法兰密封面就地研磨方法及其专用研磨装置与流程

1.本发明涉及法兰修复技术领域，具体是一种法兰密封面就地研磨方法及其专用研磨装置。


背景技术：

2.大型火力发电厂各种高温、高压管道遍布整个生产工艺流程。管路布置复杂，对材质、安装、维修工艺要求较高，尤其是法兰连接安装工艺，若两法兰密封面接触面积无法满足强度要求，极易发生泄漏。高温、高压介质突然产生外漏，对周围人员、设备会造成无法挽回的损害。
3.某火力发电厂机组为超临界参数，自投产以来多次发生运行中汽动给水泵入口滤网法兰漏水问题。问题处理方式现有做法是通过机组降负荷、倒电泵运行等措施消除缺陷，此方法降低经济效益，然而降低负荷并未实际解决泄漏给工作带来的隐患。因此需要找出法兰泄漏的根本原因，并结合现场设备实际情况制订处理方案，并彻底消除设备缺陷。通过对法兰密封面测量检查发现，两密封面在不放置密封垫的情况下，法兰有效接触面从里向外张口变形间隙0.20mm。按照法兰技术标准要求接触面积应该在75%以上，而实际用红丹粉测量接触面不足15%，由于接触面积不足，安装垫片后紧力不够，是造成法兰运行中漏水的根本原因。
4.国内外对于法兰密封面平行度不足的修复方式基本采用对法兰进行研磨。目前密封面的研磨修复基本采用就地研磨或机加工研磨的方式，校正密封面平面度后有效提高两法兰接触面积。现有技术中的研磨设备一般包括一个用于放置法兰的操作台，研磨头通过移动机架移动至操作台上方，下降到到法兰表面实施打磨。
5.而对于给水泵滤网法兰，由于其法兰布置方式，由于其密封面向下，要想实现它的研磨，基于现有技术只能法兰从滤网套筒中切除下来，进行机加工研磨后再焊接回套筒端部，这种修改操作势必造成滤网套筒缩短，原有滤网无法使用。重新制作滤网的造价较高，而且耗时巨大，无法满足工期要求。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是给水泵入口小风倒置法兰盘密封面接触不足，造成机组运行中法兰位置泄漏的问题。
7.本发明解决所述问题，采用的技术方案是：一种法兰密封面就地研磨方法，具体操作如下：1）在端部设置有法兰的套筒内部焊接研磨支撑基础结构；2）以研磨支撑基础结构为基座设置支撑结构；3）在法兰口安装研磨盘，研磨盘上表面为与法兰密封面接触的研磨面；4）研磨盘下侧设置顶升机构，通过顶升机构设定研磨盘与法兰的相对压力，然后锁固顶升机构，从而保持研磨盘与法兰的相对压力；5）转动研磨盘实施法兰密封面研磨；6）研磨完成后取下顶升机构以及研磨盘，拆除套筒内研磨支撑基础结构。
8.采用上述方法的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：本方法以法兰自身的管道为研磨工作的支撑基础，研磨盘适应于法兰的位置安装，因此需要改变法兰的位置，方便法兰修复施工，大大降低了修复成本。
9.本发明还提供了上述方法的专用研磨装置，包括基座和研磨盘，基座包括固定盘，固定盘中心固接支撑杆；固定盘设置于套筒内部；支撑杆向套筒外延伸；研磨盘设有中心孔，研磨盘活动套装于支撑杆上并设置于法兰口；支撑杆外端设有调压托盘，调压托盘与支撑杆螺纹连接；调压托盘与研磨盘之间设有弹簧；调压托盘外侧设置有锁母。
10.采用上述结构的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：针对不能移动的法兰，本发明实现法兰原位置打磨，相比于现有技术，不需要对法兰进行拆装，不需要焊接恢复，节约大量工作。本研磨装置适合任何状态布置的端口法兰研磨，保持法兰原来的位置，对需要修复的设施无损坏，修复效果极佳，大大节约了维修成本。
11.作为优选，上述结构更进一步的技术方案是：研磨盘上侧中间设有探入法兰口内的导向柱，导向柱与法兰之间设有0.2mm的间隙。导向柱保证研磨面与密封面的对合接触，避免研磨盘大幅度振动、偏位。
12.研磨盘下表面边缘设有杠杆孔，杠杆孔中可拆卸的装有短杠；还设有转动手杆，转动手杆设置于短杠左侧并向支撑柱右侧延伸。此结构通过转动手杆手动使研磨盘转动，结构简单易于实现，转动手杆的构成省力杠杆结构，节省人力，使用灵活度高。
13.研磨盘外周圆固接齿条，齿条与驱动齿轮啮合，驱动齿轮安装于驱动电机输出端。此结构设计为由电机驱动研磨盘转动，该电机便于组装的结构，可以对以任何方向、倾角布置的研磨盘进行驱动。
14.所述调压托盘上侧还设有第一压片。此结构避免调压托盘在多频率、快速转动时表面与弹簧端产生摩擦阻力使弹簧产生扭转、跳动，通过第一压片使弹簧只受到向上的挤压力。
15.研磨盘与弹簧之间设有第二压片；第二压片下表面与弹簧相抵，上表面与研磨盘之间设有润滑油。此结构中的第二压片避免在研磨盘在转动研磨过程中，弹簧端与研磨盘的接触摩擦使弹簧产生扭转、跳动，造成弹簧与研磨盘的压力不稳定。
16.调压托盘上设置有调压手柄。此调压手柄方操作方便，研磨力调节快速准确。
17.所述弹簧为套装于支撑杆上的螺旋弹簧。螺纹弹簧附在支撑杆上，其便于安装，不易脱落，不占空间。
附图说明
18.图1 为本发明研磨装置实施例一结构示意图。
19.图2 为本发明研磨装置改进结构示意图。
20.图3为本发明研磨盘实例一结构。
21.图4 为本发明研磨盘实例二结构。
22.图5 为本发明研磨盘转动结构实施例一。
23.图6 为本发明研磨盘转动结构实施例二。
24.图7 为套管为倾角状态下本发明研磨装置设置状态参考图。
25.图中：1、套筒；2、法兰；3、密封面；4、固定盘；5、支撑杆；6、研磨盘；6
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1、研磨板；6
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2、导向柱；6
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3、齿条；6
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4、短杠；7、弹簧；8、调压托盘；9、锁母；10、调压手柄；11、第二压片；12、第一压片；13、驱动齿轮；14、转动手杆。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。
27.本发明通过研究火力发电厂给水系统设备技术参数及给水泵入口滤网倒置法兰加工、安装工艺过程及运行中设备参数情况。找出法兰运行中产生泄漏的根本原因。现有水泵入口管道内装1.3长的滤网，滤网与管道端部法兰固定连接，管道长度基本与滤网长度相等，管道长1.32米。若法兰2被切割下去进行研磨修复，再焊接回装，管道长度必然受到极大损耗，导致滤网无法安装。根据设备实际情况，结合现有技术力量，以最小投入，制订消除设备先天性缺陷方案，彻底消除法兰2泄漏的安全隐患。
28.本项目就是为了解决现有给水泵入口滤网法兰密封面3朝下，不便于设计打磨设备的问题。本发明创造要达到的目的是：提供一种能够对以任何角度、方向设置的法兰2进行研磨的装置，不需要动法兰2，对法兰2进行原位置打磨。不需要进行法兰2拆卸，不对原设施产生破坏。
29.本发明以给水泵入口滤网法兰为实施基础，针对高压法兰盘泄漏原因及处理方法进行创新研究，具体包括：1）给水系统设备及介质技术参数；2）给水泵入口滤网倒置法兰加工、安装工艺过程；3）密封垫材质、工艺参数；4）密封垫泄漏原因查找；5）研究开发适合现场使用的专用研磨工具。
30.现有的滤网法兰为倒置设置，使用现有的研磨机无法实施打磨，解决上述问题的关键技术在于：1）通过研磨接触面的方法找出法兰泄漏的原因；2）研制专用工具。
31.基于上述设计思路，本发明提供一种法兰密封面就地研磨方法，具体操作如下：1）在端部设置有法兰2的套筒1内部焊接研磨支撑基础结构；2）以研磨支撑基础结构为基座设置支撑结构；3）在法兰口安装研磨盘6，研磨盘6上表面为与法兰密封面3接触的研磨面；4）研磨盘6下侧设置顶升机构，通过顶升机构设定研磨盘6与法兰2的相对压力，然后锁固顶升机构，从而保持研磨盘6与法兰2的相对压力；5）转动研磨盘6实施法兰2密封面3研磨；6）研磨完成后取下顶升机构以及研磨盘6，拆除套筒1内研磨支撑基础结构。
32.设计研磨装置时，根据工程实施例，针对现场给水泵入口管道底部的法兰结构，因为滤网筒体是倒置，法兰2密封面3为下表面。在法兰2下面设置一块研磨板，对研磨板之上的面进行研磨。研磨板对已经变形的法兰2要达到足够压力，需要具备两种向上的力，分别为a:为了克服研磨板自身重力的托举力； b:研磨时对研磨板施加的压力。
33.本方案中设计的研磨盘4为t型构件，其水平部为研磨板6
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1，研磨板6
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1周缘为与法兰2密封面3贴合的打磨面；其竖直部直径相当于法兰2口径，竖直接部向上伸入的法兰口
中，竖直部为研磨板6
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1中间向上突出的导向柱6
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2，导向柱6
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2伸入法兰2从而避免在高速旋转过中研磨盘6晃动或偏位。为完全实现密封面3打磨，根据现场法兰2大小，研磨板6
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1直径要达到600mm，加工的研磨板6
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1厚度在30mm以上，因此，研磨盘6总重量约在30斤以上。要抵消30斤以上的重力并在法兰2表面产生一定的压力，必须为研磨盘设计支撑结构和增压结构。
34.为实施本发明就地原位置进行的研磨方法，本发明提供一种专用的法兰研磨装置，可以对任何方向、角度设置的法兰2进行原位置研磨。其具体结构参见图1：一种法兰密封面研磨装置，包括基座和研磨盘，基座包括固定盘4，固定盘4中心固接支撑杆5；固定盘4设置于套筒1内部；支撑杆5向套筒1外延伸；研磨盘设有中心孔，研磨盘活动套装于支撑杆5上并设置于法兰口；支撑杆5外端设有调压托盘，调压托盘与支撑杆5螺纹连接；调压托盘与研磨盘之间设有弹簧；调压托盘外侧设置有锁母。
35.此研磨装置是在滤网筒体内直径中心位置焊上定位支架，以该定位支架作为安装研磨盘及其它研磨部分的基础。基座可以是圆盘、也可以是框架。支撑杆5上部为光滑外壁，方便研磨盘转动，若采用套装在支撑杆5上的弹簧，能有效减少弹簧与支撑杆5表面的摩擦损伤。支撑杆5下部设置外螺纹，调压托盘安装于外螺纹部分，通过转动调压托盘调整对弹簧的压力。
36.研磨盘上侧中间设有探入法兰2口内的导向柱，导向柱与法兰2之间设有0.20mm的间隙。导向柱侧壁为金属材料，表面光滑，该结构只负责避免偏位，不具有打磨功能。如图2所示，研磨盘提供二种结构：一、结合图3，导向柱为中心钢套筒1，套装于支撑杆5上，研磨板6
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1为环形，与钢套筒1匹配固接，外周与法兰密封面3接触并实施研磨；二、结合图4，导向柱6
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2为套装在研磨盘竖直部上的钢套管。
37.为研磨盘6转动，本发明提供二个实施例：一、参见图5，研磨盘6下表面边缘设有杠杆孔，杠杆孔可拆卸的装有短杠6
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4；还设有转动手杆14，转动手杆14设置于短杠6
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4左侧并向支撑杆5右侧延伸。此实施例通过杠杆结构，人工推动研磨盘转动。支撑杆5为转动手杆的支点，短杠6
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4视为研磨盘本身，转动手杆外端越长，推动时越省力。二、参见图6、图7，研磨盘外周圆固接齿条6
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3，齿条6
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3与驱动齿轮啮合，驱动齿轮安装于驱动电机输出端。此实施例通过电机驱动研磨盘，电机、驱动齿轮都可以是便捷拆装的结构，研磨时啮合到齿条6
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3上。
38.考虑到弹簧的弹性力，弹簧在受到一定压力后，上端与下端的扭动、转动对其支撑力都有一定影响。本发明所述调压托盘上侧还设有第一压片。进一步的，研磨盘与弹簧之间设有第二压片；第二压片下表面与弹簧相抵，上表面与研磨盘之间设有润滑油。此结构避免弹簧推力不稳，弹簧仅压缩力作用到研磨盘，弹簧端部与压片之间的摩擦产生的扭动被压片消除。
39.调压托盘上设置有调压手柄。方便调整调压托盘的位置。
40.所述弹簧为套装于支撑杆5上的螺旋弹簧。螺旋弹簧不易脱落，使用安全，不占空间。
41.本发明提供的研磨装置，研磨盘研磨过程中从100#纱布升级到800#。研磨时利用调压托盘和弹簧增加研磨盘与法兰2的摩擦力。研磨后的法兰盘光滑平整，圆周平面接触达到95%以上。光洁度可以达到1.6以上，彻底消除了法兰与法兰之间变形0.20mm张口。
42.本发明不仅从根本上解决了倒置密封面泄漏的问题，相比于现有技术，还解决了法兰切割的回装焊接对套筒1长度产生耗损的难题。缩短了缺陷处理时间。
43.参见图1、2和图7，本发明以套筒1为装置安装的基础，不仅适用于垂直的管道下端设置的法兰研磨，还可用于水平设置的管道、斜向布置的管道端部的法兰进行研磨，本发明提供的装置造价低，安装、使用方便，具有广泛的应用前景，其经济和社会效益非常显著。
44.以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。