焦化装置高温法兰泄漏原因分析及解决措施.pdf

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1、设备与防腐齐QI鲁LU石油PE化TR工OC,H2E0M14IC,A4L2(3TE)C:2H4N8OL—O2G5Y2焦化装置高温法兰泄漏原因分析及解决措施林肖(中国石化青岛石油化工有限责任公司,山东青岛266043)摘要:针对青岛石化1.6Mt/a延迟焦化装置焦炭塔大油气线上相关高温油气法兰出现的泄漏问题,分析其原因及机理。通过强化安装要求、加强热紧及改进紧固方式,提高施工质量降低泄漏风险;提升螺栓材质、更改垫片形式、增加拉伸垫圈等措施,降低泄漏几率。措施实施后,基本解决了高温油气法兰的泄漏问题,消除了

2、法兰泄漏制约装置长周期运转的瓶颈,提高了装置的安全平稳运行。关键词:焦炭塔高温油气法兰预紧力泄漏中图分类号:TE624.32文献标识码:B文章编号:1009—9859(2014)03—0248—051问题的提出等问题,造成高温法兰的密封失效并发生泄漏,从中国石化青岛石油化工有限责任公司(简称而引发事故或影响焦化装置的安全运行。2010青岛石化)1.6Mt/a焦化装置采用一炉两塔工年1月至2012年8月焦化装置第1个运转周期艺。焦炭塔直径9.4ni,设计生焦周期24h。该焦焦炭塔大油气线经常出现泄漏。为

3、维持装置的平炭塔部位属于间歇式操作,存在冷热交替现象,温稳运行,对大油气线法兰采取了定期紧固、打卡子度呈周期性变化。由于设备在冷热交替的工况下注胶等方法进行处理。虽能维持生产,但不能彻运行,高温部位的垫片由于老化导致强度降低并底解决高温法兰漏油,部分螺栓孔处出现了渗油产生蠕变松弛;螺栓伸长量变大或发生蠕变变形(见图1),成为影响装置安全运行的重大隐患。图1渗漏法兰2法兰密封机理力会减少。当作用在垫片有效截面上的压紧力减高温法兰的密封是通过螺栓的预紧力,使垫小到某一临界值时,仍能保持密封面不产生泄漏,片

4、与法兰密封面之间产生足够的压力,凭借垫片收稿13期:2013—10—10;修回13期:2014—08—06。表面产生的变形来填补法兰密封面的微观不平作者简介:林肖(1979一),男,青岛崂山人,工程师。2005年度,达到密封的目的。法兰在操作运行过程中,在毕业于山东科技大学,现在中国石化青岛石油化工有限责任内压轴向力的作用下,法兰呈现分开的趋势,螺栓公司一联合车间从事石油炼制技术管理工作。电话:0532—将产生的弹性或塑性变形,作用在垫片上的预紧66762413。第3期林肖.焦化装置高温法兰泄漏原因分

5、析及解决措施·249.此时的压紧力为有效预紧力。当有效预紧力小于额外的不确定的摩擦、螺母和法兰面间的摩擦共临界值后,法兰密封面就会发生泄漏。垫片的有同作用形成的法兰螺栓力的不均匀性等。虽然这效预紧力必须大于法兰的操作压力下产生的轴向些力从强度方面来看是足够的,但由于法兰承受力,才能保持法兰密封不会产生泄漏。过高的轴向力和弯矩,并伴有温度冷热交替的周期变化,致使密封面失去必要的压紧力,从而导致3法兰泄漏原因泄漏的发生。法兰泄漏的原因主要是垫片的失效渗漏,或者是垫片与法兰密封面间的间隙泄漏。焦化高温4螺栓

6、预紧力核算部位的法兰泄漏多数为垫片与法兰密封面出现间最近几年垫片行业引进了很多新型密封材隙所导致。为防止法兰因出现间隙而泄漏,法兰料,垫片失效渗漏的现象越来越少。但要根据高不仅要满足强度要求,还要满足不泄漏的法兰最温法兰给定的工艺条件(工艺介质、工作温度和小变形。压力、公称直径)进行具体地分析,即必须对法兰青岛石化焦炭塔大油气线的法兰型号DN600的预紧和操作两种状态进行分析。300LBSH3406,法兰外径尺寸915mm,螺栓孔中4.1预紧状态心距813mm,法兰尺寸相对比较大。该焦炭塔在为消除法兰

7、密封面与垫片接触表面的缝隙,实际运行中由于冷热交替导致变形,高温与低温保证法兰面的密封,必须在垫片上施加足够大的时塔体塔高相差20cm左右。法兰受力比较复预紧力。这种预紧状态下所需垫片的最小压紧力杂,螺栓、垫片、管线内压力、管线上所受弹簧支撑计算公式如下J:力、管线冷热导致尺寸变化引起的拉力等都对法F=3.14DGby(1)兰产生作用力。这些力不均匀就会导致该法兰的式中,F为预紧状态下垫片最小压紧力,N;不规则变形。D为垫片压紧力作用中心圆直径,mm;b为垫片在使用传统紧固方式进行紧固时,诸如呆扳有效

8、密封面宽度,mm;y为垫片比压力,MPa。手、敲击扳手等工具,由于力臂的存在,作用力会4.2操作状态对螺栓形成侧向偏载(见图2),使螺栓、螺母之间垫片在压力作用下保持密封的条件:介质通的摩擦力增大且无法预知,损失的扭矩也无法确过密封面时所受到的阻力大于介质压力的推力。定,加之螺纹啮合部分及螺栓螺母与被连接件之这个阻力与垫片和法兰密封面间的压紧力有关。间的表面摩擦会增大扭矩的损失,从而无法做到在操作状态下垫片的最小压紧力计算公式如精确的螺栓载荷。当温度、压

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