阀用柔性石墨金属波齿复合垫片密封失效分析及改进

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1、FLUIDMACHINERYVo1．41，No．3，2013文章编号：1005—0329(2013)03—0046—03阀用柔性石墨金属波齿复合垫片密封失效分析及改进刘洁。王强(华东理工大学，上海200237)摘要：对3．5MPa边界阀法兰密封——柔性石墨金属波齿复合垫片密封的泄漏进行了密封失效分析，并提出了改进方案，解决了垫片密封短期失效问题。关键词：柔性石墨；复合垫片；密封；失效分析中图分类号：TH136文献标识码：Bdoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．03．010FailureAnalysisandImprove

2、mentofMetalSkeletonofFlexibleGraphiteCorrugatedMetalGasketsforValveLIUJie，WANGQiang(EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Undergivenpressure(3．5MPa)conditions，metalskeletonofflexiblegraphitecorrugatedmetalgasketsoccurredthesealleakageinthebound

3、aryvalve．Thefailureanalysisandimprovementwasproposed，whichsolvesthepro~emofshort—termfailureofthegasketsealing．Keywords：flexiblegraphite；gasket；sealing；failureanalysis1前言进行裂解反应的装置。装置中3．5MPa蒸汽管道系统分支较多，在高温状态下，热膨胀量大，常使某石化公司加氢裂化装置蒸汽管道系统中，管道受力不均，法兰处受到的扭矩作用较大，尤其3．5MPa边界阀法兰部位采用了柔性石墨金属

4、波在温度压力频繁波动情况下，管道法兰因受力而齿复合垫片密封“J，垫片规格为+312×+260×易产生偏口、错口，造成法兰垫片密封的强度大。3mm。当蒸汽压力从1．5MPa、温度200oC上升至原法兰也曾使用过软铁八角垫密封，但由于垫片压力3．2MPa、温度260~C时，法兰密封处发生蒸补偿性差，也常发生泄漏。本次装置停工检修后，汽介质泄漏，导致密封短期失效，随后2次更换了法兰采用了柔性石墨金属波齿复合垫密封，但在同批次垫片，该处均发生同样状态的蒸汽泄漏。装置压力温度波动后仍发生了蒸汽泄漏。为了避免类似事故发生，确定能否继续使用该垫2．2垫片失效检查片

5、，对柔性石墨金属波齿复合垫密封失效原因进2．2．1垫片表观检查行调查分析，并对垫片的制造工艺进行改进。现场拆卸下来的垫片两密封面破损严重，有的部位已失去柔性石墨材料的覆盖，表面暴露出2密封失效情况及原因分析金属波齿的齿尖，柔性石墨复合层已沿波谷弧线凹陷，内径边缘有多处鼓泡，并沿直径方向向外沿2．1系统工况伸。垫片的金属波齿结构比较完整，没发现被压加氢裂化装置是原料油在高温高压下与氢气损的裂痕，内外径尺寸经测量变化不大。收稿日期：2013一O1—06修稿日期：2013—01—282013年第41卷第3期流体机械472．2．2原垫片力学密封性能测试弱的密

6、封能力。第二、第三次压力循环中，垫片密按照GB／T19066．3003《柔性石墨金属波封力急剧下降，密封泄漏率快速上升，垫片已无法齿复合垫片技术条件》的规定，参照GB／满足密封要求。T12622-2008(管法兰垫片压缩率、回弹率的试2．3失效原因分析验方法》和GB／T12385_2008《管法兰垫片密封综合分析装置系统工况条件、失效垫片表观性能试验方法》对原工艺生产的同批垫片进行了情况及同批次垫片性能测试结果认为，造成3．5压缩回弹性能、密封性能测试。MPa边界阀法兰密封失效的主要原因是：垫片石(1)原垫片压缩回弹性能测试墨复合层存在缺陷，降低了柔

7、性石墨金属波齿复原垫片压缩回弹性能测试结果见表1。合垫片可压缩密封力，保证不了垫片的密封性能。表1原合垫片压缩回弹性能测试结果2．3．1柔性石墨复合层厚度选配不合理检测指标实测值标准值评定结果柔性石墨材料在垫片组合结构中起着柔弹可压缩率(％)19．635±1O不合格压缩和密封作用J。垫片表观检查结果说明，回弹率(％)24．5≥15合格当垫片石墨复合层的厚度和密实度不足时，垫片承压后，表面石墨层断裂并下陷入金属波齿波谷由表1可以看出，垫片的压缩率远低于标准内，造成波齿尖突出石墨层而外露，失去密封作要求，表明垫片复合的石墨层较薄，降低了垫片可用，密封力下

8、降，导致垫片密封失效。压缩密封性能。2．3．2柔性石墨复合层粘贴不牢(2)原垫片压力循环密封性能试验当石墨层