中級職稱評定論文《高壓管道的“Grayloc”卡蘭連接技術(shù)》

1、中化二建集團有限公司工程系列專業(yè)技術(shù)職務任職資格參評論文論文題目： 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： 助理工程師 申報專業(yè)技術(shù)職務： 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5五、結(jié)論8中文摘要 國電石化寧夏英力特寧東煤基化學有限公司年產(chǎn)20萬噸1，4-丁二醇工程合成裝置的合成加氫高壓管道總長約961米，主要管徑為2寸至10寸，設(shè)計壓力為34.8MPa，設(shè)計溫度為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。希望本篇文章對其他項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 一、緒論隨著人類對煤炭需求量的不斷增加以及煤化工技術(shù)的不斷提高，對管路系統(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)定性要求越來越高，促使工程技術(shù)人員開發(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，且安裝簡單方便，能

3、縮短施工工期，減少施工費用成本，該技術(shù)的推廣對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)應用卡蘭（Grayloc），由Grayloc® Products公司發(fā)明并開始制造，應用于大多歐美主要石油公司。近年來，因其自有的優(yōu)勢，在中國國內(nèi)的許多項目上得到了很好的應用和推廣。如燕山石化高壓聚乙烯裝置、中化泉州煉油廠、燕山中國石化與杜邦合資公司EVA裝置、國電石化寧夏英力特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HUB接管，它們都需要與管道、設(shè)

4、備、閥門等外部元件進行焊接連接（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個密封環(huán)，它是根據(jù)管路實際的壓力溫度介質(zhì)等特性要求，經(jīng)設(shè)計計算后選用相應材質(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接管焊接好后通過一對卡子（夾具）進行固定。2.4 螺栓、螺母：卡蘭一對夾具是由四個全螺紋螺栓，八個球面螺母固定。球面螺母可保證安裝鎖緊時螺栓定位在螺栓孔的中心位置，以保證卡蘭整體的準確安裝。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，長度短，定

5、位時不需要螺栓孔對位，因此安裝簡單，省事省力省安裝費用,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HUB接管的密封面是否有毛刺，可以使用鋼絲絨或細紗布輕輕拋光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，這樣不僅會損壞密封環(huán)，也會損壞HUB的密封面因而影響密封性能，檢查完后，準備定位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，因為其只

6、有對稱的4套螺栓，不需要定位螺栓孔。 HUB接管內(nèi)徑與管道內(nèi)徑的偏差不應超過管道壁厚的10%，且不大于0.5mm；HUB接管的密封面應于管子中心線垂直，垂直度的偏差不應大于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滑油、潤滑脂和附著物，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)沒有安裝余量（密封

7、環(huán)在HUB接管中不能輕輕晃動），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接觸的部位涂抹潤滑脂以便于安裝。其安裝的角度可以沒有嚴格的要求，但在水平管道上應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滑脂，它可以減少擰緊過程的扭矩。6、擰緊螺母按照對角的方式擰緊每個螺母，并且保證兩個夾子有對稱的位置。使用扭矩扳手按照附表一擰緊螺母后，應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1至3次，直到擰緊扭矩。為了防止由于整個

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附表一中扭矩的兩倍。對于管道定位不準或有較大的管道機械負載的情況，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，一對夾子，四套螺栓連接件扭矩要求）四、卡蘭安裝的優(yōu)點在高壓管道系統(tǒng)連接中，采用卡蘭連接有著明顯的優(yōu)勢，相對于

11、傳統(tǒng)的法蘭連接，它具有更強的密封性；對于焊接來說，它具有后期檢修、排污等方面的拆裝靈活性。具體優(yōu)點有以下幾條：1、對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（因為密封環(huán)有兩個密封面，在管內(nèi)用壓力的情況下，密封性能會更好），更強的抵抗管道拉伸，彎曲，壓迫等應力的能力。2、“Grayloc”卡蘭較同規(guī)格、同壓力等級要求的法蘭重量輕、體積小、長度短，因此在安裝時快捷輕便，減少了安裝時間，有效降低安裝過程的人工和機械費用等施工成本。3、“Grayloc”卡蘭安裝過程僅由四個螺栓完成，夾具可繞HUB進行360度旋轉(zhuǎn)任意確定螺栓方向，安裝過程中無需考慮螺栓孔的調(diào)整，實踐

12、證明，安裝4-6個卡蘭所用時間與安裝一個傳統(tǒng)法蘭所需時間相同。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“Grayloc”卡蘭的使用壽命可達30年甚至更長，且可用于所有規(guī)格的管路連接因而使得備件的庫存量大為減少。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，彎頭通過卡蘭連接于管路系統(tǒng)中，但如果生產(chǎn)一段時間后，管道內(nèi)有異物、或者管道內(nèi)的介質(zhì)暫時在生產(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，要處理上述問題，就需要切割焊口，這樣不僅要增加施工費用，而且在切割過程中操作不當?shù)脑?，極易造成管件損傷，甚至在下次開車前需要更換該管件，因此卡蘭安裝的方便性、經(jīng)濟性就凸顯出來。（圖7、圖8）          圖7 圖8 五、結(jié)論“Grayloc”卡蘭在實際施工過程中，由于其安裝簡單方便，便于拆裝，性能穩(wěn)定，密封性能好、抗腐蝕強度高，形式多樣，用途廣泛，并且安裝起來省時省力，總體上提高了施工效率、降低了施工的成本費用，因此，該技術(shù)會在將來的化工生產(chǎn)中得到更好的應用。本文結(jié)合該項目的一些施工經(jīng)