一、法兰密封失效的防止
法兰密封是由法兰、螺栓、垫片共同作用实现的。法兰的刚度及密封面形式、螺栓预紧力、垫片性能都直接影响法兰的密封效果。管道位移对法兰产生附加力或力矩,对法兰密封也有不良影响。
①. 设备配对法兰
国外设备结构材料与国内材料力学性能不尽相同,温度、压力值亦存在差异。以碳钢API阀为例,如果简单配用20钢相当压力等级法兰,很可能出现法兰密封失效。因为20钢强度较A105钢低,许用压力值也低。解决办法是采用强度与A105钢相当的材料,如25钢、16Mn钢。
②. 管道等级分界处金属垫选用
为避免异种钢焊接,不同材料等级管道多在法兰连接处分界。高压力等级法兰往往采用金属垫以承受较高的密封比压,而金属垫硬度应比法兰密封面硬度至少低30HB,因此,不同材料法兰连接,垫片(圈)应按低硬度法兰选用。否则,低硬度法兰密封面容易受到损伤,导致密封失效。
③. 法兰密封副匹配
法兰密封副是由法兰、螺栓、垫片组成的密封结构的总称,各组成件的正确匹配也影响密封效果。对某些有毒、易燃介质管法兰,为防止泄漏,规范有最低压力等级的要求,即使操作温度及压力不高,甚至远低于规定等级,螺栓、垫片材料应与之配套,以防螺栓预紧力达不到法兰垫片所需初始密封比压要求,或垫片产生过度变形。
④. 管道位移的影响
法兰出现挠性变形,使垫片受力不均,造成密封副失效。就现象看,是法兰刚度不够,其本质是管道位移对法兰产生附加力和力矩。对苛刻工况,可应用管道应力分析软件(例如 Auto PIPE、CAESAR II等)对法兰连接进行泄漏分析验算。
二、阀门泄漏的防止
阀门泄漏有内漏和外漏之分,内漏是阀门关闭时,介质通过阀座和阀芯接触面的泄漏;外漏是指通过阀杆填料或阀盖法兰介质外泄。内漏、外漏都可能造成严重后果。某炼油厂重整装置检修后,一加热炉点火爆炸,整台炉子掀翻,原因是燃料气阀门泄漏,炉膛充满燃料气。
①. 双密封座阀应做双向密封试验
JB/T 9092《阀门的试验与检验》与API598等效,对阀门密封试验方法、保压时间、允许泄漏量有详细规定。每个作为隔离或切断作业的阀门,都应进行关闭试验,以保证其密封性。值得注意的是,属双密封座的大部分闸阀和球阀,密封试验应分别在每一侧进行并符合规定要求。这样,该阀在生产过程中,无论哪一侧受压都不致泄漏。
有关的标准规范还有:GB/T 26480《阀门的检验和试验》、GB/T 13927《工业阀门 压力试验》、JB/T 7927《阀门铸钢件外观质量要求》、SH 3518《阀门检验与管理规程》、SH/T3064《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》等。
②. 阀门件材料应视操作条件确定
不同温度压力、介质性质除对阀体材质有要求外,对诸如阀座、阀芯、阀杆、中法兰螺栓及垫片、阀杆密封形式及材料等都有要求,而国内阀门型号不足以反映以上内容,难免造成滥用。推行阀门规格书可以有效地反映设计对阀的要求,保证阀门的使用质量。
③. 对焊连接选端部带短管的小阀
对焊连接小阀现场焊接和热处理过程,阀座可能产生变形,影响阀的密封性能。选用带短管的小阀则可免除弊端。
④. 火灾安全型阀的应用
软密封阀有良好的密封性能,但火灾情况下,软密封失效会导致严重泄漏。对于火灾危险设备或管道采用软密封结构阀门时,应采用火灾安全型结构,软密封失效后,在装的金属密封结构起作用,在一定时间内维持良好密封,使设备或管道内危险介质不外泄。