成很大的隐性伤害。处理措施：针对此问题，联合江苏省慈溪市神威密封材料厂，按照JB/T7758.2-2005标准，研制加工出了加厚（6.0mm-10mm），压力等级达到CLS900的金属缠绕垫片，每片垫片比原有的最厚5mm垫片增加了5mm的厚度，两面法兰共增加10mm的厚度，完全能满足现有间隙过大的问题。现在已制作完成，试压合格，并已在现场试用12个月以上，设备运行完好。2.2间隙太小由于间隙太小，设备取不下来，尤其是高压管道使用金属八角垫片，每个垫片厚度在20mm，拆卸时，法兰间隙达不到20mm，垫片无法取出，设备无法拆卸，使用法兰劈开器强行开劈，同样会给相邻管路造成很大的隐性伤害。处理措施：针对此问题，根据管材热涨冷缩的原理，改造制作了制冷循环设备，该设备使用导热性能高的金属缠绕管，把金属缠绕管缠绕到流量计管路上，在循环设备出口上加装温控器，使制冷液在循环泵的循环下，通过制冷设备的出口，循环一周后，再通过制冷设备进口进入制冷设备内，进行降温后，周而复始的继续循环，循环的制冷液通过出口的温控开关，温度始终控制在5℃以上（符合GB/T9711-2011标准里油气管道不能低于-20度的要求）,对管道持续降温，因管道放空后，管道内没有天然气循环，管道的温度经过日照，管体温度正常情况下，通过实地测量，比环境温度高15℃左右，冷循环设备在循环1个小时的情况下，管道温度可降低30°左右。根据公式ΔL=al(t2-t1)-管道材料线膨胀系数（mm/mm.℃0）L--管道长度（m)t2--管道最终温度（℃）T1--管道初始温度（℃）可得每米管道每降低10度，管道可收缩0.1mm，在设备拆装时，管道放空后，没有天然气流通，管道受太阳照射，管道的温度能达到40°左右，使用冷循环设备，对设备管路上，进行循环制冷至10℃，管路温差可达到30℃，如降温20m管道，该路管道即可收缩6mm，完全能满足设备的拆卸作业，此方法也在实际作业中得到了印证。图1制冷循环设备流程图3设备介绍通过上述理论数据支持后，制作制冷循环设备，、风冷式冷水机介绍：图2风冷式螺杆冷冻机组工作原理图3.1设备组成（1）冷凝器在制冷过程中冷凝器起着输出热能并使制冷剂得以冷凝的作用。从制冷设备排出的高压过热蒸气进入冷凝器后，将其在工作过程吸收的全部热量，其中包括从蒸发器和制冷设备中以及在管道内所吸收的热量都传递给管道)带走。（2）干燥过滤器在制冷循环中必须预防水分和污物(油污、铁屑、铜屑)等进入，水分的来源主要是新添加的制冷剂和润滑油所含的微量水份，或由于检修系统时空气进入而带来的水分。如果系统中的水分未排除干净，当制冷剂通过节流阀(热力膨胀阀或毛细管)时，因压力及温度的下降有时水分会凝固成冰，使通道阻塞，影响制冷装置的正常运作。因此，在冷水机制冷系统中必须安装干燥过滤器。（3）蒸发器蒸发器是依靠制冷剂液体的蒸发(实际上是沸腾)来吸收被冷却介质热量的换热设备。它在制冷系统中的功能是吸收热量(或称输出冷量)。为了保证蒸发过程能稳定持久的进行，必须不断的用制冷压缩机将蒸发的气体抽走，以保持一定的蒸发压力。（4）热力膨胀阀热力膨胀阀在冷水机制冷系统中既是流量的调节阀，又是制冷设备中的节流阀，它在制冷设备中安装在干燥过滤器和蒸发器之间，它的感温包是包扎在蒸发器的出口处。其主要作用是使高压常温的制冷剂液体在流经热力膨胀阀时节流降压，变为低温低压制冷剂湿蒸气(大部分是液体，小部分是蒸汽)进入蒸发器，在蒸发器内汽化吸热，而达到制冷降温的目的。（5）制冷设备循环系统蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，最终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩(压力和温度增加)，气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀(或毛细管)节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。3.2制冷原理制冷设备是直接由空气被机械地传阅，机器的冷凝盘管，直接驱逐热量大气空气冷却。冷却机相似，只是它们在实施冷凝器线圈的水雾，以帮助冷凝器冷却，使制冷设备机比传统的制冷设备效率高。4结束语设备拆装是一项复杂的系统工作，应建立全方位的标准化管理运行体系（包括设备操作程序、相关技术标准、故障排除方法等环节）并将其有效的渗透到日常作业中的各个层面，在精上下功夫，在细上做文章，使设备在的拆装始终处于自如状态，从而使设备完好性始终为最佳状态。作者简介：马玉晟，国家管网集团西气东输银川输气分公司中卫维抢修队，技术员，工程师。王小东，国家管网集团西气东输银川输气分公司中卫维抢修队，钳工，高级工。 -全文完-