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法兰接头的泄露,原因其实很复杂!

2018-5-7 10:07:09浏览数:

   法兰接头的泄露是压力管道设计、施工、在用过程中的一个大问题。这不,最近微信公众号“化工707”还要做一个网络课堂,探讨设备维护,估计会涉及到这方面的问题。我们先来讲一讲,法兰为什么会泄露?评价的方法是什么?有什么好的解决途径?

法兰接头为什么会泄露?

法兰接头的泄露原因可以分为接头选用及设计的原因,加工及安装的原因等。

一 选用及设计的原因

1.1 法兰接头选用及设计的原因:我们都知道,法兰的选用,要根据操作介质、设计温度、设计压力等设计条件及法兰材质,按照法兰标准的温度压力额定值去选。但是往往会忽略,法兰标准给出的温度压力额定值,并没有考虑管线乃至设备使用过程中热胀冷缩对法兰接头施加的外载荷以及管道水击等外载荷的影响,更不可能考虑风、地震、地基沉降等偶然载荷的影响,而这些附加载荷都是客观存在的,一旦过大,法兰必然泄露!

1.2 法兰与垫片选用不配套的问题:比如说,我们PN6的法兰,选用缠绕垫好不好?不好!PN6的法兰很薄,刚度很小,而缠绕垫刚度比较大,预紧时,很容易产生法兰变形而导致泄露!

1.3 非标法兰的密封问题:有的时候,按照标准选择法兰,可能出现没有合适的标准供选用的问题,那么我们可能就要按ASME BPVcode或者GB150自行设计非标法兰。若在这个过程中,法兰的强度、刚度取值错误或者螺栓的总面积取值错误,实际使用过程中,会发生法兰或者螺栓变形产生的泄露。

二 加工及安装的原因

2.1 材料安装时品质不合格导致的泄露:除了制造商的原因,往往出现施工现场,由于施工安装单位对于到货的法兰,不认真保管,造成密封面损伤,使用时自然会泄露。

2.2 安装质量问题导致的泄露:安装时,强行对中造成法兰变形或者对中不到位导致密封未形成造成的泄露是常见的问题,还有一个问题,则是预紧时,预紧力过小或过大,导致垫片没有发挥作用或者垫片失效进而泄露。

设计时,评价法兰泄露的方法有哪些?

    当量压力法,之前我们讲过的,将施加在法兰上导致法兰泄露的弯矩及拉力等外载荷,折算成当量设计压力,再去复核设计温度下能否满足对应的当量总压力需要,即可判断法兰泄露,很简单有效,不会的同学加压力管道人微信群(+17764095070小编微信,拉你入群),我们教你!

    法兰刚度控制法,计算评价法兰的刚度,核算其是否满足需要,核心思想是认为法兰泄露的原因在于刚度不够导致的法兰使用时易变形进而导致泄露。

法兰强度控制法,具体见ASMEBPVCode VIII-1或者GB150,有兴趣的小伙伴可以自己钻研!主要思想是确保法兰强度足够则法兰不会泄露。

    螺栓变形控制法,计算法兰预紧时确保不泄露需要的螺栓总面积(螺栓个数+螺栓直径后求和)及法兰使用时克服介质压力确保不泄露需要的螺栓总面积,再行比较,求得两种条件下都不发生泄露实际需要的螺栓总面积。其核心思想是螺栓使用时不变形,则法兰不泄露。由这个理论,求特定法兰接头安装时,需要的预紧力便是轻而易举!

    其实,说了这么多理论,大家可能发现,都有道理而不全面,重要管线,建议必要时选择合适的理论进行法兰泄露复核。

    除了设计选用时控制、制造安装时控制,还有什么方法可以解决法兰泄露?

上面的论述告诉我们,为了避免法兰接头泄露,对照法兰标准选用法兰时,应根据设计条件,增加一定的裕量,并进行必要的法兰泄露复核。除此之外,还有什么方法来避免法兰泄露?还真有。比如采用Grayloc卡兰接头,巧妙的设计,对防止泄露很有效,就是贵!

还有一种在合成氨领域常用的接头,螺纹法兰结构,也是很OK,但比Grayloc卡兰接头性能略差。

当然,你也可以采用某些厂家研制的高性能垫片,具体是哪家厂家,我就不透露名字了,他们的垫片确有独到之处。

    最后,还有碟簧预紧,螺栓接头处螺母下面垫个碟簧,任何工况下都可以确保预紧力在一个合适的范围,不大不小,刚刚好。

联系人:胡斌 13961044866

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