第28卷第7期 2011年7月
吉林化工学院学报
JOURNAL OF JILIN INSTTUTE OF CHEMICAL TECHNOLOCY
文章编号：1007-2853(2011)07-0018-03
蒸汽法兰密封失效原因分析及解决方案
赵尔班，王明涛，冯满仓（吉林石化公司丙烯精厂，吉林吉林132021）
Vol.28 No.7 Jul.2011
摘要：蒸汽法兰密封结构失效机理比较复杂，针对现场实际结合理论，全面分析了蒸汽法兰密封失效原因，提出了使用高温密封脂和碟簧的解决方案，经过几年来的运行，未发生再次泄漏，证明该方案可行关键调：蒸汽法兰；失效；分析：解决方案
中图分类号：TH134
文献标志码：A
化工生产中，大量使用蒸汽作为工艺介质，蒸汽管道发生的泄漏也就成为化工生产中常见的泄漏故障.笔者就职于中油吉林石化丙烯腈厂第二丙烯睛车间，由于在丙烯睛装置生成过程中存在放热反应，自反应器产生的热量由撤热水管线带走，生成（最高温度可达480℃）的4.92MPa过饱和蒸汽，作为驱动空气压缩机组和制冷机组透平的动力源.自2007年下半年至2010年上半年间的三年内，车间进行带压堵漏46处，其中蒸汽系统泄漏35处，而由于蒸汽管线法兰密封失效造成的泄漏22处，占整个带压堵漏施工的47.8%.可见，蒸汽法兰密封失效是化工生产中比较突出的泄漏问题
蒸汽法兰密封失效原因 1
对这些泄漏点进行统计发现，法兰密封面由多种形式：突面（RF）、凸凹面（MFM）、环形面(RJ)均有""；垫片为金属材质的缠绕垫、波齿垫和圆垫：法兰公称直径自DN25止DN450均出现过泄漏：漏点打上堵漏注胶夹具后过一段时间又出现泄漏，需要进行补胶；受外界温度影响较大，冬季出现漏点相对较多；工艺波动情况下，温度、压力变化较大时，出现漏点也会较多.以下根据几种情况具体分析：
1.1受到冲击等剧烈工艺波动情况
在管线冷态引人蒸汽时，由于管线的温度远
未达到蒸汽的温度，使得管线在被加热过程中，消耗蒸汽一部分能量，导致蒸汽放热而由过饱和蒸汽变成不饱和蒸汽，析出冷凝水的同时降低了蒸汽介质的温度和压力.由于冷凝水的析出造成蒸汽中带水，在管线蒸汽流速较快、流量较大时易导致液击.此时对局部管线冲击力量较大，特别是在法兰密封处的影响尤为严重.瞬间的冲击会对法兰的紧固螺栓产生巨大的拉伸力，使螺栓发生拉伸变形，甚至超过螺栓的届服强度，造成塑性变形，导致螺栓对法兰密封垫片的紧固力低于其密封所需压紧力时，导致法兰密封瞬间失效.即便液击的力量达不到拉伸螺栓变形，降低其紧固力低于其密封所需压紧力的程度，在瞬间的冲击力释放后，螺栓在受拉伸后的回弹力的作用下，对密封垫片的压缩量瞬间剧增，在这种频繁液击拉伸和回弹压缩的交变载荷作用下，螺栓和金属密封垫片发生塑性变形、回弹能力降低，导致法兰密封面与密封垫片表面出现出现相对分离，从而发生失效泄漏(2)
1.2在管线温度下降的情况
在管线布局中由于不可避免地存在局部盲端、死角，该处长期聚集流动性差的蒸汽，其热量逐渐通过管线传导到外界环境（尽管有管线外部覆有厚厚的保温层，但只要存在温度差，其也不能保证绝对不散失热量，只是热量散失的速度慢一些），导致该处的蒸汽逐渐冷却生成冷凝水.这种情况下，管线的温度就会从过饱和蒸汽的480℃
收稿日期：2011-06-12
作者简介：赵尔班（1972-），男，天津人，吉林石化公司丙烯睛厂工程师，主要从事密封失效方面的研究方方数据