利用短钢管焊接辅助进行法兰件连接工艺创新与应用

【摘要】 本文结合日照空港科创中心建设项目在管道工程安装阶段通过工艺创新，利用短钢管焊接辅助进行法兰件连接创新，形成了保证法兰与管道焊接连接后，法兰密封面垂直度偏差在2mm以内的，全方位阐该技术工艺过程及使用效果。该技术提高了法兰连接件的合格率，保证了法兰密封面的垂直度，符合质量验收标准要求，降低了成本，达到预期效果。

【关键词】 短钢管、焊接辅助、密封、准确定位。

【中图分类号】 TU46 TM615  【文献标识码】A  【文章编号】

引言 当今，安装工程的施工已经成为整个建筑工程施工当中一个非常重要的组成部分。安装工程施工质量的高低，直接影响到整个建筑的使用功能。随着人们对建筑物使用功能的要求越来越高，各类建筑管道布置愈发错综复杂，法兰连接件的需求也越来越多，暴露的质量问题也渐渐显露。传统的法兰与管道焊接连接施工方法无法保证法兰与管道焊接连接后，法兰密封面垂直度偏差在2mm以内，不满足质量要求，造成后期维修返工等成本投入，从而引起甲方对施工质量的不满意，甚至遭到业主的投诉。为解决传统施工方法中存在的问题，我公司技术人员通过优化创新和理论推演，结合试验和工程实践，形成了保证法兰与管道焊接连接后，法兰密封面垂直度偏差在2mm以内的施工工法。该工艺已经在日照空港科创中心等项目应用。通过该工法的应用，提高了法兰连接件的合格率，保证了法兰密封面的垂直度，符合质量验收标准要求，降低了成本，达到预期效果。现通过本文进行详细阐述。

1.施工工艺特点

（1）通过以法兰固定+管材找平组合方式为法兰连接件密封面垂直度控制形式，进行法兰连接件的加工。

（2）运用BIM技术建立模型，通过三维模型的可视化模拟指导现场完成装置的制作。

（3）适用性强，可以根据管道管径尺寸的不同，分别制作不同的法兰连接件焊接定位装置，来满足焊接要求，保证短管与法兰焊接后，法兰密封面垂直度满足质量要求。

（4）可实施性强，工法实施所涉及装置设计简单，制作时间短，周转使用率高，经济效益明显。

如下图1和图2所示

2.施工工艺技术内容

（1）4.1用150*150*5mm镀锌钢板制作450*300mm底座，镀锌钢板多用Q235制作，具有抗腐蚀能力强的特性。本项目近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持20年而不必修补。镀锌钢板强度高，稳定性好，且可进行焊接等各种操作，便于后续加工。

（2）利用圆槽固定管道在底座上设计立杆，在立杆上设置圆弧形固定装置用于管件固定。圆槽固定方式，可利用现场钢管下脚料制作，取材方便，制作简单。

（3）在底座上水平位置分别焊接两根立杆，90°垂直于底座，将管件固定装置通过连接件水平于立杆焊接在立管上，整体形成一个三角形，结构稳定，满足使用要求。

（4）先将法兰放入法兰固定器上，随后将管件插入法兰，通过点焊固定后，测量其垂直度，水平直尺气泡居中，垂直度偏差小于2mm，满足施工要求。且制作过程，工人操作方便，效率有所提高。

3.施工工艺操作要点

（1）根据设计图纸，收集购买材料，准备150*150*5mm钢板6块、φ75圆钢管、φ25圆钢管、φ50圆钢管；焊条1包，防锈漆1桶，钢管、钢板为项目自有材料。

（2）工人在临时加工点，对钢管进行居中测量，标记位置，随后采用角磨机沿已标记完成的位置进行裁切，为防止毛边伤人，对切割好的管材进行打磨处理。在切割时防止管材移动，在管材两侧采用角钢进行固定。

（3）专业人员在临时加工点根据设计图纸，将立杆所需钢管取料，做好标记后进行切割。

（4）将焊接完成的钢板底座摆放好，随后将立杆放在底座居中两侧位置上，通过焊接固定。在焊接过程中采用磁吸气泡直尺测量，保证其垂直于底座。。

（5）随后将管件定位器垫起，通过横杆与立杆连接，在焊接过程中先进行点焊固定，经垂直度测量合格后满焊固定。

（6）在临时加工点安排电焊工进行法兰固定器下料。下料完成后将固定器与法兰一同放在底座上，将管材沿定位器插入法兰中。随后采用水平直尺测量管材是否垂直于法兰。将管件轻轻取出后，在固定器内侧点焊固定。最后将管件重新插入测量垂直度。

（7）现场施工工人进行法兰连接件制作，先将法兰放入法兰固定器上，随后将管件插入法兰，通过点焊固定后，测量其垂直度，水平直尺气泡居中，垂直度偏差小于2mm，满足施工要求。

4.经济效益

与常规的法兰连接件制作方法相比，采用法兰连接件焊接定位装置，大幅度减少了法兰连接件重新制作率，日照开元度假乐园酒店工程经按常规法兰焊接件合格率80%测算，共600个焊接件，不合格120个。采用该工法后，短钢管与法兰焊接连接件一次验收合格。节省材料费用为：120个×50元=6000元。

节省人工费：120个/30个=4工日，1人工*4工日*360元/工日=1440元

所用材料均为现场下脚料等，无需材料费计算。

制作人工费用为75+30+30+10=145元。

合计节省费用为：节省材料费用+节省人工费-制作人工费用=6000+1440-145=7295元。

5.社会效益

短钢管法兰连接件焊接施工工法，大幅提高了法兰连接件焊接后密封面垂直度合格率，同时加快了制作效率，节约了用工成本。赢得了甲方高度认可，同时监理及同行对该工法广泛赞扬，并借鉴学习，提高了公司的品牌竞争力，同时树立了企业在行业内的良好形象。

6.结束语

以日照空港科创中心项目为例，本工程总建筑面积158921m²，其中，酒店部分：建筑面积44342m²，地上六层，框架结构，独立基础。根据建设单位对该工程工期要求，计划于2022年9月18日开工，2023年2月18日竣工，安排日历天数为150天。本工程在机电安装法兰和短管焊接的过程中应用该工法，大大提高了连接件的质量，节约了成本，提高了效率，效果显著。

参考文献：

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[2]赵祺   刘国宁   吕展博   张峰源，基于视觉技术和Mask R-CNN的法兰盘表面缺陷检测研究[J]，机床与液压，2024，第21期，P25

[3]唐桢骐   罗利平   王奇，法兰连接管道安装技术[J]，安装，2023，5（11）：P24-25。

通讯作者：孙海伟（1987-01-04），男，本科，高级工程师，主要从事建设工程技术创新与应用。