對(duì)壓力容器法蘭連接墊片密封泄露的分析

王艷榮 劉漢青

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過程中，造成壓力容器泄露的原因主要源自于法蘭連接處的墊片失效。也正因如此，進(jìn)一步研究與探討法蘭連接墊片的泄露現(xiàn)象則具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖吮疚墓P者即結(jié)合個(gè)人實(shí)踐研究經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，針對(duì)壓力容器法蘭連接墊片密封泄露原因進(jìn)行詳細(xì)的闡述，以期為更好的了解泄露特性，解決泄露問題做出有益的鋪墊。

關(guān)鍵詞：壓力容器;法蘭連接;墊片;密封泄露

前言：

壓力容器作為一種十分常見的生產(chǎn)設(shè)備，在設(shè)計(jì)制作過程中往往會(huì)將其制成幾個(gè)部分，以便于后期的運(yùn)輸、安裝與維修，因此常常會(huì)采用可拆卸的法蘭連接結(jié)構(gòu)?？缮a(chǎn)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，法蘭連接泄露事故時(shí)有發(fā)生，輕則浪費(fèi)原材料、污染環(huán)境，重則產(chǎn)生爆炸、火災(zāi)等。因此，做好法蘭連接密封性的控制尤為重要。而墊片恰恰對(duì)法蘭連接泄露失效具有較大的影響。所以筆者針對(duì)造成壓力容器法蘭連接墊片密封泄露的原因展開粗淺的探討，并提出墊片的具體選用對(duì)策，以期最大限度的避免泄露問題的發(fā)生。

1.壓力容器法蘭連接墊片密封泄露形式

一般來講壓力容器法蘭連接墊片密封泄漏主要表現(xiàn)在兩種形式，一種為滲透泄漏，一種為界面泄漏。所謂的滲透泄漏是指壓力容器的內(nèi)部流體通過墊片內(nèi)部孔隙而發(fā)生的泄漏問題。這是因?yàn)橄噍^于金屬材料而言，非金屬材料墊片的內(nèi)部組織相對(duì)較為松散，纖維與纖維之間往往存在著大量微細(xì)孔道，一旦墊片的內(nèi)外兩側(cè)發(fā)生壓差時(shí)，壓力容器內(nèi)部介質(zhì)就會(huì)通過墊片本身的孔道出現(xiàn)滲透泄漏問題。由石棉與石墨等材料制作而成的墊片極易出現(xiàn)此種泄漏問題;所謂的界面泄露主要是指壓力容器的內(nèi)部介質(zhì)在墊片與法蘭接觸面之間出現(xiàn)的泄漏問題。此種泄漏問題的出現(xiàn)往往與墊片和法蘭接觸面的間隙尺寸有著十分密切的聯(lián)系，即墊片與法蘭接觸面的間隙尺寸越大，發(fā)生的泄漏問題也就越發(fā)嚴(yán)重。而外界振動(dòng)、法蘭表面的光潔度較差，機(jī)械變形等問題都是引發(fā)密封接觸面間隙變大的因素之一?？梢哉f，對(duì)于法蘭連接而言，界面泄漏是法蘭連接泄漏最為主要的一種表現(xiàn)形式。

2.壓力容器法蘭連接墊片密封泄漏因素

壓力容器法蘭連接墊片的密封效果，不僅會(huì)受到墊片本身性能，螺栓預(yù)緊力的影響，還會(huì)受到外界環(huán)境等諸多因素的影響?？梢哉f造成壓力容器法蘭連接墊片密封泄漏的因素諸多，而要想切實(shí)控制好墊片密封性，就必須要清楚的掌握影響墊片發(fā)生泄漏問題的常見因素，以此為基礎(chǔ)做好日常的維護(hù)工作以及選擇最為適合的墊片參數(shù)。

第一，受到操作條件的影響。壓力容器法蘭連接墊片會(huì)受到實(shí)際操作條件的影響，而引發(fā)泄漏問題。如，操作壓力、溫度、介質(zhì)性質(zhì)等都屬于操作條件。這是因?yàn)楫?dāng)操作溫度過高時(shí)，介質(zhì)黏性會(huì)隨之變小，相反的滲透性會(huì)逐步增強(qiáng)，也就導(dǎo)致了泄漏問題的出現(xiàn)。同時(shí)，在高溫環(huán)境下，無論是法蘭，還是墊片、螺栓都會(huì)產(chǎn)生蠕變、應(yīng)力松弛，進(jìn)而破壞整體的密封性能。

第二，受到螺栓預(yù)緊力的影響。雖然對(duì)螺栓的預(yù)緊力進(jìn)行增大能夠進(jìn)一步增強(qiáng)墊片本身的密封性能，但相應(yīng)的預(yù)緊力的加大，也會(huì)造成墊片彈性逐步變差，甚至是被迫損壞，以至于引發(fā)泄漏問題。

第三，受到墊片系數(shù)的影響。在壓力容器法蘭連接密封設(shè)計(jì)過程中，整片系統(tǒng)m與最小壓緊力y值是最為重要的兩個(gè)參數(shù)。很多人認(rèn)為m與y值僅僅和墊片材料、結(jié)構(gòu)相關(guān)，可實(shí)際上m與y值和墊片寬度、操作環(huán)境以及押金面粗糙度等諸多因素都有著十分密切的聯(lián)系，且m與y紙二者之間也存在著內(nèi)部聯(lián)系，均會(huì)影響到壓力容器法蘭墊片的密封性。

第四，受到墊片類型的影響。根據(jù)墊片材料，斷面形式可以將墊片分成不同的類型，而不同類型的墊片其所能夠適應(yīng)的操作溫度與操作壓力都不盡相同。如若在實(shí)際生產(chǎn)中使用了不恰當(dāng)?shù)膲|片，那么勢(shì)必會(huì)在工作過程中造成墊片失效，進(jìn)而引發(fā)泄漏問題。

第五，受到化學(xué)腐蝕的影響。正是因?yàn)閴毫θ萜鲿r(shí)常處于特殊工作環(huán)境中，如若此時(shí)存在腐蝕性介質(zhì)，而墊片本身的材料選取又不夠合適，那么墊片就會(huì)遭受到腐蝕問題，導(dǎo)致泄露。

3.墊片的選用與日常維護(hù)

通過上述分析我們可以看到影響壓力容器法蘭連接墊片密封泄露的因素眾多，要想切實(shí)控制好泄露問題，就必須要選擇適合的墊片參數(shù)，并且做好日常的維護(hù)工作，以此預(yù)防泄露問題的出現(xiàn)。

首先，在墊片的選用上應(yīng)該綜合考慮到操作參數(shù)對(duì)法蘭連接墊片密封泄露情況所造成的影響;其次，墊片的厚度應(yīng)該根據(jù)墊片本身的可壓縮性、法蘭壓緊面表面的實(shí)際粗糙度，墊片表面需要的比壓進(jìn)行選擇。一般來講密封面加工良好且壓緊面平整光滑、壓力不高的工況下可選取厚度較小的墊片;再次，墊片寬度會(huì)對(duì)螺栓預(yù)緊力大小產(chǎn)生直接的影響，因此為了保證墊片不會(huì)失效，在較小密封壓力的工況下可以使用較窄的墊片，以確保法蘭結(jié)構(gòu)的緊湊度;最后，做好墊片材料的選擇。這是因?yàn)樵趬毫θ萜魇褂弥袎|片往往會(huì)與操作介質(zhì)直接進(jìn)行接觸，因此墊片材料必須要充分考慮到介質(zhì)本身的物理性能，操作壓力以及溫度等諸多影響因素的作用。也就是說要充分的考慮到墊片材料的使用范圍，以避免發(fā)生不必要的安全事故。

對(duì)于運(yùn)行后的法蘭連接墊片密封，必須要進(jìn)行定期的檢查，以確保密封性，常用的檢查方法如下：第一，用試錘輕擊墊圈、螺母，查看螺栓是否出現(xiàn)松動(dòng);第二，在高溫場(chǎng)合，對(duì)螺栓進(jìn)行定期檢查;安裝碟簧于螺栓易松動(dòng)的場(chǎng)合中;第四，查看法蘭間隙大小是否一直;第五，對(duì)有效壓緊壓力數(shù)值做好計(jì)算。

結(jié)束語：

正是因?yàn)榉ㄌm接頭的密封性能會(huì)直接影響到壓力容器能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，研究與探討法蘭連接中可能出現(xiàn)的泄露現(xiàn)象則具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。特別是墊片對(duì)法蘭連接泄漏失效具有較大影響，而導(dǎo)致墊片泄露的因素眾多，且各個(gè)因素之間還會(huì)相互作用、相互影響。所以，在墊片的選擇上就更要做好綜合考量工作，同時(shí)做好定期的檢查工作，以便于更好的控制泄露問題。

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