法兰密封面修复,全面解释压力容器法兰结合面在线修复问题

小编 2022-06-28 15:49:57 710

  法兰作为常用的连接设备,其在长期使用过程中因机械损伤、介质化学侵蚀冲蚀、密封面有裂纹气泡、密封剂质量不好等原因,会出现法兰面损坏、法兰结合位置渗漏等问题。法兰面出现损坏后可以采用局部堆焊后人工现场研磨修复(受损量较小)、机加工修复(受损量较大)或更换等方法进行修复。

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  按法兰密封面型式的不同,常用的法兰有突面法兰(也称平面法兰)、凹凸面法兰、榫槽面法兰3种,如图所示。突面法兰的密封面是平面,与垫片接触面积较大,预紧后,垫片易向两侧伸展或移动,密封性较差,只适合低压场合。凹凸面法兰、榫槽面法兰密封性较好,适合压力更高的场合。

  为了增加突面法兰密封面与垫片间的接触摩擦力及密封性,在密封面上车有二条界面为三角形的同心圆沟槽(俗称水线),如图(a)所示。后来将2条水线槽改为密纹水线,使突面法兰得密封性得到提高,但前提是必须使用软性垫片。HG 20592-1997中只规定突面法兰的密封面加工密纹水线,而HG 20592-2009规定上述3种法兰密封面均采用密纹水线。

  总结:对于同型密封面的法兰,若密封面有水线,则密封效果好些、适用压力高些。

  关于法兰水纹线是利于密封还是会破坏密封垫,什么法兰需要用水线,什么密封面可不用水纹线?

  法兰水纹线是指法兰密封面上车三条均布同心圆,深度一般是0.5mm宽可以是1mm~2mm。

  按凸面板式钢制管法兰JB/T81-94标准:公称压力PN0.6~2.5Mpa凸面板式钢制管法兰均不在法兰密封面上加工“水波纹”。因为在该压力等级工作条件下这种法兰完全能满足工作要求。

  按照钢制管法兰、垫片、紧固件HG20592-1997第11页表6.0.1密封面形式。注:PN≤4.0MPa的突面法兰,采用非金属平垫片、聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫片,可车制密纹水线,密封面代号为RF(A)。

  按照HG20615-1997第291页表6.0.1密封面形式。注:PN≤5.0MPa的突面法兰,采用非金属平垫片、聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫片,可车制密纹水线,密封面代号为RF(A)。

  法兰端面或密封槽受损后,为避免事故的发生,要及时处理有问题的法兰,法兰端面密封槽现场维修处理难度很大,传统有如下几种方法方法:

  1、当受损较小,局部堆焊时,可以使用研磨环进行人工现场研磨修复,其缺点是精密度不高;难以保证使用要求,对要求不高的压力容器可以考虑;

  2、当受损大、需将压力容器送到机械厂在大型镗床上加工修复。缺点是一般压力容器体积较大,拆卸运输安装比较麻烦,并且个体大的法兰容器到达车间也不好加工,整体过程要经历如下工艺:拆卸--运输--安装加工--运输返回--安装到位--调整位置。整个过程每一个环节都是费时费时,造成停工时间长,维修费用增加。

  3、更换法兰。采用此方法工艺,整个过程要简单很多,缺点是有的压力容器不可以动火切割、焊接;还有的需要重新做无损探伤检测等技术要求,带来的后遗症比较多;随着工业生产技术水平的不断提高,各种机械设备正向大型化、高效率、高参数的方向发展。因此新兴的特种修复技术的优势兀显──维修成本低;维修周期短;性能可以达到甚至超过新件。

  全面解释压力容器法兰结合面在线修复问题

  一、法兰面的损坏原因分析

  1、机械损伤,密封面在开闭过程中会产生擦伤、碰伤、挤伤等损坏。两密封面之间,在高温高压的作用下发生原子相互渗透渗出,产生粘连现象。当两密封面相互移动时,粘连处轻易拉撕。

  2介质的冲蚀,它是介质活动时对密封面磨损、冲洗、汽蚀的结果。介质在一定的速度下,介质中的浮游细粒抵触触犯密封面,使其造成局部损坏,高速活动的介质直接冲洗密封面,使其造成局部损坏,介质混流和局部汽化时,产气愤泡爆破冲击密封面表面,造成局部损坏。介质的冲蚀加之化学侵蚀交替作用,会强烈的浸蚀密封面。

  3、介质的化学侵蚀,密封面附近的介质在不产生电流的情况下,介质直接与密封面起化学作用,侵蚀密封面。

  4、安装不正和维修不力导致密封面工作不正常,法兰盘带病运转,过早地损坏了密封面。

  5、密封面加工质量不好,主要表现在密封面上有裂纹、气孔和夹碴等缺陷,是因为堆焊和热处理规范选用不当以及堆焊和热处理过程中操纵不良引起的。

  二、法兰面受损后常见处理办法

  1、当受损较小时,可以进行局部堆焊后人工现场研磨修复,其缺点精密度不高,达不到使用要求。

  2、当受损量大时,需要出去进行机加工修复,缺点对于大型的设备法兰(压力容器法兰面)不好实现,体积大拆卸运输安装比较麻烦,整个过程要经历如下工艺:拆卸--运输--安装加工--运输返回--安装到位--调整位置,整个过程每一个环节都是费时费力,造成停机时间长,增加成本费用,所以不建议。

  3、更换法兰,采用此方法工艺,整个过程要简单很多,缺点是有些地方不可以动火焊接。

  三、高分子材料修复及应用案例

  1、设备问题:

  该设备是一个高度40米左右的塔节反应压力容器,用好几节DN800的管道组成,塔节法兰结合面出现腐蚀渗漏,渗漏位置的结合面坑洞深度有1mm左右,宽度2cm,长度30cm。其他的接触面基本完好(有微小的坑洞),整体的拆卸维修更换比较麻烦只能在线修复,据企业人员介绍,法兰的结合处以前企业采用专用模具注胶的方法进行渗漏治理,但是从表面上来看,临时是不会出现渗漏,但是法兰的紧固螺栓长时间在渗漏介质的腐蚀下,大多数已经没有了强度,此处就会造成强大的安全隐患,压力大会造成螺栓断裂,甚至会有液体渗漏爆炸的危险,此问题高度引起企业的重视,必须从根源上去解决设备问题。根据企业提供的设备参数和现场的腐蚀情况,我们出具相应的修复方案,历经1.5天的时间设备修复完成。

  2、设备参数:

  塔节法兰材质:S30403;

  塔内介质:HF、R32二氯甲烷、HCLR31、CL;

  塔釜设计压力:2.5MPa;工作压力:2.0MPa;

  设计温度:170℃;工作温度顶/底:120℃/25℃;

  法兰为凹凸法兰DN800PN4.0。

  3、操作步骤如下:

  1)、表面处理,用磨光机打磨、烤油腐蚀的表面,使表面干净、干燥、结实;

  2)、用无水乙醇清洗表面;

  3)、使用2211F修复比较大的腐蚀坑洞;

  4)、用钢板尺利用未磨损的结合面修复出腐蚀的地方(略高于愿配合尺寸);

  5)、材料固化后把表面修复平整;

  6)、在安装金属垫片的时候所有的结合面涂抹EE--101材料(填补小的坑洞,加大接触的面积);

  7)、紧固螺栓,压紧金属垫片,多余材料被挤出;

  8)、材料自然固化7天后方可对设备进行打压试漏。


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