基于炼油化工装置大型化后设备法兰紧固问题探析

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1、基于炼油化工装置大型化后设备法兰紧固问题探析　　摘要：随着炼化装置的发展，设备、管线逐步趋于大型化，设备的静密封也成为了当今炼化生产面临的一大难题。针对炼化装置大型化的特点，重视管件、垫片、紧固件的质量把关，加强施工过程中的质量控制，并采用先进技术，才能做好静密封的工作，从而避免泄漏。文章以某石化公司350万吨/年重油催化裂化装置油浆蒸汽发生器的泄漏处理情况为特例，总结影响设备静密封的因素并提出相应对策。关键词：静密封；设备施工；紧固控制中图分类号：TQ051文献标识码：A文章编号：1009-2374（2

2、013）30-0065-021概述7现代石油、化工及能源等工业飞速发展，国内外石油化工企业的新上装置及新改造装置的规模越来越大，装置大型化势必带动装备的大型化。作为石油化工行业，多数装置的大型单体设备需要经常在高温或变工况下运行，更容易产生垫片老化、强度降低、蠕变松弛增大、螺栓伸长或蠕变变形等问题，造成法兰密封失效发生泄漏，进而影响整个装置的安全运行，因此高温部位法兰密封的可靠性成为目前急需研究和解决的问题。2现场问题发现及处理某石化公司是一新建炼厂，加工能力为1000万吨/年，该公司为燃料型，流程短、单

3、体设备大，在开工初期存在设备静密封泄漏的难题。易泄漏的部位主要集中在较大口径的法兰连接处，其中比较具有代表性的是该公司350万吨/年重油催化裂化装置的油浆蒸汽发生器的法兰经常泄漏。2.1泄漏部位概况油浆蒸汽发生器（无单独汽包）为釜式换热器，开三备一，平常工艺操作波动较大。管箱法兰公称直径为1850mm，壳程侧介质为饱和蒸汽和除氧水（进口为101℃～107℃，出口为225℃～230℃），管程介质为油浆（进口为340℃，出口为245℃～255℃）。泄漏部位为管箱侧，管箱侧使用垫片为石墨金属缠绕垫片（金属骨架，

4、δ=4.5），紧固使用螺栓为双头螺栓（M56×3×850，材质为35CrMoA/30CrMoA）。2.2处理过程2.2.1在该处法兰发生泄漏后，首先就垫片型式进行了更换，将石墨金属缠绕垫片改换为波齿复合垫片，运行一段时间后仍发生泄漏。2.2.27对法兰进行检查，发现换热器筒体法兰水平度存在问题，偏差达2mm。法兰规格偏大，在运行泄漏后加力紧固时受力不均产生了变形，对筒体法兰面进行了现场机加工修复；换热器管束法兰面被泄漏蒸汽吹出沟槽，进行补焊并磨平，并对换热器管束法兰找平发现，水平度也同样存在问题，进行法兰

5、面机加工。运行一段时间后，由于工艺波动频繁，仍出现了泄漏。2.2.3对螺栓预紧进行比对和研究，发现在螺栓紧固施工和预紧补偿方面存在问题。通过了解，在国内其他炼厂，釜式蒸汽发生器泄漏问题普遍存在，均是在螺栓上加装了补偿垫圈或碟簧并进行科学紧固后解决了该难题。在加装了补偿垫圈，使用液压扳手紧固后，解决了泄漏问题，运行至今效果良好。2.3经验总结在设备出现泄漏问题后，有必要通过对各种因素进行分析和排除，确定问题主要原因并进行处理，才能有效地解决设备的泄漏问题。3设备法兰紧固质量问题分析一般影响法兰密封可靠性的因

6、素有：螺栓的预紧力、法兰连接构件（法兰、垫片和螺栓等）自身的状况、操作条件的变化（介质、压力、温度）、安装不当等，通过研究发现，螺栓预紧力是影响法兰密封的一个重要因素。7所谓螺栓预紧力，就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对用于法兰紧固的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力有关。紧固施工时依靠传统的大锤敲击、人力扳杠等方法完全由人的感觉判断，根本没有精度可言。采用液压扳手并加紧固件的扭矩和拉伸器的拉伸力

7、来说，螺母是否转到适当的位置都存在两个未知的因素：对扭矩而言，转动面及螺牙间的摩擦系数；对拉伸而言，超拉的预估值及人工旋紧螺母。再加上各种不同的应用因素、工况条件，所使用的螺栓及螺母的配合公差、垂直度和摩擦系数等影响与螺栓紧固有关的因素，使螺栓紧固的精度变得不易控制。4解决措施4.1对密封组件进行质量检查确认4.1.1检查法兰的型式是否符合要求、密封面是否光洁、有无机械损伤和锈蚀，径向刻痕≤25%为合格、25%～50%由机动设备处确认、≥50%为不合格等，法兰平整度小于法兰外径的0.15%。4.1.2新更

8、换的螺栓及螺母的材质、型式、尺寸是否符合计划要求；螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动；螺纹不允许有断缺现象；螺栓不应有弯曲现象；螺栓规格≥M27以上时，按20%抽检做无损检测。4.1.37垫片的材质、型式、尺寸是否符合计划要求，无径向划痕及外观质量是否符合要求；更换的密封部件必须有材料质量证明文件或合格证。4.2做好施工前的检查工作一般部位的法兰密封垫片安装和螺栓紧固必须由经验丰富的熟练人员完成，安装前必须对选用的垫片型式、材料和