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淺析螺栓塑性變形使密封失效的原因

時(shí)間:2020-02-16 85字號(hào):
 

變換系統(tǒng)的泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏一般為腐蝕穿孔和裂紋所致,而外泄漏除了因腐蝕穿孔和裂紋外,最主要的原因是螺栓松弛。螺栓緊固一般在常溫或溫度較低且系統(tǒng)沒有壓力時(shí)采用,而螺栓、法蘭、密封墊片的熱膨脹系數(shù)不可能一樣。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不僅溫度較高且有一定的壓力,在溫度和壓力的雙重作用下,當(dāng)螺栓因溫度和壓力引起伸長(zhǎng)后的剩余預(yù)緊力低于系統(tǒng)壓力時(shí)勢(shì)必造成法蘭泄漏。實(shí)踐證明,螺栓在熱應(yīng)力和系統(tǒng)壓力的雙重作用下常會(huì)產(chǎn)生塑性變形。在變換系統(tǒng)常會(huì)看到這樣的現(xiàn)象,在運(yùn)行過程中沒有泄漏的法蘭,當(dāng)停車后再開車時(shí)便出現(xiàn)了泄漏。這是由于法蘭、墊片隨溫度降低而收縮,而螺栓因產(chǎn)生了部分塑性變形而變長(zhǎng)了,致使密封失效。

  (1)系統(tǒng)穩(wěn)定是保證設(shè)備安全長(zhǎng)周期運(yùn)行的首要條件。超溫、超壓和系統(tǒng)波動(dòng)將加劇應(yīng)力腐蝕和裂紋擴(kuò)展,它是系統(tǒng)發(fā)生安全事故的主要原因。因此,操作人員要精心操作,嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo),防止超溫、超壓、帶液事故的發(fā)生。如:對(duì)于變換爐最忌氧含量偏高,半水煤氣中氧含量超標(biāo),將使?fàn)t溫快速提高而難以控制;而要防止熱水飽和塔及其有關(guān)管線的腐蝕,就必須要控制好熱水的pH值,確保其pH值在88.5之間,同時(shí)對(duì)于氨水的加入和污水的排放都應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行。

  (2)根據(jù)系統(tǒng)不同部位的情況選用不同的材料以提高系統(tǒng)的耐腐蝕性。對(duì)不存在露點(diǎn)腐蝕的部位可根據(jù)其溫度高低選用15CrMo、16MnR等碳鋼材料。而對(duì)存在露點(diǎn)腐蝕的部位可根據(jù)其溫度高低選用0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9不銹鋼。尤其是一些容易積液的死角部位和薄弱環(huán)節(jié)部位最好使用0Cr18Ni9Ti不銹鋼。如:設(shè)備上DN200以下接管及各種導(dǎo)淋管。

  (3)選用好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和正確的制造工藝可有效降低或消除應(yīng)力腐蝕。對(duì)于換熱器,為防止熱應(yīng)力引起的列管斷裂、管板變形及裂紋等,可采用彈性薄管板、浮頭式、波紋管或0U0形管等結(jié)構(gòu)的換熱器。要防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕一定要把好制造工藝關(guān)。設(shè)備制造、安裝配管必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、部門的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。設(shè)備、管線表面不得有弧坑、焊熘、擦傷等缺陷,焊縫凌角、夾渣、咬邊等缺陷應(yīng)嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。尤其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配制的管線應(yīng)別注意,要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制、制造過程控制和事后檢測(cè)、處理。奧氏體不銹鋼設(shè)備、管線制造后應(yīng)進(jìn)行固溶處理。對(duì)于0Cr18Ni9Ti等不銹鋼,在進(jìn)行固溶處理后還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化處理。

  (4)法蘭的泄漏主要是螺栓在高溫情況下的松弛和塑性變形所致。實(shí)踐證明,在高溫部位選用小螺栓密布這種結(jié)構(gòu)容易造成泄漏,而選擇較大規(guī)格的螺栓密封效果較理想。要減少泄漏事故,密封墊片的選擇也很重要,對(duì)于高溫部位和蒸汽系統(tǒng)的法蘭最好不要用石棉膠板墊片,金屬包裹墊效果也不好,相對(duì)來說,不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片和不銹鋼八角墊效果較好。使用不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片時(shí),對(duì)于凹凸面法蘭選用帶內(nèi)環(huán)的不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片比基本型不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片好,而對(duì)于突面法蘭應(yīng)選用帶內(nèi)外環(huán)或帶外環(huán)的不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片,不帶內(nèi)外環(huán)的基本型不銹鋼膨脹石墨纏繞墊片適用于榫槽面法蘭。另外,為了有效避免開車時(shí)法蘭泄漏,對(duì)于高溫部位的法蘭,每次停車后在開車前應(yīng)對(duì)其螺栓進(jìn)行一次緊固,尤其是長(zhǎng)時(shí)間停車后開車前一定要緊固一次,而且緊固時(shí)一定要注意對(duì)稱均勻緊固。

  (5)在運(yùn)行過程中,法蘭由于螺栓松弛、密封面腐蝕及墊片刺造成泄漏一般難以避免。