换热器法兰密封面垫子失效原因分析

本文极具参考价值，如若有用请打赏支持我们！不胜感激！本文极具参考价值，如若有用请打赏支持我们！不胜感激！本文极具参考价值，如若有用请打赏支持我们！不胜感激！【专业知识】换热器法兰密封面垫子失效原因分析【学员问题】换热器法兰密封面垫子失效原因分析？【解答】一、前言长输管线沿线各站使用的浮头式换热器经常发生刺漏，马5中转站安装投运的两台BES700型浮头式换热器投运不到8个月，浮头法兰、管箱法兰垫失效刺漏达4次之多，其中最严重的一次，泄漏的原油从蒸汽管路进进锅炉锅筒中，直接影响了长输管线的正常运行。更换垫子时发现：①拆卸1#换热器浮头盖法兰密封面上有一处撞击形成的凹坑，凹坑周边约有1/2突出。2#换热器浮头盖法兰密封面上有五处撞击形成的凹坑，多数凹坑周边约有1/2以上突出；②目测浮头管板密封面在管束处高，周边低；③按图纸要求，换热器垫片使用的是JB/T472092橡胶石棉垫，符合图纸要求；④浮头管板边沿管束焊缝离密封面间隔6～8mm.二、换热器法兰密封面垫子失效刺漏的原因分析2.1温度的影响马5中转站担负着逐日1200m3原油液量的外输任务，为顺利地把原油输送到距其82km的黄珏联合站，要求出换热器原油的温度为60～70℃。温度对材质性能的影响。马5中转站换热器浮头盖与浮头管板的密封是两块钩圈钩卡在管板背面，形成卡钩法兰，用螺栓连接，卡钩法兰是整体加工后切成两瓣。钩圈、螺栓等材料在使用过程中，因长期处在100～120℃的高温的环境下，其机械性能降低，还会发生蠕变和应力松弛现象（同质的钩卡不同的部位其热胀量也不同），使螺栓的拉紧力减小。导致法兰对垫子的压紧量减小而刺漏。温度对垫片的影响。马5中转站换热器法兰使用的是耐油石棉橡胶板做的垫子，垫片长期在55～120℃的高温作用下会使其老化而失往弹性造成垫子漏失。温度差的影响。换热器法兰、筒体、螺栓、管箱、垫片之间存在温度差，使各部分热胀冷缩不均，导致马5中转站换热器法兰垫子泄漏。热疲惫的影响。换热器在工作过程中，受反复加热和冷却，使之产生较大的热应力，特别是螺栓反复受此力作用，结构遭到破坏，螺母松动拧紧力减小，致换热器法兰垫子泄漏。2.2压力波动的影响马5中转站定期用1000m3事故罐底水，大排量对82km的长输管线进行清蜡，或上游来水量增加，因此当管线内输大量水时，其粘滞阻力减小，外输干压减小，此时产生压力波动，压力波动量约为015～025MPa.加大外输排量时干压升高，产生的压力波动量约为015～025MPa因各种故障需频繁停、启时，产生的压力波动量在0～25MPa之间。换热器法兰、螺栓、垫子在上述交变的压力作用下轻易产生变形，造成垫子失效。2.3设计方面的原因（1）马5中转站换热器浮动管板的边部换热管距密封面间隔小。在更换垫子时，目测浮头管板边沿管束焊缝离密封面间隔只有6～8mm，这样在焊接换热管过程中轻易使换热器浮动管板产生变形变化，影响了原加工尺寸的稳定性，从而使法兰密封面发生变化，影响了浮头法兰密封程度，导致泄漏。（2）马5中转站换热器选用耐油石棉橡胶板做换热器法兰垫子，由于石棉橡胶垫性质比较软，在制造、焊接、组装施工过程轻易变形破损，从而导致法兰垫片失效剌漏。2.4加工精度的影响换热器固定管板法兰密封面的管板与管束不垂直，使两法兰对口平行度有偏差。密封面之间若发生015mm的偏差（见图1），上法兰螺栓时很难将垫片压紧，导致该点优先泄漏。2.5人为方面的原因法兰密封面上的凹坑、突有缺陷，影响法兰的密封程度。马5换热器在11月上旬更换垫子时发现1#、2#换热器浮头盖法兰密封面上的凹坑深度多数小于1mm，1#换热器浮头盖法兰密封面内圈边上约有3mm长，深度大于1mm的径向刮伤凹坑，边上1/2突出。根据现场施工情况分析，这些凹坑、突有缺陷的产生，可能都是在拆卸、组装时损伤。拆下浮头盖后其下部的钩圈在往里碰撞后脱落，砸到浮头盖法兰密封面而损坏法兰密封面。2.6腐蚀的影响螺栓的丝扣腐蚀影响螺栓的拧紧力致换热器法兰垫子泄漏，或密封面腐蚀致换热器法兰垫子泄漏。三、解决方法换热器是大型焊接的压力容器设备，长期经受高温、高压的工作环境，其设计、制造、维修都需严格遵守各种规程，针对目前换热器法兰经常刺漏现象，本文提出以下几点解决方法。（1）现场发生换热器换热管漏失时，因换热器壳程内结垢、锈蚀难以将损坏的换热管抽出更新热管。建议将固定管板与换热器筒体法兰焊为一体，即在筒体上焊上盲法兰，盲法兰上开孔眼穿换热管，这样可以减少设计上造成的漏点数目。用此方法，在发生多根换热管泄漏，影响过流面积和换热面积时，割开法兰更换全部的管程。（2）由于耐油石棉橡胶板垫子存在诸多不利因素，建议使用金属垫片作为法兰密封垫。由于金属垫片的密压比为110MPa，比3mm厚的橡胶石棉板垫片整整大10倍（现已经采用金属垫片，使用效果很好）。法兰垫片不应有疙瘩、裂缝、凸坑、皱纹、毛刺等缺陷，特别不能有径向刻痕，不答应使用斜垫片和双垫片，安装垫片时，必须处理法兰密封面上一切影响密封的缺陷。马5中转站换热器浮动管板的边部换热管距密封面间隔小，受焊接热影响作用大，在焊接换热管过程中轻易使换热器浮动管板产生焊接变形变化，影响密封面的密封程度。在浮头管板上焊接换热管时，为了减少焊接时引起法兰密封面变形，可将浮头盖法兰（不焊封头）及钩圈用螺栓上紧，法兰面与管板对记号。若在此基础上增加其他钢性固定，减少焊接时热影响区内的焊接变形。上、下两块钩圈在设计上采用螺栓固定，以防人为脱落，砸伤人及法兰密封面。法兰连接的留意事项。法兰连接时应留意：①法兰与筒体组装前，要用角尺对筒体端面进行检查，端面倾斜尺寸不能大于15mm；②法兰与筒体组装时，要用法兰弯尺检查法兰的垂直度；③固定管板与换热管组装时，同样也要用法兰弯尺检查固定管板与换热管及折流板的垂直度；④法兰与法兰连接时密封面应保持平行。以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习