工業(yè)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(shí)現(xiàn)的。法蘭的剛度及密封面形式、螺栓預(yù)緊力、墊片性能都直接影響法蘭的密封效果。管道位移對(duì)法蘭產(chǎn)生附加力或力矩,對(duì)法蘭密封也有不良影響。


 ①. 設(shè)備配對(duì)法蘭


    國外設(shè)備結(jié)構(gòu)材料與國內(nèi)材料力學(xué)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(dāng)壓力等級(jí)法蘭,很可能出現(xiàn)法蘭密封失效。因?yàn)?0鋼強(qiáng)度較A105鋼低,許用壓力值也低。解決辦法是采用強(qiáng)度與A105鋼相當(dāng)?shù)牟牧?,?5鋼、16Mn鋼。


 ②. 管道等級(jí)分界處金屬墊選用


    為避免異種鋼焊接,不同材料等級(jí)管道多在法蘭連接處分界。高壓力等級(jí)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的總稱,各組成件的正確匹配也影響密封效果。對(duì)某些有毒、易燃介質(zhì)管法蘭,為防止泄漏,規(guī)范有最低壓力等級(jí)的要求,即使操作溫度及壓力不高,甚至遠(yuǎn)低于規(guī)定等級(jí),螺栓、墊片材料應(yīng)與之配套,以防螺栓預(yù)緊力達(dá)不到法蘭墊片所需初始密封比壓要求,或墊片產(chǎn)生過度變形。


 ④. 管道位移的影響


    法蘭出現(xiàn)撓性變形,使墊片受力不均,造成密封副失效。就現(xiàn)象看,是法蘭剛度不夠,其本質(zhì)是管道位移對(duì)法蘭產(chǎn)生附加力和力矩。對(duì)苛刻工況,可應(yīng)用管道應(yīng)力分析軟件(例如 Auto PIPE、CAESAR II等)對(duì)法蘭連接進(jìn)行泄漏分析驗(yàn)算。



二、閥門泄漏的防止


  閥門泄漏有內(nèi)漏和外漏之分,內(nèi)漏是閥門關(guān)閉時(shí),介質(zhì)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(zhì)外泄。內(nèi)漏、外漏都可能造成嚴(yán)重后果。某煉油廠重整裝置檢修后,一加熱爐點(diǎn)火爆炸,整臺(tái)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(yīng)做雙向密封試驗(yàn)


    JB/T 9092《閥門的試驗(yàn)與檢驗(yàn)》與API598等效,對(duì)閥門密封試驗(yàn)方法、保壓時(shí)間、允許泄漏量有詳細(xì)規(guī)定。每個(gè)作為隔離或切斷作業(yè)的閥門,都應(yīng)進(jìn)行關(guān)閉試驗(yàn),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(yàn)應(yīng)分別在每一側(cè)進(jìn)行并符合規(guī)定要求。這樣,該閥在生產(chǎn)過程中,無論哪一側(cè)受壓都不致泄漏。


    有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還有:GB/T 26480《閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》、GB/T 13927《工業(yè)閥門 壓力試驗(yàn)》、JB/T 7927《閥門鑄鋼件外觀質(zhì)量要求》、SH 3518《閥門檢驗(yàn)與管理規(guī)程》、SH/T3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》等。


 ②. 閥門件材料應(yīng)視操作條件確定


    不同溫度壓力、介質(zhì)性質(zhì)除對(duì)閥體材質(zhì)有要求外,對(duì)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(nèi)閥門型號(hào)不足以反映以上內(nèi)容,難免造成濫用。推行閥門規(guī)格書可以有效地反映設(shè)計(jì)對(duì)閥的要求,保證閥門的使用質(zhì)量。


 ③. 對(duì)焊連接選端部帶短管的小閥


   對(duì)焊連接小閥現(xiàn)場(chǎng)焊接和熱處理過程,閥座可能產(chǎn)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(zāi)安全型閥的應(yīng)用


    軟密封閥有良好的密封性能,但火災(zāi)情況下,軟密封失效會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重泄漏。對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)設(shè)備或管道采用軟密封結(jié)構(gòu)閥門時(shí),應(yīng)采用火災(zāi)安全型結(jié)構(gòu),軟密封失效后,在裝的金屬密封結(jié)構(gòu)起作用,在一定時(shí)間內(nèi)維持良好密封,使設(shè)備或管道內(nèi)危險(xiǎn)介質(zhì)不外泄。



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