一 簡介
某公司重整裝置K201預(yù)加氫第一反應(yīng)器，在連續(xù)運(yùn)行兩年半后，設(shè)備頂部進(jìn)料法蘭出現(xiàn)泄漏，且泄漏量逐漸增大。K201預(yù)加氫第一反應(yīng)器操作壓力2.45MPa，工作壓力 2.23MPa，設(shè)計(jì)溫度385℃，工作溫度370℃，工作介質(zhì)是加氫油 (成分主要是C6～C9)，腐蝕裕度2mm/a；主要構(gòu)件材料見表1。
表1 K201預(yù)加氫第1反應(yīng)器材料表
二 進(jìn)料法蘭泄漏情況
1
法蘭泄漏情況
泄漏處為設(shè)備頂部進(jìn)料法蘭。緊固螺栓規(guī)格M33x260mm，材料35CrMoA／35CrMo。
圖1是反應(yīng)器進(jìn)料法蘭照片。由于橢圓形金屬環(huán)墊與環(huán)連接面的接觸不連續(xù)，在局部區(qū)域形成斷點(diǎn)，造成金屬環(huán)墊與環(huán)連接面之間的密封存在間隙，形成泄漏通道。
圖1 反應(yīng)器進(jìn)料法蘭照片
2
泄漏原因分析
對(duì)法蘭密封來說，其泄漏狀況與被密封介質(zhì)的物性、工況條件，法蘭密封面的粗糙程度、壓緊力，法蘭本身質(zhì)量及墊片的基本條件、尺寸、加載卸載歷程等諸多因素有關(guān)。某廠的加氫裂化反應(yīng)器DC102出口管線法蘭外側(cè)異種鋼焊接接頭在高溫高壓臨氫條件下產(chǎn)生裂紋泄漏。
由于上次檢修后，重整裝置K201預(yù)加氫第一反應(yīng)器更換的金屬環(huán)形墊片運(yùn)行了兩年半時(shí)間未出現(xiàn)泄漏，被密封的工藝介質(zhì)和法蘭均沒有發(fā)生變化，因此可以只考慮工況條件的影響。
01
經(jīng)統(tǒng)計(jì)，反應(yīng)器上次檢驗(yàn)后到發(fā)生泄漏的時(shí)間段內(nèi)，開停車次數(shù)20次左右，并且壓力及溫度達(dá)到一定的操作條件下，墊片發(fā)生疲勞失效，泄漏現(xiàn)象發(fā)生。
02
長期的高溫，造成螺栓及墊片蠕變和應(yīng)力松弛，墊片密封比壓下降；螺栓被拉伸，法蘭變形，此時(shí)殘余密封比壓若小于最小工作密封比壓)就會(huì)發(fā)生泄漏。
03
泄漏一旦發(fā)生后，高壓物料從泄漏點(diǎn)溢出，泄漏處的密封面發(fā)生沖蝕，導(dǎo)致徑向凹坑出現(xiàn)。
三 防漏措施及法蘭修復(fù)和裝配
1
避免操作溫度異常波動(dòng)
開停工時(shí)升降溫速率過快
盡量減少非計(jì)劃停車，避免反應(yīng)器溫度發(fā)生急劇變化，減緩反應(yīng)器的溫度變化梯度。
01
在停工停料過程中，新鮮進(jìn)料和循環(huán)油管線中引入沖洗氫時(shí)要緩慢進(jìn)行，防止高溫高壓法蘭在降溫速度過快時(shí)泄漏；當(dāng)法蘭由于冷卻發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)用蒸汽吹掃油氣，防止著火。
02
設(shè)備升溫期間熱膨脹和熱應(yīng)力會(huì)使法蘭和墊片接點(diǎn)處有小的泄漏。當(dāng)發(fā)生這樣的泄漏時(shí)，應(yīng)在泄漏處放置蒸汽軟管，將油氣吹散，這樣可在連接點(diǎn)緊好以前，防止發(fā)生火災(zāi)；為使熱膨脹的危害減到最小，一般加熱升溫速度不應(yīng)超過25℃/h。
03
檢修后或第一次開工時(shí)，設(shè)備管線的螺栓更換或拆裝過，這些都是在常溫即冷態(tài)下緊固的，而設(shè)備正常生產(chǎn)時(shí)，在較高的溫度下進(jìn)行。
圖2 高溫油氣法蘭密封泄漏在線連續(xù)監(jiān)測和預(yù)防
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法蘭密封面修復(fù)
由于法蘭上的環(huán)接觸面出現(xiàn)不均勻沖蝕，需要遵循《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行修復(fù)。 設(shè)備接管法蘭與設(shè)備本體相連，可以在裝置現(xiàn)場使用專用工具修復(fù)，圖2是修理現(xiàn)場照片。專用工具由支承盤、中軸和刀架3部分組成。
圖3 設(shè)備法蘭修理現(xiàn)場照片
3
選用高性能墊片和數(shù)字化技術(shù)
對(duì)于操作溫度在相對(duì)溫度范圍內(nèi)的重整加氫反應(yīng)器，選用（蘇州寶驊）高性能墊片是非常重要的。同時(shí)，結(jié)合高精度定力矩緊固技術(shù)、數(shù)字化現(xiàn)場法蘭裝配質(zhì)量保證過程控制技術(shù)和密封狀態(tài)采用（慧感（上海）物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司）在線監(jiān)測預(yù)防技術(shù)，可以進(jìn)一步提高法蘭的密封性能和可靠性。
此外，選用耐高溫螺栓也是保證加氫反應(yīng)器進(jìn)出口法蘭保溫后運(yùn)行一個(gè)大修周期維持低泄漏或小微泄漏水平的關(guān)鍵措施之一。這樣可以有效地降低能源消耗和環(huán)境污染，提高生產(chǎn)效率和安全性。
4
法蘭密封裝配
法蘭密封狀態(tài)的在線連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和泄漏趨勢可以幫助企業(yè)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，預(yù)防潛在的安全隱患?；鄹校ㄉ虾＃┪锫?lián)網(wǎng)科技有限公司提供的這項(xiàng)服務(wù)，通過對(duì)法蘭密封數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，可以為客戶提供科學(xué)、合理的熱緊時(shí)機(jī)建議，從而降低設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，保障生產(chǎn)安全。
四 修復(fù)后運(yùn)行效果
法蘭修復(fù)后，更換新的橢圓形金屬環(huán)墊，經(jīng)現(xiàn)場研磨和試壓、氣密試驗(yàn)合格后投產(chǎn)使用，經(jīng)過一個(gè)大修周期的使用未發(fā)生泄漏。周期檢修時(shí)拆卸法蘭檢查法蘭密封面，狀態(tài)良好。
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