法兰封堵卡具的设计与计算

抢修 工程的关键 所在。近年来 ，采用封堵卡具技术 ，对法兰 、 ２．１ 卡 具的设 计与 计算
海 管发 生 穿孔 泄漏 等 问题 进行 封堵 ，取得 了 比较好 的效果 。
（１）设 计 条 件
下面从某工程 项 目介绍封堵卡 具设计与计算 。
操作温度最高气 温 ５０￣Ｃ，最低气温 ．２０＂Ｃ；泄漏 流体最 高
局 部应 力校核 。根据 ＧＢ１５０规范，５０￣Ｃ下 Ｑ３４５钢材 的许用 应
现在 比较 常用 的法 兰堵漏 卡 具具有经济 性， 安装方 便等 力 为 ：
优点 ，近 几年 对于法 兰泄漏 问题 的处理 ，一 般选 用堵漏 卡具
［０】＝＝１８１ ＭＰａ
来 处 理 。
基本荷载为卡具设计压力 ／＝－６．０ＭＰａ
法兰夹 具一般设计成卡 环式夹具 ，考虑到法 兰连接 螺栓 ，
（３）卡 具 结 构 校 核
必须避 免介质 从法 兰的 螺栓 口渗 出。因此 ，夹具 上 的注 剂孔
① 卡具筒体壁厚计算 ：
设计是 否合 理 ，会直接 影 响堵漏 效果。注剂 孔的 数量应 和被
其中，设计 压力 Ｐ＝－６．０ＭＰａ； 为焊接接 头系数 ，卡具 为
第４２卷第３期
２０１６年 ３月
工艺与设备
ＴｅｃｈｎｏΒιβλιοθήκη Baiduｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
化 工 设 计 通 讯
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
法兰封堵卡具 的设计与计算
李 凯， 王传磊 （海洋石油工程股份有 限公 司 ，天津 ３００４５２）
ｉｎｆｏｒ ｍ ａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌａｎ ｇｅｌｅａｋ ；ｐｌｕｇｇｉｎｇｆｉｘｔｕｒｅ；ｆｉｘｔｕｒｅｄｅｓｉｇ ｎ
海 洋 平 台上 各种 设备 高度 集 中，加 之受 复 杂海 洋 环境 、 应根 据具体 泄漏工况 来选 定，综合考 虑各 种材料 的基本 性 能
局 限性 空间等 各方面 因素 的影 响 ，使平 台上 的维抢 修工作 面 等 因素 。
堵漏法 兰 的螺 栓孔 数量相 同，每个 注剂孔 的分布 应在两 螺栓 整体 结构，取为 １．０；卡具直径 Ｄ＝９００ｍｍ ；【０】【＿１８１ ＭＰａ，为
孔之间 。常采用如下两种结构型式 的法兰夹 具。
泄漏 介质温度 （５０￣Ｃ）下卡具材料 的许用应力 。
１．１ 凸 形法 兰夹具
经计算，卡具计算壁 厚 １５．２ｍｍ，卡具设计壁厚 为 ２０ｍｍ，
当泄 漏法 兰 的连 接 间 隙大 于 ８ｍｍ， 泄漏 介 质 压 力 大于 满 足 要 求 。
２．５ＭＰａ，并且 泄漏量较 大 时，应使用 凸形法 兰夹具 。这种法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌａｎｇｅ ｌｅａｋｓ ｏｎ ｏｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａ ｔｈｏｒ ｎｙ ｉｓｓｕｅ ｆａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｌｅａｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｉｓｋ， ａｎｄ ｔｈｒｅａｔｅｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ．Ａｃｔｕａｌ ｆｌａｎｇｅ ｌｅａｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ， ｄｅｓｉｇｎ ａ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ
１ 泄 漏 问 题 处 理
压 力 ６．０ＭＰａ；卡 具 基 本 尺 寸 ： ＝９００ｍｍ，Ｈ＝９４０ｒｎｍ ；筒 体
对 于海 洋平 台上 的法兰 泄漏 ，一 旦发现应 及时 采取相 应 材质 Ｑ３４５Ｒ；屈服强度 ３４５ＭＰａ；设计压力 ６．０ＭＰａ；卡具配 合
的措施 ，法兰 泄漏大 都是 由于法 兰的密封 垫片破 坏 ，或 者压 间 隙 ０．２ｍｍ。
紧力不 足导致 ，虽然可 以通 过更换 密封垫片 或者 更换法 兰来
（２）计 算 模 型
解决泄 漏 问题 ，但对 于不 问断生产 的输送 过程 ，需要对 管路
对 筒 形 结 构 参 照 规 范进 行 校 核 ， 并 使 用 有 限 元 软 件 进 行
进行带压开孔设置旁路，这就大大增加了维修成本 。
ｂｌｏｃｋ ｆｉｘｔｕｒｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｌａｓｔ ｊｏｂ ｓｔｅｐ ｆ ｉｘｔ ｕｒｅ ｌｉｓｔｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｃａｓｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｍａｙ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ ｌｅａｋ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｒｅｐａｉｒ ｐｒｏｊｅｃｔ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
临着诸 多 困难 。平台上常规法兰 、阀 门等泄漏更是 时有发生 ， ２ 卡 具在 法兰 泄 漏 中 的 实 际应 用
且 其损 坏形式 又是多种多样 。因此，如何尽快解决 泄漏 问题 ，
为应 对现场 可能 出现 的突发性 油气泄 漏情况 ，需设 计制
成 为人们 关注 的焦 点。快速应 对泄漏 事故 的能力 ，是进行 维 作一套管线堵漏工具 ，已对泄漏的法兰进 行封堵。
关键词 ：法兰泄漏 ；封堵卡具 ；卡具设 计 中图分类号 ：ＴＥ９７３．８ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１００３－６４９０（２０１６）０３－００８８—０２
Ｄ ｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌａｎｇｅ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｇｉｇ
ＬｉＫａｉ． Ｗａｎｇ Ｃｈｕａｎ．１ｅｉ
摘 要 ：海洋平 台上的法 兰泄漏问题一 直是 生产过程 中面对 的棘 手 问题，泄漏 问题 不仅对平 台的生产 带来安全 隐患 ，而且 威胁操作人 员安全 。针对 实际法兰泄漏问题 ，设 计 了一套相对应 的封 堵卡具，并对 其施 工安装过程作 了介 绍，最后 列举 了卡 具 使用 的相应案例 的作 业步骤 ，并对 其维修技术特点进行 了归纳 ，对 以后 可能遇到 的泄漏 维抢修 工程提供借鉴参考 。