法兰清垢器的研制与应用

张云峰 杨帆 李建军 侯怀智 周红新

【摘 要】密封垫片是常用的一种密封件，在原油处理生产过程中，大多使用非金属的耐油石棉橡胶垫片，其广泛用于管道、壳体、阀门等密封面的静密封中，防止流动介质（气体、原油、冷却水、润滑油等）泄漏。但在生产现场经常因各种原因，造成密封垫片不易清除，因没有专用的清除工具，大多采用锯条等方式清污，不仅增加员工的劳动强度，而且存在很大的安全隐患，本文针对现场实际情况，采取设计研制法兰清垢器，大大降低员工的劳动时间，确保安全生产。

【关键词】密封垫片;清污器;解决措施;现场应用

1.前言

原油处理站库每年因改造、更换设备、管道破裂、阀门损坏等原因，需要更换、维修各类设备、管道、阀门等。为确保密封效果，在设备与设备、管道与阀门等密封面处必须安装密封垫片，以其弹性变形填补密封面的不平度，切断泄漏通道，增加泄漏阻力，或承受内外侧压力差等方式达到密封作用。但大多数密封垫片因高温、腐蚀、老化等原因，使其牢固地粘附在密封面上，不易除去，若不清除干净，势必会影响密封效果，造成跑、冒、滴、漏、刺等不安全隐患。因目前清除工具三角刮刀使用时不好用力，现场清除旧垫片时，大多采用螺丝刀、钢锯条等将垫片一点点地铲下来，不仅容易损伤密封面，而且在清除过程中一不小心就会伤到手，无形之中延长劳动时间，增加了员工的劳动强度，而且存在很大的安全隐患。

2.法兰清垢器的设计及制作

2.1.设计思路

针对目前现场的实际情况，设计一种可快速清除旧密封垫片的工用具，能安全快速地清除密封面处残留的垫片，杜绝使用锯条、螺丝刀等工具造成的不安全因素，同时应满足操作安全、快捷、方便。

按此设计思路，设计法兰清垢器。首先将工具的手柄设计为T形，便于在清污过程中握紧用力，与主杆焊接而成，在主杆上设计两侧带有销子，与防滑柄配合，并采用螺栓连接紧固防滑柄和主杆，其作用是在清除垫片操作时用于扶正及防止打滑的作用;在主杆的顶部安装带有弹簧的钢珠，与刀架上的凹槽相配合，方便拆装刀架。

在设计刀片时，为使其能快速地清除旧垫片，将角度设计为30°左右，同时要满足硬度高、耐磨损的特性，在刀片上钻有两个孔，与刀架上的螺孔相配合，用于连接和紧固刀架和刀片。因刀片的刀头十分锋利，一不小心就会划伤人，因此将刀架设计为可调式的，即在使用时，将刀架安装在主杆上，使刀片朝外进行清除作业（图1），使用完毕后，将刀架从主杆上拔出，刀片朝内回收至防滑柄下部，防止员工被刀片划伤（图2）。

2.2法兰清垢器制作

法兰清垢器主要由七部分组成：①手柄、②主杆、③防滑柄、④销子、⑤刀架、⑥刀片、⑦螺栓。

选择直径为12mm的实心20#圆钢作为刀杆主体材料，确保了主材的硬度;主体形状设计成T型，为便于操作时人员握持，手柄选用一定强度的胶木材料并加工成环状防滑槽，用螺丝紧固在主体刀杆上;刀片与刀架尺寸除了外形尺寸紧密贴合外，同时采用了2条M10螺栓与刀架上的螺孔连接的紧固方式实现刀片使用时的可靠定位;刀杆与刀架结合部位采用套筒板相同的结构，既保证了牢固定位也实现了快速拆装。

3.现场应用效果分析

法兰清垢器安装、拆卸方便，便于携带和使用。使用时只需将刀架调头安装在主杆上后，一手握住手柄，一手抓住防滑柄，将刀片对准需清理旧垫片的密封面，輕轻铲动，即可快速将法兰面上的杂物清除得干干净净，既方便又快捷。通过对其使用效果进行现场试验，效果显著，以清除我站流量计大端盖密封垫片为例，并将试验结果进行汇总，见表1。

由上表统计结果可以看出，用法兰清垢器后，效果十分显著，密封面清理操作速度相对于未使用清污器有了很大的提高，由原来的操作人员2人，平均操作时间10min下降至如今的操作人员1人，平均操作时间2min。

4.效益分析

4.1经济效益

我站各类容器31台，每年按检修或清罐一次，每台设备平均3个人孔，则清理法兰面约93次;计量仪表11台，平均每月清理2台过滤器，则清理法兰面约22次;提升泵5台，其中2台转油泵每台半年清理一次过滤器，3台底水泵每台每个月清理一次过滤器，则清理法兰面约40次。在站内各类法兰阀门维修不计的情况下，容器设备共计清理法兰面约155次，平均操作时间30分钟/台次，人工费用+材料约为108元/台次。

使用专用工具前每年清理总费用=总次数×费用/台次=155×108=16740元

使用专用工具后平均操作时间10分钟/台次，材料（是可重复使用的专用工具）+人工费用约为30元/台次。

使用后清理总费用=总次数×费用/台次=155×30=4650元

创经济效益：16740-4650=12090元

4.2社会效益

提高了工作效率。实际减少了现场操作人员数量，有效降低了员工清除密封垫片的操作时长;消除了安全隐患，有效杜绝了因使用不合适的操作工具，而可能造成的人员伤害，同时由于清污效果的提高，密封效果大幅提升，消除了因清除不干净而密封不严所可能造成的跑、冒、滴、漏等环境污染的不安全因素。