發表時間： 2023-02-11 18:44:16
作者： 《煉油化工換熱設備維護檢修案例》
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帶壓堵漏技術是一項能在不停工的情況下迅速消除泄漏的設備緊急搶修技術，現已在石化、電力、冶金等流程企業得到廣泛應用。卡具注膠堵漏是帶壓堵漏技術中適用范圍最廣、效果最好，同時也是難度最大的一種堵漏技術。
換熱器頭蓋法蘭泄漏是帶壓堵漏的難點之一。由于其尺寸大，因此堵漏成本相對較高，堵漏難度也相對較高。解決此類問題的關鍵是如何合理設計卡具，在保證堵漏效果的情況下，降低卡具造價、減少注膠量。 換熱器頭蓋法蘭卡具設計
1、換熱器頭蓋法蘭堵漏難點分析
換熱器頭蓋法蘭密封與一般的工藝法蘭密封形式不同（見圖1），換熱器普遍采用凹凸面密封，壓入墊片的胴體與換熱器的殼體及頭蓋之間的間隙一般為1~2mm。頭蓋法蘭一旦泄漏，在這么小的間隙下密封劑無法到達和深入，如果采用局部卡具設計的堵漏方法，最后泄漏會從卡具的兩端、換熱器的胴體與殼體間的間隙漏出。
其次，由于換熱器頭蓋法蘭的外徑尺寸一般都比較大，因此設計整體卡具的尺寸也大。如果卡具厚度不夠，沒有足夠的剛度和強度，在高的密封比壓下就很容易發生卡具變形，造成密封劑漏出，最終導致堵漏失敗。如果卡具太厚，一方面增加了堵漏成本，另一方面造成卡具安裝難度也大大增加。
2、換熱器頭蓋法蘭卡具設計要點
卡具注膠帶壓堵漏只要卡具設計得好，堵漏就成功了80%。根據上述分析，換熱器頭蓋法蘭堵漏卡具要注意如下幾個方面：
（1）為減少密封劑的用量，整體卡具的凸臺高度要伸到螺栓孔的外邊緣，這樣可大大壓縮密封劑的用量和厚度；然后，在法蘭槽底部到螺栓之間再設計墊塊。
墊塊如圖2所示。墊塊的寬度要小于二螺栓的間距，以便于安裝時從二螺栓間塞入；厚度要小于法蘭槽底部到螺栓間距5mm左右，為穿鐵絲留有余量。
這樣，所需密封劑的厚度已大大減至約大于螺栓直徑的厚度，整個卡具的密封劑的用量可減少超過1/3。一方面節省了密封劑費用，另一方面可有效減少密封劑的內聚力對卡具可能的破壞。
槽內填坑為什么設計墊塊而不是隨便采用其他物品填充呢？因為其他物品在密封劑注入過程中很容易被擠壓到一起，阻擋密封劑流動。同時，這些物品間會存在間隙，而密封劑在流動過程中因受到阻擋很難填滿各間隙，必然會影響到密封效果、導致堵漏失敗。墊塊設計時要設計一定數量窄些的墊塊，在固定吊裝螺栓部位要設計短的墊塊。設計好后的墊塊在安裝時，要用鐵絲將之固定，見圖3。
（2）針對卡具強度問題，設計外加壓板和拉環進行補強。
由于法蘭外徑大，卡具的尺寸和曲率半徑也就大，在密封壓力的作用下卡具抵抗變形的能力相對較弱，因此在不過多增加卡具厚度的情況下就需要對卡具進行補強。在設計時，可利用換熱器上的螺栓設計固定件拉環，見圖4。壓板設計見圖5。這樣可增強卡具的抗變形能力，提高了堵漏的密封效果。
由于換熱器頭蓋法蘭卡具外徑大、周長長，為了提高卡具的環形緊固力，還可將卡具設計為四均分較為合適。若設計多于四均分，會增加卡具剖切面數量，也增加了密封劑外溢的風險。
（3）針對法蘭間隙大、卡具寬的特點，卡具的注膠孔應設計為雙排孔。
這樣設計的目的是為了縮短密封劑行進的距離，防止局部過壓對卡具造成的破壞。針對固定吊裝螺栓部位的突兀處，在卡具上的固定部位設計一個大小尺寸合適的銑槽，以包裹突兀點，見圖6。針對換熱器檢修時預留在法蘭上的吊裝孔，設計孔銷，阻止在堵漏注膠過程中密封劑從孔中外泄，見圖7。
現場應用
某石化硫磺裝置3.5MPa蒸汽換熱器E5105頭蓋法蘭發生嚴重泄漏，若不能及時處理、消除泄漏，裝置將被迫停工，現場泄漏狀況見圖8。根據現場情況，按上述設計要求設計卡具。注意現場的每一個細節，比如有些法蘭螺帽不一樣大，先進行了清點和測量，并設計了二種不同的扣在螺帽上的拉環。現場施工作業時，一切均很順利，堵漏很成功。堵漏完畢后，堵漏效果見圖9。
總 結
換熱器頭蓋法蘭泄漏在石化企業長周期生產運行過程中時有發生，帶壓堵漏的立足點是：如何提高堵漏成功率，同時降低堵漏成本。到目前為止，我們已進行過80余次換熱器頭蓋法蘭的帶壓堵漏作業。采用上述設計，不僅堵漏效果好，還比以前節省了約30%~40%的密封劑用量，大大節約了堵漏成本，減輕了注膠堵漏勞動強度，同時縮短了泄漏時間，創造了巨大的經濟效益和社會效益。
