靜密封失效的原因分析
    靜密封主要有墊片密封、膠密封和接觸密封三種形式, 按照工作壓力又可以分為低壓、中壓、高壓和壓密封。以墊片密封為例, 分析認(rèn)為靜密封失效主要有八個(gè)方面的因素:墊片密封件產(chǎn)品的性能、螺栓的預(yù)緊力、法蘭的剛度及其密封面、管道的支承、管道法蘭的安裝、工藝操作、環(huán)境因素、在線檢驗(yàn)。
1、墊片密封件產(chǎn)品性能
    墊片密封件產(chǎn)品是借助于螺栓的預(yù)緊載荷通過法蘭實(shí)施壓緊,使其產(chǎn)生彈性塑性變形,填充一對(duì)法蘭密封面之間的間隙,切斷或阻止流體泄漏。墊片密封件產(chǎn)品性能的選擇對(duì)實(shí)現(xiàn)密封效果影響很大。墊片密封件產(chǎn)品的比壓力y和墊片系數(shù)m 是反映墊片性能的兩個(gè)重要參數(shù),其數(shù)值與墊片的種類和材質(zhì)有關(guān)。y值、m值越大,則表明墊片產(chǎn)品達(dá)到密封時(shí)需要的螺栓載荷越大。
    墊片密封件產(chǎn)品的選用應(yīng)依據(jù)對(duì)其密封性能諸因素的評(píng)價(jià),如有y，m及管系的操作壓力、操作溫度、工作介質(zhì)、法蘭密封面的形式等。墊片的類型,對(duì)于高溫、高壓條件,多采用金屬材質(zhì)的墊片產(chǎn)品；常壓、中、低壓、中溫條件,多采用非金屬墊片；對(duì)于介于兩者之間的條件,多采用半金屬墊片；對(duì)于溫度、壓力波動(dòng)頻繁的條件,則宜選用回彈性好的自緊式墊片。墊片的材料,應(yīng)滿足良好的彈性復(fù)原性,適當(dāng)?shù)娜彳浶?、不污染密封介質(zhì),不腐蝕密封表面,且耐工作介質(zhì)的腐蝕,材質(zhì)不因低溫而硬化脆斷,也不因高溫而塑流,應(yīng)具有應(yīng)力松馳較小的現(xiàn)象。墊片的厚度,在低、中壓的條件下,宜選用薄墊片,但在工作壓力較高的情況下, 則宜選用厚墊片。墊片的寬度,從承受螺栓壓緊力分析,墊片寬度越窄越易夾緊,但其寬度的下限通常為大于5mm,對(duì)金屬墊片,為了不產(chǎn)生過大的螺栓應(yīng)力,取小寬度是一個(gè)重要原則。非金屬墊片一般情況下不得重復(fù)使用,石棉橡膠墊片的使用壽命按1.5~ 2a控制。
2、栓的預(yù)緊力
    足夠的螺栓預(yù)緊力,滿足墊片y的要求是實(shí)現(xiàn)可靠密封效果的一個(gè)重要因素。螺栓預(yù)緊力的控制:在管道法蘭、墊片、螺栓、螺母裝配過程中,螺栓的壓緊力不可能全部轉(zhuǎn)化為墊片的應(yīng)力,盡管在螺栓的緊固過程中注意到按對(duì)角線成對(duì)進(jìn)行緊固,并做到對(duì)稱、均勻、逐漸緊固,達(dá)到松緊適度,但事實(shí)上在操作過程中不可能保持一致,做到這一點(diǎn)非常困難,有很多的因素影響螺栓預(yù)緊力。如擰緊的工具和方法,操作人員及控制的度,螺栓與墊片密封件產(chǎn)品的蠕變松馳、溫度變化等導(dǎo)致螺栓力相對(duì)分散.以上這些影響因素的分析主要圍繞法蘭、螺栓、墊片產(chǎn)品是一個(gè)整體系統(tǒng)來分析的。事實(shí)上影響泄漏的因素還很多。例如密封介質(zhì)的易腐蝕就對(duì)墊片密封件產(chǎn)品的材料選擇,法蘭剛度的選擇以及螺栓緊固能力的設(shè)計(jì)帶有諸多要求?？傊o密封的使用應(yīng)該做到:(1)正確使用墊片密封件；(2)選用合適的法蘭連接形式；(3)正確緊固件和適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力,碳鋼螺栓的強(qiáng)度大于同型號(hào)不銹鋼螺栓。
    墊片密封件產(chǎn)品的密封性能的好壞,如回彈性能、耐高溫性能等,都直接影響到靜密封系統(tǒng)的密封性能,提高墊片的綜合性能才能提高密封系統(tǒng)的密封可靠性。合適的螺栓預(yù)緊力是實(shí)現(xiàn)可靠密封的重要因素。螺栓預(yù)緊力較小,無法實(shí)現(xiàn)密封,預(yù)緊力過大則可能導(dǎo)致墊片壓潰使墊片喪失回彈性能。在螺栓力的作用下,剛度較差的法蘭會(huì)產(chǎn)生較大變形,引起密封面的較大偏轉(zhuǎn),進(jìn)而導(dǎo)致泄漏。法蘭密封面的形式和表面粗糙度的選擇也很重要, 如基本型墊片適用于與榫槽型密封面的法蘭相配。帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)的墊片適用于與凹凸型密封面的法蘭相配;帶內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)的墊片適用于與凸面型密封面的法蘭相配;帶外加強(qiáng)環(huán)的墊片也可用于與凸面型密封面的法蘭相配。管道的支承主要是滿足承重、限位和防振。管道在工藝運(yùn)行過程中,發(fā)生位移、彎曲及脫離支架造成靜密封失效的情況時(shí)有發(fā)生。法蘭連接的同軸度、平行度也是影響靜密封效果的重要因素, 其同軸度、平行度越差,造成靜密封失效的可能性就越大。操作條件,如壓力、溫度和介質(zhì)性質(zhì),是影響靜密封緊密性的重要因素。環(huán)境腐蝕包括水腐蝕、大氣腐蝕和土壤腐蝕,對(duì)于緊固件而言主要是工業(yè)大氣腐蝕。污染物的變化、濕度與溫度的變化,均決定著工業(yè)大氣的腐蝕強(qiáng)度,對(duì)大多數(shù)金屬材料來說,二氧化硫、硫化氫和氯將加速腐蝕過程。設(shè)備檢驗(yàn)的主要是:重要生產(chǎn)裝置或設(shè)備的進(jìn)、出口法蘭連接處。處于生產(chǎn)流程要害部位的管段及工作條件荷載較大、介質(zhì)溫度較高且易燃、易爆、有毒、承受交變載荷的管段,壓縮機(jī)、泵的進(jìn)出口部位。補(bǔ)償器、三通、彎頭(彎管)、大小頭及支管的連接處。曾經(jīng)出現(xiàn)過影響管道運(yùn)行的部位等。
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