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中國石油天然氣第七建設有限公司 山東 青島 266300

石油化工建設工程中高溫、高壓設備和管道的連接、設計通常按標準選用梯形槽法蘭和八角墊圈結構型式，密封結構裝配是施工的重點。為確保有效密封，配對是施工單位安裝的首選技術措施。以往施工單位通常依據(jù)規(guī)范中接觸線檢查［1]進行一對一配對法，由專業(yè)人員逐一檢查配對裝配。但配對法存在檢查描述抽象、不易掌握、編號不易查找、檢查周期長、裝配周期長等問題。通過華北石化340 萬t/ a 渣油加氫處理裝置（以下簡稱華北渣油）一次投產成功的工程實踐，即以實用新型專利——23°尖八角萬能游標卡尺［2]（以下簡稱專利工具）的測量數(shù)據(jù)為基礎，以標準數(shù)據(jù)偏差和規(guī)范檢查驗證為依據(jù)，首次應用密封結構中關鍵的節(jié)圓直徑P 值（下稱P 值），進行數(shù)據(jù)配對裝配的先進技術。另外，中國石油天然氣第七建設有限公司（以下簡稱中油七建）在建的錦西石化150 萬t/ a 渣油加氫裝置（以下簡稱錦西渣油）中也下在應用此技術，接觸線檢查裝配后，應用效果良好。

1 關鍵數(shù)據(jù)的確定

梯形槽法蘭［3]與八角墊圈［4]規(guī)范要求檢查接觸線，用“間斷現(xiàn)象”判斷裝配，說明直徑方向的接觸多少為關鍵數(shù)據(jù)。從標準中規(guī)定的規(guī)格尺寸、數(shù)據(jù)偏差、要求等判斷：裝配組成角度為23°、表面粗糙度（Ra）及環(huán)面寬（C）、環(huán)寬（A）、環(huán)高（H）、槽頂寬（F）、槽深（E）為裝配的間接、次要數(shù)據(jù)，只有P 值與接觸線檢查的直徑方向關系一致，因此確定P 值為關鍵數(shù)據(jù)。梯形槽法蘭密封結構見圖1，八角墊圈密封結構見圖2。

圖1 梯形槽法蘭密封結構視圖

圖2 八角墊圈密封結構

2 數(shù)據(jù)配對裝配技術方案設計

2.1 密封面結構特點

梯形槽法蘭與八角墊圈密封面結構中，其P 值的測量，存在測量基準軸線在密封面跨中部位、測量基準邊緣23°斜角、測量邊角為圓滑過渡等測量基準難以確定的問題，這是用常規(guī)測量工具（如常規(guī)游標卡尺、樣板等）到目前為止存在的測量不能直接讀取數(shù)據(jù)或測量數(shù)據(jù)不準確、測量復雜等難題。

2.2 設計原理

2.2.1 專利工具測量原理

專利工具測量原理是利用測量基準邊緣23°斜角特點，結合游標卡尺的測量精度等級及功能，等距平移P 值測量基準軸線。即P 值中心軸線在密封面跨中的部位，平移至測量基準邊緣斜角密封面處而進行測量。梯形槽法蘭P 值專利工具測量設計原理見圖3，八角墊圈P 值專利工具測量設計原理見圖4。

圖3 梯形槽法蘭P 值專利工具測量設計原理

圖4 八角墊圈P 值專利工具測量設計原理

2.2.2 裝配原理

用專利工具測量批量的梯形槽法蘭、八角墊圈結構的關鍵數(shù)據(jù)P 值時，因裝配間P 值的不同，所以存在差值范圍。為保證密封，將所有的P 值進行篩選，并將裝配差值控制在規(guī)定的范圍內。進行優(yōu)化組合后的裝配技術即數(shù)據(jù)配對裝配技術原理，見圖5。

2.3 裝配結構參數(shù)

梯形槽法蘭密封連接面關鍵參數(shù)P 值的標準偏差為±0.13mm，八角墊圈密封連接面關鍵參數(shù)P 值的標準偏差為±0.18mm。這2 個參數(shù)的偏差數(shù)據(jù)完全可以在制造和驗收過程中，依據(jù)標準進行控制，裝配結構參數(shù)就設定在標準偏差范圍內。

2.4 裝配技術指標

以梯形槽法蘭與八角墊圈密封連接面裝配關鍵數(shù)據(jù)P 值檢查為準則，以規(guī)范接觸線檢查要求，無“間斷現(xiàn)象”描述為合格依據(jù)，依據(jù)專利工具測量的裝配結構參數(shù)進行匹配為基礎，確定裝配間P 值可控的差值范圍，為數(shù)據(jù)配對裝配技術指標。

2.5 設計計算說明

按裝配結構參數(shù)，關鍵P 值標準測量偏差和裝配后，其偏差的差值范圍為0～0.31mm，按此差值范圍裝配控制，是以標準為依據(jù)的基礎計算，即設定為配對裝配的差值范圍。

3 實施過程

中油七建在華北渣油中首次應用梯形槽法蘭與八角墊圈數(shù)據(jù)配對裝配技術。實施過程中，首先統(tǒng)計裝配點位數(shù)，按需要測量的數(shù)據(jù)制作了4 套專利工具，編制了第一版高壓靜密封施工質量控制手冊，用以培訓和指導施工。測量過程執(zhí)行內容：目視檢查、測量、編號、記錄、保護程序；裝配過程執(zhí)行內容：編號合格領用、清潔處理、裝配、記錄；追溯過程（抽查）：記錄、打開、清潔處理、接觸線檢查、核實編號合格領用等。

4 實施參數(shù)和評價數(shù)據(jù)

華北渣油中梯形槽法蘭與八角墊圈裝配密封共計2208 個點位，其關鍵測量P 值數(shù)據(jù)至少6624 個；在建的錦西渣油中裝配密封共計1470 個，其關鍵測量P 值數(shù)據(jù)至少4410 個。

記錄梯形槽法蘭與八角墊圈通過專利工具測量的關鍵P 值數(shù)據(jù)，并錄入電腦，經100%篩選、在設定P 值差值范圍內數(shù)據(jù)配對；裝配期間用規(guī)范要求的接觸線抽查進行驗證，華北渣油經過46.2MPa 水壓試驗和3.0MPa 的N2、17.7MPa 的H2 氣密試驗合格后，保運、投產高水平安全、穩(wěn)妥一次成功；錦西渣油裝配100%一次成功。

5 實施效果

5.1 經濟效益

從數(shù)據(jù)配對裝配技術解決檢查抽象、接觸線法不易掌握、編號不易查找、檢查和裝配周期長等難題可以判斷，采用專利工具測量的數(shù)據(jù)配對裝配技術后，無需對梯形槽法蘭進行研磨、機加工處理，可提前完成裝配。依據(jù)煉油化工檢修維修工程定額取費標準以，及市場調配價測算，節(jié)約成本巨大。

5.2 社會效益

數(shù)據(jù)配對裝配技術滿足標準、規(guī)范、設計要求，在石油化工建設行業(yè)中樹立了良好的標桿。數(shù)據(jù)化施工也將為今后類似工程積累了經驗，其核心技術也將增強市場競爭力。且將為游標、數(shù)顯、帶表卡尺等測量工具標準增加測量功能項；為施工規(guī)范增加“數(shù)據(jù)化”裝配提供參考依據(jù)。最終，此數(shù)據(jù)配對裝配技術的應用獲得了總包單位、監(jiān)理單位、業(yè)主單位及質量監(jiān)督站的高度評價。

6 結論

綜上所述，利用專利工具檢查測量梯形槽法蘭和八角墊圈P 值，而進行的數(shù)據(jù)配對裝配技術的應用，數(shù)據(jù)測量基礎可靠，裝配設計方案依據(jù)比較實效、科學，為今后類似工程裝配提供借鑒，也為日趨標準、規(guī)范化的施工提供借鑒。