1
中国石油大连石化公司
大连石化分公司检维修项目
法兰定力矩紧固施工方案
编制： 高 强
审核： 李焕武
批准：尹 哲
吉化集团吉林市北方建设有限责任公司大连项目部
二〇一七年三月十二日
2 施工组织设计（方案）审批表
方案名称：大连石化分公司检维修项目二酮苯装置法兰定力矩紧固施工方案
建设单位
审查意见
年 月 日
3 第一节 编制说明
2017年大连石化公司装置大检修，为了实现检修完毕后静密封点零泄漏的目标，将全面推行定力矩紧固。要求使用定力矩工具按规范化流程紧固螺栓，同时对法兰密封面、密封垫、螺栓紧固方式规范化施工进行全过程管控，使质量控制点得以加强与保障，从而确保检修中每道工序、每一步骤均符合标准施工规范，为大连石化公司2017年装置大检修的检修质量提供全面保障。
第二节 编制依据
《压力边界螺栓法兰连接装配指南》 ASME PCC-1-2010
《石油化工设备安装工程质量检验评定标准 》 SH 3514-2001
《钢制管法兰用紧固件》 HG/T 20634
《静密封管理规定》 QG/DSH 09.14-2014
施工计划单
第三节 施工方法
3.1法兰密封组件安装前检查:
法兰密封组件安装前必须经过检查确认。一般性部位由施工单位自行确认；在温度≥150℃或介质为易燃易爆有毒的设备和管道上的密封组件，由施工单位联系使用单位和监理（停检项目）人员联合确认。联合确认后需在《静密封组件施工前检查表》上签字，检查表格参见附录A，此检查表应作为质量验收资料的一部分存档。
（一）法兰
检查法兰的型式是否符合要求；密封面是否光洁；有无机械损伤、锈蚀；径向刻痕≤25％密封面宽度为合格、25％～50％须经车间设备主任确认、≥50％为不合格；法兰平整度偏差小于法兰外径的0.15%。
4 （二）螺栓及螺母
新更换的螺栓及螺母的材质、型式、尺寸是否符合计划要求；螺母在螺栓上转动应灵活、不晃动；螺纹无断缺现象；螺栓无弯曲现象；有材料质量证明文件及合格证。
（三）垫片
垫片的材质、型式、尺寸是否符合计划要求；外观质量是否符合标准要求，径向划痕不可超过垫片宽度的50%；必须有材料质量证明文件及合格证。
3.2 法兰密封组件安装的一般要求：
（一）密封垫片与法兰密封面以及螺栓、螺纹应清洗干净，不得有任何影响连接密封性能的划痕、斑点、机械杂质或异物等缺陷存在。
（二）密封垫片预紧力不应超过设计规定，以免密封垫片过度压缩丧失回弹能力。
（三）密封垫片外径应比法兰密封面外径小，密封垫片内径应比管道内径稍大，差值一般取密封垫片厚度的2倍，以保证压紧后，密封垫片内缘不致伸入管道内妨碍介质的流动。
（四）安装密封垫片时，必须装齐全部螺栓，并应按顺序依次对称拧紧螺母，但不应一次就达到设计值，一般至少应循环2～3次，以便密封垫片应力分布均匀。
（五）高温烟气、中压蒸汽或介质温度≥300℃等部位的法兰、螺栓与螺母间必须涂抹高温防咬合剂，其他部位的螺栓需要涂二硫化钼等润滑剂。
（六）设备检修过程中，高温、高压、临氢等系统管道和容器人孔法兰的螺栓、螺母应提前进行编号，做好标识，拆装做到一一对应。
（七）一个法兰接头只允许安装一个密封垫片。除了无损伤、硬度合格的钢圈垫外，其他类型的垫片都不可重复使用。
5 （八）设备、管道法兰接头如有泄漏，必须泄压处理后再调整安装密封垫片，严禁带压更换。
（九）在突平面法兰上安装缠绕式垫片时，应保证密封垫片与管道同心，一般采用带外环的垫片接触螺栓内圆周来定位，不允许偏心安装。带榫槽面的法兰上安装基本型缠绕垫时，应注意与槽壁面保持间隙一致。
（十）法兰回装要求
1）法兰中心线高/低的找正：在法兰周围选四个点，相互之间大约间隔90度，任何一点的公差均小于1.5毫米。(如下图)
2）法兰平行度的找正：通过测量和比较法兰的最大/最小间隙来确定公差不超过0.8毫米（如下图）
3）法兰螺栓孔的找正：按照90度的角度测量公差；在此情况下，保证螺栓穿过法兰螺栓孔，或者两螺栓孔处于3毫米的范围内。（如下图）
6 4）两片法兰间隙的调整：当法兰处于静止状态时，两个法兰之间的间距超过垫片厚度的两倍；当间隙过大/过小时均需要调整。（如下图）
3.3定力矩紧固
定力矩紧固要求：在工作温度≥150℃或运行介质为易燃易爆有毒的部位，法兰密封组件安装时须使用扭矩扳手、液压力矩扳手或拉伸器等专用工具，确保预紧力准确均匀。当螺栓规格≥M27或法兰口径≥300 mm时，一般要求使用四同步的液压力矩扳手紧固，使用二同步液压扳手代替须通过属地单位设备主任确认；小于以上规格的静密封点使用手动力矩扳手。
紧固施工前，属地单位负责列出需要使用液压力矩扳手的静密封点清单，经机动设备处审核后交给施工单位执行。施工单位负责按《液压力矩扳手施工检查确认表》（附录C）的格式对使用的部位进行记录，施工单位、监理单位、属地单位代表现场确认签字，机动设备处和工程预决算部主管人员按不低于10%比例抽查确认。此检查表应作为质量验收资料的一部分存档。
（一）液压力矩扳手紧固的方法步骤
1）力矩值的选取为所紧螺栓屈服极限的65%（参考附录B核算，以下简称选定力矩值）。
2)使用液压扳手紧固前应手动均匀将螺母初步拧紧，然后采用同步法对称紧固螺栓。
3)第一步：按选定力矩值的50%紧固。如图B.1所示先依次紧固1～8号的螺栓；然后同样按照选定力矩值的50%依次紧固其余9～16号螺栓。
7
图B.1 第一步螺栓上紧次序
4）第二步：如图B.2所示采用间隔法，按80%的选定力矩值，自1号开始隔个螺栓进行紧固。
图B.2 第二步螺栓上紧次序
5）第三步：如图B.3所示采用顺序法，按100%的设定力矩值逐个螺栓进行紧固。
8
图B.3 第三步螺栓上紧次序
6）第四步参照第三步进行。螺栓紧固后，检查两法兰之间的间隙。最大与最小间隙之差不大于0.5 mm。
7）第五步需在24小时以后进行，紧固步骤参照第三步进行。
第四节 施工技术组织措施计划
4.1质量要求和质量检验计划
4.1.1质量要求
执行管道设备安装规范及《静密封管理规定》QG/DSH 09.14-2014的内容要求，认真检查螺栓、垫片及密封面的质量，避免垫片规格混用、型式错用，避免螺栓材质混用、长短不齐、缺扣，如检查密封面有损伤缺陷，及时上报质检员、装置设备管理人员，经确认、处理合格后再进行后续施工。
4.1.2质量检验计划
序号 检验点 检验项目 质量控制点级别 检验方法及检查数量 工作鉴证
监检 专检 自检
一 密封组件检查 垫片，型式、材质、尺寸是否符合计划 √ √ 检查质量证明文件和资料，100% 材料合格证,
QG/DSH
9 要求；有无径向划痕；有无质量证明文件 09.14-2014
附录A<静密封组件施工前检查表
螺栓，规格、材质是否符合计划要求；螺纹是否断缺；≥M27的螺栓是否抽检复验；有无质量证明文件 √ √ 检查质量证明文件和资料，100% QG/DSH
09.14-2014
附录A
<静密封组件施工前检查表>
法兰，法兰密封面是否平整光滑；法兰密封面有无划痕和杂物；配对法兰是否对中 √ √ 目测检查，100% QG/DSH
09.14-2014
附录A<静密封组件施工前检查表
二
定力距紧固质量 法兰间隙，测量、记录法兰间隙差。
√ √ 测量，100% 自制表格
螺栓紧固效果，锤击检测 √ √ 测量，100% 自制表格
第五节 HSE管理
5.1 主要风险因素消除措施
序号 作业项目 主要危害因素 可能造成的后果 风险削减措施
1 液压扳手定力距紧固 工具使用不当，意外脱落 物体打击，人员伤害 正确使用工器具，作业时相互提醒；
人员经过操作培训，掌握操作基本知识。
设备漏电 触电 电气设备外壳必须进行保护接地，送电前试验漏电保护器，保证好用。
… …… ………… …… …………
… …… ………… …… …………
10
附录B
螺栓扭矩推荐表
强度等级 4.8 6.8 8.8 10.9 12.9
最小破断强度 392Mpa 588Mpa 784 Mpa 941 Mpa 1176 Mpa
材质 一般构造用钢(Q235即A3) 机械构造用钢（35#） 铬钼合金钢（35CrMoA） 镍铬钼合金钢(40CrNiMoA) 镍铬合金钢
螺栓 螺母 扭距值 扭距值 扭距值 扭距值 扭距值
KGM NM KGM NM KGM NM KGM NM KGM NM
M14 22mm 7 69 10 98 14 137 17 165 23 225
16 24 10 98 14 137 21 206 25 247 36 363
18 27 14 137 21 206 29 284 35 341 49 480
20 30 18 176 28 296 41 402 58 569 69 480
22 32 23 225 34 333 55 539 78 765 93 911
24 36 32 314 48 470 70 686 100 981 120 1176
27 41 45 441 65 637 105 1029 150 1472 180 1764
30 46 60 588 90 882 125 1225 200 1962 240 2352
33 50 75 735 115 1127 150 1470 210 2060 250 2450
36 55 100 980 150 1470 180 1764 250 2453 300 2940
39 60 120 1176 180 1764 220 2156 300 2943 370 3626
42 65 155 1519 240 2352 280 2744 390 3826 470 4606
45 70 180 1764 280 2744 320 3136 450 4415 550 5390
48 75 230 2254 350 3430 400 3920 570 5592 680 6664
52 80 280 2744 420 4116 480 4704 670 6573 850 8330
56 85 360 3528 530 5149 610 5978 860 8437 1050 10290
60 90 410 4018 610 5978 790 7742 1100 10791 1350 13230
64 95 510 4998 760 7448 900 8820
68 100 580 5684 870 8526 1100 10780
72 105 660 6468 1000 9800 1290 12642
76 110 750 7350 1100 10780 1500 1470
80 115 830 8143 1250 12250 1850 18130
85 120 900 8820 1400 13720 2250 22050
90 130 1080 10584 1650 16170 2500 24500
1、以上是德国工业标准，表中扭矩值为螺栓达到屈服极限的70%时所测定，要求自行核实65%力矩值。
2、紧固前必须保证螺栓、螺母涂抹良好润滑剂，润滑位置为螺纹间、螺母与法兰密封面接触面。 如润滑情况差、旧螺栓，可适当加大力矩值，但不得高于80%屈服强度对应力矩值，防止螺栓紧断裂。
3、扭距计算公式T=S*0.8*70%*0.2*3.142*d*d*D/2/4
S:拉伸强度（MPa） 0.8：屈强比 70%：一般螺栓使用到屈服极限的70%时
0.2:摩擦系数 d: 螺栓直径(mm) D:螺母直径 (m)