中級(jí)職稱評(píng)定論文《高壓管道的“Grayloc”卡蘭連接技術(shù)》

1、中化二建集團(tuán)有限公司工程系列專業(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格參評(píng)論文論文題目： 高壓管道的 “Grayloc”卡蘭連接技術(shù)單位：x x x x x x x x x x x x x 姓名： x x x 現(xiàn) 專 業(yè)技術(shù)職務(wù)： 助理工程師 申報(bào)專業(yè)技術(shù)職務(wù)： 工 程 師 目 錄中文摘要1關(guān)鍵詞1一、緒論2二、卡蘭的介紹2三、卡蘭的安裝工藝流程3四、卡蘭安裝的優(yōu)點(diǎn)5五、結(jié)論8中文摘要 國(guó)電石化寧夏英力特寧東煤基化學(xué)有限公司年產(chǎn)20萬(wàn)噸1，4-丁二醇工程合成裝置的合成加氫高壓管道總長(zhǎng)約961米，主要管徑為2寸至10寸，設(shè)計(jì)壓力為34.8MPa，設(shè)計(jì)溫度為205。管道與管件、閥門、設(shè)備之間的連接方式采用“Graylo

2、c”卡蘭連接，這種連接技術(shù)，增強(qiáng)了管路系統(tǒng)的密封性，且便于拆卸、檢修、排污、事故處理等工作。本文詳細(xì)論述了卡蘭連接的工藝方法及技術(shù)要求,并闡述了高壓管道系統(tǒng)之間采用卡蘭連接與采用法蘭連接或者焊接相比較的優(yōu)勢(shì)。希望本篇文章對(duì)其他項(xiàng)目施工有借鑒幫助作用。關(guān)鍵詞 高壓管道 Grayloc 卡蘭 安裝 優(yōu)點(diǎn) 一、緒論隨著人類對(duì)煤炭需求量的不斷增加以及煤化工技術(shù)的不斷提高，對(duì)管路系統(tǒng)的連接件在高壓、高溫以及高低溫振蕩、高沖刷環(huán)境中使用的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，促使工程技術(shù)人員開(kāi)發(fā)出了一種更加安全、更加可靠的管道連接件“Grayloc”卡蘭。它的出現(xiàn)極大的提高了高壓管道系統(tǒng)之間連接密封性能，且安裝簡(jiǎn)單方便，能

3、縮短施工工期，減少施工費(fèi)用成本，該技術(shù)的推廣對(duì)于化工裝置中高壓管道的施工及裝置后期檢修有著顯著的意義。二、卡蘭的介紹1、卡蘭連接技術(shù)應(yīng)用卡蘭（Grayloc），由Grayloc® Products公司發(fā)明并開(kāi)始制造，應(yīng)用于大多歐美主要石油公司。近年來(lái)，因其自有的優(yōu)勢(shì)，在中國(guó)國(guó)內(nèi)的許多項(xiàng)目上得到了很好的應(yīng)用和推廣。如燕山石化高壓聚乙烯裝置、中化泉州煉油廠、燕山中國(guó)石化與杜邦合資公司EVA裝置、國(guó)電石化寧夏英力特BDO裝置等。2、卡蘭的組成卡蘭由四部分組成，分別為HUB接管、密封環(huán)、卡子（夾具）、螺栓螺母。（如下圖1）圖12.1 HUB接管：一套卡蘭有2個(gè)HUB接管，它們都需要與管道、設(shè)

4、備、閥門等外部元件進(jìn)行焊接連接（HUB接管一頭自帶U型坡口）；有多種材料可選：碳鋼、不銹鋼、合金、蒙乃爾、英科耐爾、鈦金、鋯金屬等等，一般和連接管道的材質(zhì)相同。2.2密封環(huán)：一套卡蘭有1個(gè)密封環(huán)，它是根據(jù)管路實(shí)際的壓力溫度介質(zhì)等特性要求，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算后選用相應(yīng)材質(zhì)的金屬材料定制而成，密封環(huán)是卡蘭的核心。2.3 卡子（夾具）：卡蘭HUB接管焊接好后通過(guò)一對(duì)卡子（夾具）進(jìn)行固定。2.4 螺栓、螺母：卡蘭一對(duì)夾具是由四個(gè)全螺紋螺栓，八個(gè)球面螺母固定。球面螺母可保證安裝鎖緊時(shí)螺栓定位在螺栓孔的中心位置，以保證卡蘭整體的準(zhǔn)確安裝。三、卡蘭的安裝工藝流程卡蘭的安裝體積小，重量輕，連接件整體直徑小，長(zhǎng)度短，定

5、位時(shí)不需要螺栓孔對(duì)位，因此安裝簡(jiǎn)單，省事省力省安裝費(fèi)用,安裝工藝流程為HUB接管檢查HUB接管定位、安裝密封環(huán)檢查安裝夾子安裝螺栓、螺母安裝擰緊螺母1、HUB接管檢查安裝前需要檢驗(yàn)HUB接管的密封面是否有毛刺，可以使用鋼絲絨或細(xì)紗布輕輕拋光HUB接管的環(huán)型密封面以清除銹斑、毛刺和較深的劃痕。但絕對(duì)不可以用硬質(zhì)的東西或密封環(huán)去研磨HUB接管的密封面，這樣不僅會(huì)損壞密封環(huán)，也會(huì)損壞HUB的密封面因而影響密封性能，檢查完后，準(zhǔn)備定位HUB接管。 2、HUB接管定位、安裝HUB接管可以裝配在管道或其他設(shè)備上，其焊接要求、焊接質(zhì)量、軸線定位與其他管道與法蘭的安裝工藝相同，但軸線定位比法蘭更容易，因?yàn)槠渲?/p>

6、有對(duì)稱的4套螺栓，不需要定位螺栓孔。 HUB接管內(nèi)徑與管道內(nèi)徑的偏差不應(yīng)超過(guò)管道壁厚的10%，且不大于0.5mm；HUB接管的密封面應(yīng)于管子中心線垂直，垂直度的偏差不應(yīng)大于HUB接管外徑的0.25%，且不大于2mm。3、安裝密封環(huán)安裝前先仔細(xì)檢查密封環(huán)，看密封環(huán)表面是否由毛刺、坑洞等情況，若有較為明顯的毛刺、坑洞，則需要用毛刷輕微處理。然后用四氯乙烯清除HUB接管密封面上的所有潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂和附著物，用干凈、柔軟的材料（一般用干凈的抹布）清理密封環(huán)上鍍有一層MoS2或PTFE，需要小心防止損壞鍍層，它起著減少安裝扭矩及密封的作用。最后將密封環(huán)放入HUB接管上，如果落入的密封環(huán)沒(méi)有安裝余量（密封

7、環(huán)在HUB接管中不能輕輕晃動(dòng)），則必須更換新的密封環(huán)。（加上密封環(huán)密封的工作原理）（如下圖2） 圖24、安裝卡子安裝前，在卡子內(nèi)部與HUB接觸的部位涂抹潤(rùn)滑脂以便于安裝。其安裝的角度可以沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但在水平管道上應(yīng)以使螺栓處于水平位置為第一選擇。5、安裝螺栓及球面螺母球面螺母的球型凸面必須面對(duì)卡子的球型凹面，以便于螺栓的定位，在螺栓的螺紋部分及球面部分涂抹潤(rùn)滑脂，它可以減少擰緊過(guò)程的扭矩。6、擰緊螺母按照對(duì)角的方式擰緊每個(gè)螺母，并且保證兩個(gè)夾子有對(duì)稱的位置。使用扭矩扳手按照附表一擰緊螺母后，應(yīng)使用錘子敲打連接卡子，然后按照扭矩要求再擰緊螺母，如此反復(fù)1至3次，直到擰緊扭矩。為了防止由于整個(gè)

8、連接的其他部件變形造成永久的損壞，安裝螺母的最大扭矩不得超過(guò)附表一中扭矩的兩倍。對(duì)于管道定位不準(zhǔn)或有較大的管道機(jī)械負(fù)載的情況，安裝扭矩可以是附表中扭矩值的1.5到2倍。螺栓尺寸螺栓長(zhǎng)度 英寸 inches卡子尺寸平均扭矩(Ft.-Lb.)(N.M)(Kgf.M)1/2-13 UNC-23 1/211723.052.355/8-11UNC-251 1/23547.454.843/4-10 UNC-25 1/4, 62, 2 1/2-35574.577.67/8-9 UNC-27, 6 3/44, C, B90122.0212.441-8 UNC-28 1/25, D, E140189.8119.

9、361 1/8-8 UN-29 3/86, F205277.9428.341 1/4-8 UN-210 1/28290393.1940.091 1/8-8 UN-211 3/4XF330447.4245.621 3/8-8 UN-211X8, G, XG390528.7753.921 5/8-8 UN-214 1/4, 14 1/8, 17H, 10H, X14650881.2889.871 3/4-8 UN-216, 19 1/2X10H, 12M, X168701179.56120.281 7/8-8 UN-221 1/2X1811701586.31161.762-8 UN-216 1/2

10、, 18 1/2, 24 3/4P, X12M, X2013001762.56179.732 1/4-8 UN-227, 20 3/4, 24X24, 30, 3V18702535.38258.542 1/2-8 UN-222, 31, 29 1/2,20S, U, 32, 36,3w,5p25703484.45355.322 3/4-8 UN-228 3/4Y35004745.36483.893 1/2-8 UN-235 1/24071009626.31981.61（附表一：安裝扭矩，一對(duì)夾子，四套螺栓連接件扭矩要求）四、卡蘭安裝的優(yōu)點(diǎn)在高壓管道系統(tǒng)連接中，采用卡蘭連接有著明顯的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于

11、傳統(tǒng)的法蘭連接，它具有更強(qiáng)的密封性；對(duì)于焊接來(lái)說(shuō)，它具有后期檢修、排污等方面的拆裝靈活性。具體優(yōu)點(diǎn)有以下幾條：1、對(duì)于高壓或者高溫管道連接，“Grayloc”卡蘭提供了比普通法蘭更好的密封性能（因?yàn)槊芊猸h(huán)有兩個(gè)密封面，在管內(nèi)用壓力的情況下，密封性能會(huì)更好），更強(qiáng)的抵抗管道拉伸，彎曲，壓迫等應(yīng)力的能力。2、“Grayloc”卡蘭較同規(guī)格、同壓力等級(jí)要求的法蘭重量輕、體積小、長(zhǎng)度短，因此在安裝時(shí)快捷輕便，減少了安裝時(shí)間，有效降低安裝過(guò)程的人工和機(jī)械費(fèi)用等施工成本。3、“Grayloc”卡蘭安裝過(guò)程僅由四個(gè)螺栓完成，夾具可繞HUB進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)任意確定螺栓方向，安裝過(guò)程中無(wú)需考慮螺栓孔的調(diào)整，實(shí)踐

12、證明，安裝4-6個(gè)卡蘭所用時(shí)間與安裝一個(gè)傳統(tǒng)法蘭所需時(shí)間相同。4、“Grayloc”卡蘭安裝力矩更小，卡蘭安裝力矩僅為傳統(tǒng)法蘭所需力矩的30%。5、一個(gè)“Grayloc”卡蘭的使用壽命可達(dá)30年甚至更長(zhǎng)，且可用于所有規(guī)格的管路連接因而使得備件的庫(kù)存量大為減少。6、“Grayloc”卡蘭產(chǎn)品形式多樣，HUB 可以變形為：盲板HUB，變徑HUB，熱電偶 HUB等，密封環(huán)可以變形為：變徑密封環(huán)，盲板，限流孔板，節(jié)流孔板。（如下圖3和下圖4） 圖3 圖47、“Grayloc”卡蘭連接形式多樣，如用于管道與設(shè)備口的連接，管道與管件之間的連接，管道間閥門的連接。（如下圖5和下圖6）圖5 圖68、采用“Gr

13、ayloc”卡蘭連接，便于裝置投產(chǎn)后的檢修、管道排污、改變工藝流程。如下圖所示，正常生產(chǎn)情況下，彎頭通過(guò)卡蘭連接于管路系統(tǒng)中，但如果生產(chǎn)一段時(shí)間后，管道內(nèi)有異物、或者管道內(nèi)的介質(zhì)暫時(shí)在生產(chǎn)中不需要，就拆除此段卡蘭連接，使彎頭連接于下處排污管道。按照原來(lái)的做法，在大多高壓管道連接中，管道基本采用焊接連接，要處理上述問(wèn)題，就需要切割焊口，這樣不僅要增加施工費(fèi)用，而且在切割過(guò)程中操作不當(dāng)?shù)脑?，極易造成管件損傷，甚至在下次開(kāi)車前需要更換該管件，因此卡蘭安裝的方便性、經(jīng)濟(jì)性就凸顯出來(lái)。（圖7、圖8）          圖7 圖8 五、結(jié)論“Grayloc”卡蘭在實(shí)際施工過(guò)程中，由于其安裝簡(jiǎn)單方便，便于拆裝，性能穩(wěn)定，密封性能好、抗腐蝕強(qiáng)度高，形式多樣，用途廣泛，并且安裝起來(lái)省時(shí)省力，總體上提高了施工效率、降低了施工的成本費(fèi)用，因此，該技術(shù)會(huì)在將來(lái)的化工生產(chǎn)中得到更好的應(yīng)用。本文結(jié)合該項(xiàng)目的一些施工經(jīng)