法兰垫片制作器的研制与应用

杨井芹 厉昌峰 梅文莉 朱平 郑敏

【摘要】阀门是各种管路应用必不可少的设备，用于各种管路中起到节流、断流作用。但是阀门的法兰连接是至关重要的，它关系着管路是否渗漏的问题，法兰连接紧密主要依靠的就是法兰垫片。在油井生产现场法兰垫片主要是用在闸门连接中，当生产运行一段时间后，由于管线线路的调整，尤其是在新铺设的管道流程中，可能需要几十到上百个法兰垫片，如果采用以前原始方法用剪刀一个一个剪出来则耗时耗力，为此，我们研制了一种实用新型工具——法兰垫片制作器，只要将垫片放到制作器中，即可压出垫片，这对于现场施工来说既方便又快捷。

【关键词】快速;法兰垫片;制作器

一、石棉垫片的概念及其分类

石棉垫片是以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫片。根据使用的温度和压力不同可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片，适用于水、水蒸气、油类、溶剂、中等酸、碱的密封，石棉垫片主要应用在中、低压法兰连接的密封中。

（一）低压石棉垫片

低压石棉垫片是由一种白色的温石棉纤维制成，适合于大多数低温、低压需求，主要用于蒸汽，水力，气体，油类及无侵蚀性介质的密封。

（二）中压石棉垫片

主要用于蒸汽、水力、气体、油类及无侵蚀性介质的密封。

（三）高压石棉垫片

主要用于蒸汽、水力、气体、油类及无侵蚀性介质的密封。

（四）耐油石棉垫片

主要用于蒸汽、水力、气体、油类溶剂及无侵蚀性介质的密封。

这些类石棉垫片是借助于螺栓的载荷通过法兰进行压紧，使其弹塑性变形，填充法兰密封面与垫片之间的微观几何间隙，减少介质泄漏的目的。

二、快速切割法兰垫片的研制及工作原理

在石油开采中，经常会遇到闸门刺漏、管线法兰连接处渗漏以及管线线路改造的情况，这时就需要及时更换法兰垫片，以确保使设备正常运转。由于现场管线压力均处于0～2.5MPa，故一般都使用低压和中压石棉垫片。在现场制作法兰垫片时主要是用剪刀剪和用榔头砸两种方式。在采用剪刀剪时，是先量出尺寸，再画出图形。剪垫片的外轮廓时相对简单，只是在剪垫片的内孔时，由于内孔直径小，用剪刀剪内圆弧曲线时很容易撕裂垫片，造成垫片的损坏。而在用榔头砸时，不但易造成法兰盘的损坏，而且砸出的垫片边缘十分毛糙，还容易砸到手。面对诸多的不便，为了快速而安全的加工出垫片，我们研制了一个新型实用的垫片加工工具。

（一）组成

法兰垫片制作器主要由四大部分组成：手柄部分、上压板、中间板和底座。手柄部分主要由手柄和连接杆组成，连接杆的作用是把上压板的斜线运动变为上下直线往复运动。上压板正面连接连杆，反面连接一种规格尺寸的法兰垫片模具。中间板的两端开有定位孔，中间是相应规格尺寸的法兰垫片外轮廓孔，主要是压出法兰垫片的外轮廓线。底座是由两根圆柱、2个定位柱、4个凸台、2个弹簧和位于底座中心的相应规格尺寸的圆柱体组成，主要作用是连接手柄一端，定位中间板和压出法兰垫片的内孔。

（二）法蘭垫片的特性和工作原理

法兰垫片的特性：一般具有气密性、可压缩性、抗蠕变性、抗化学腐蚀、回弹性、抗黏接性、耐高温性，以保证垫片在恶劣的使用环境中，保证长时间的有效密封。

法兰垫片的工作原理：根据所需法兰垫片的不同规格，使用如图相应规格的模板，将模板进行组装成制作器，将其放在一个平面上，抬起手柄，将石棉板放到上压板和中间板之间的位置，向下压动手柄，即可压出相应规格尺寸的法兰垫片。

三、效益分析

现场闸门、管线尺寸种类较大，根据常用尺寸我们研制了较常用的规格尺寸，有DN40、DN50、DN65、DN80四种类型，由于制作器相对小巧体积不大，十分方便携带到施工场地。采用法兰垫片制作器后，以前3分钟才能完成一个法兰垫子的制作，现在仅需5秒就可完成。生产中如果管线刺漏能迅速制作出垫子更换，减少了设备停止运行时间，还减少了因刺漏对地面环境的污染，而且安全性得到很大提高。