工業管道密封主要指管法蘭閥門的密封。



一、法蘭密封失效的防止


  法蘭密封是由法蘭、螺栓、墊片共同作用實現的。法蘭的剛度及密封面形式、螺栓預緊力、墊片性能都直接影響法蘭的密封效果。管道位移對法蘭產生附加力或力矩,對法蘭密封也有不良影響。


 ①. 設備配對法蘭


    國外設備結構材料與國內材料力學性能不盡相同,溫度、壓力值亦存在差異。以碳鋼API閥為例,如果簡單配用20鋼相當壓力等級法蘭,很可能出現法蘭密封失效。因為20鋼強度較A105鋼低,許用壓力值也低。解決辦法是采用強度與A105鋼相當的材料,如25鋼、16Mn鋼。


 ②. 管道等級分界處金屬墊選用


    為避免異種鋼焊接,不同材料等級管道多在法蘭連接處分界。高壓力等級法蘭往往采用金屬墊以承受較高的密封比壓,而金屬墊硬度應比法蘭密封面硬度至少低30HB,因此,不同材料法蘭連接,墊片(圈)應按低硬度法蘭選用。否則,低硬度法蘭密封面容易受到損傷,導致密封失效。


 ③. 法蘭密封副匹配


    法蘭密封副是由法蘭、螺栓、墊片組成的密封結構的總稱,各組成件的正確匹配也影響密封效果。對某些有毒、易燃介質管法蘭,為防止泄漏,規范有最低壓力等級的要求,即使操作溫度及壓力不高,甚至遠低于規定等級,螺栓、墊片材料應與之配套,以防螺栓預緊力達不到法蘭墊片所需初始密封比壓要求,或墊片產生過度變形。


 ④. 管道位移的影響


    法蘭出現撓性變形,使墊片受力不均,造成密封副失效。就現象看,是法蘭剛度不夠,其本質是管道位移對法蘭產生附加力和力矩。對苛刻工況,可應用管道應力分析軟件(例如 Auto PIPE、CAESAR II等)對法蘭連接進行泄漏分析驗算。



二、閥門泄漏的防止


  閥門泄漏有內漏和外漏之分,內漏是閥門關閉時,介質通過閥座和閥芯接觸面的泄漏;外漏是指通過閥桿填料或閥蓋法蘭介質外泄。內漏、外漏都可能造成嚴重后果。某煉油廠重整裝置檢修后,一加熱爐點火爆炸,整臺爐子掀翻,原因是燃料氣閥門泄漏,爐膛充滿燃料氣。


 ①. 雙密封座閥應做雙向密封試驗


    JB/T 9092《閥門的試驗與檢驗》與API598等效,對閥門密封試驗方法、保壓時間、允許泄漏量有詳細規定。每個作為隔離或切斷作業的閥門,都應進行關閉試驗,以保證其密封性。值得注意的是,屬雙密封座的大部分閘閥和球閥,密封試驗應分別在每一側進行并符合規定要求。這樣,該閥在生產過程中,無論哪一側受壓都不致泄漏。


    有關的標準規范還有:GB/T 26480《閥門的檢驗和試驗》、GB/T 13927《工業閥門 壓力試驗》、JB/T 7927《閥門鑄鋼件外觀質量要求》、SH 3518《閥門檢驗與管理規程》、SH/T3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》等。


 ②. 閥門件材料應視操作條件確定


    不同溫度壓力、介質性質除對閥體材質有要求外,對諸如閥座、閥芯、閥桿、中法蘭螺栓及墊片、閥桿密封形式及材料等都有要求,而國內閥門型號不足以反映以上內容,難免造成濫用。推行閥門規格書可以有效地反映設計對閥的要求,保證閥門的使用質量。


 ③. 對焊連接選端部帶短管的小閥


   對焊連接小閥現場焊接和熱處理過程,閥座可能產生變形,影響閥的密封性能。選用帶短管的小閥則可免除弊端。


 ④. 火災安全型閥的應用


    軟密封閥有良好的密封性能,但火災情況下,軟密封失效會導致嚴重泄漏。對于火災危險設備或管道采用軟密封結構閥門時,應采用火災安全型結構,軟密封失效后,在裝的金屬密封結構起作用,在一定時間內維持良好密封,使設備或管道內危險介質不外泄。



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