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密封百科/Cyclopedia

 

法兰密封及泄漏密封处理方法
    影响法兰密封的因素是多方面的。主要有:螺栓预紧力;密封面型式;垫片性能;法兰刚度;操作条件。

    几十年来,美国国家标准学会设计的ANSI法兰已经为石油和天然气工业提供了一种适用的密封技术,而且卓有成效。但由于石油天然气工业的需求已经发生变化,ANSI法兰的缺陷不断暴露出来。成本效益原则、环境保护以及最佳的健康和安全保证是21世纪的作业者和承包商所面对的三大课题,因此,人们开始考虑新的法兰密封方法。
  ANSI法兰的密封原理极其简单:螺栓的两个密封面相互挤压法兰垫片并形成密封。但这同时也导致密封的破坏。为了保持密封,就得维持巨大的螺栓作用力。为此,螺栓就要做得更大。而更大的螺栓就要匹配更大的螺母,这就意味着需要直径更大的螺栓为上紧螺母创造条件。殊不知,螺栓的直径越大,适用的法兰就会变得弯曲,唯一的办法就是增大法兰部分的壁厚。整个装置将需要极大的尺寸和重量,这在近海环境下便成了一个特殊问题,因为在这种情况下重量始终是人们必须引起关注的主要问题。而且,从根本上来说,ANSI法兰是一种无效的密封,它需要把50%的螺栓负荷用于挤压垫片,而用于保持压力的负荷只剩50%。
  然而,ANSI法兰的主要设计缺点是它不能保证无泄漏。这就是其设计上的不足:连接是动态的,而且诸如热膨胀和起伏不定的周期载荷都会造成法兰面之间的移动,影响法兰的功能,从而使法兰的完整性受损,最终导致泄漏。
  由Vector公司最新开发的新型法兰克服了ANSI法兰的缺点。紧凑的法兰具有各方面的优点:标准法兰不仅节省了空间、减轻了重量,更重要的是确保接头部位不会发生泄漏。紧凑法兰尺寸之所以减小,是由于减小了密封件的直径,这将会减小密封面的截面。其次,法兰垫片已被密封环所代替,以确保密封面对密封面的匹配。这样一来,为了压紧密封面仅需要很小的压力。随着所需压力的降低,螺栓的尺寸和所需数量都可相应减小。最终设计出了一种体积小且重量轻(比传统的ANSI法兰的重量减轻70%~80%)的新产品。
  法兰泄漏密封处理方法
  一、泄漏部位及状况DN150阀体两侧连接法兰螺栓泄漏,由于法兰连接间隙极小,不可能通过间隙注入密封剂消除泄漏。泄漏介质为蒸汽,泄漏系统温度400~500℃,系统压力4MPA。
  二、密封施工方法根据泄漏部位现场勘测,为实现有限封堵,采用固定夹具法包容泄漏点形成密封腔,注入密封剂,从而消除泄漏。
  1、夹具设计
  (1)夹具结构形式确定
  ①包容泄漏点,建立阀体法兰与管道法兰连接短节法兰间的密封腔。为防止因憋压使阀体与法兰间隙潜在泄漏处出现再泄漏,在夹具与阀体法兰外缘吻合处设环形腔注胶。
  ②异径法兰注剂过程中,夹具易向小径法兰侧发生位移,故采用齿形接触卡紧的限位措施。
  2、密封剂选择及用量估算
  (1)密封剂选择根据泄漏系统温度和泄漏部位特点,采用TXY-18#A型密封剂。该密封剂耐温、耐介质和注射工艺性能优异,易于建立均匀致密的密封结构,且密封可保持长期稳定。
  (2)用量估算单侧泄漏点需用密封剂4.5KG。
  3、施工操作
  (1)夹具安装,由于齿形接触,齿尖内径尺寸较小,安装时需要周圈敲击夹具外壁发生齿端变形,卡紧限位。
  (2)注剂操作完成夹具和阀体及法兰环形腔注入密封腔后,再进行中间腔注剂,注剂过程要均衡施压,并注意补注压紧,防止应力松弛。
  (3)密封剂固化后,经过效果观察,进行局部补注压紧,防止应力松弛,再封闭注剂孔。





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