静态密封常见的失效原因

广东德龙密封科技有限公司 2023-11-15

PCTF垫圈(LNG)

静态密封主要有垫片密封、胶密封和接触密封三种形式,根据工作压力可分为低压、高压、高压和压力密封。以垫片密封为例,分析认为静态密封故障主要有八个原因:垫片密封产品性能、螺栓预紧力、法兰刚度、突出、管道支撑、管道法兰安装、工艺操作、环境要素、在线检查。

1、垫片密封件的产品特点

垫片密封产品通过法兰卡住螺栓的预紧负荷,产生弹性塑性变形,增加法兰密封面之间的间隙,断开或阻止液体泄漏。垫片密封产品特性的选择对实现密封效果有很大的影响。垫片密封产品的比压力y和垫片指数m是反映垫片特性的两个重要参数,其值与垫片的类型和材料有关。y值、m值越大,垫片产品密封时所需的螺栓负载越大。

垫片密封商品的选择应基于对其密封因素的评价,如y、m及管道的操作压力、工作温度、介质、法兰密封面的方式等。垫片类型,对于高温、高压条件,多采用金属垫片商品;常压、中、低压、中温条件,多采用非金属垫片;对于两者之间的条件,多采用半金属垫片;对于频繁起伏的温度和压力条件,应选择弹性好的自紧垫片。垫片的材料应具有良好的弹性恢复性、适度的柔软性、无污染的密封介质、密封表面的腐蚀性和介质的腐蚀性。材料不会因低温而硬化脆性,也不会因高温而塑流。应具有应力松弛较小的情况。垫片的厚度,在低、高压条件下,应选用薄垫片,但在工作压力较高的前提下,应选用厚垫片。从螺栓压力分析来看,垫片总宽越窄,夹紧越容易,但总宽下限一般大于5mm。对于金属垫片,为了不产生过大的螺栓应力,取小总宽是一个重要原则。一般情况下,非金属垫片不得重复使用,石棉橡胶垫片的使用寿命按1.5~2a控制。

2、栓的预紧力

充足的螺栓预紧力,满足垫片y的要求,是实现可靠密封效果的重要因素。螺栓预紧力控制:在管道法兰、垫片、螺栓、螺母的安装过程中,螺栓的卡紧力不可能全部转化为垫片的应力。虽然在螺栓拧紧过程中要注意按对角成双拧紧,对称、对称、逐渐拧紧,以达到适度的松紧,但实际上在操作过程中不可能保持一致,这是非常困难的,影响螺栓预紧力的因素很多。比如拧紧工具和方法、操作人员和控制度、螺栓和垫片密封产品的蠕变、温度变化等。,导致螺栓力相对分散。上述影响因素的分析侧重于法兰、螺栓和垫片产品的整体系统。事实上,影响泄漏的因素很多。比如密封介质容易腐蚀,所以垫片密封产品的材料选择、法兰刚度的选择、螺栓紧固能力的设计都有很多要求。

总之,静密封的应用需要做到:

(1)规范垫片密封件的使用;

(2)选择合适的法兰连接方式;

(3)正确的紧固件和适度的预紧力,碳钢螺栓的强度大于同型号不锈钢螺栓。

垫片密封产品的密封性能,如回弹性能、耐高温性能等,直接影响静态密封系统的密封性能,提高垫片的综合性能,提高密封系统的密封可靠性。螺栓预紧力合适是促进可靠密封的关键因素。螺栓预紧力小,难以实现密封,预紧力过大可能导致垫片压碎,使垫片失去弹性能。在螺栓力的作用下,刚度较差的法兰会产生较大的变形,导致密封面偏移较大,从而导致泄漏。选择法兰密封面的形式和表面粗糙度也非常重要。例如,标准垫片适用于与榫槽密封面法兰相匹配。带内加强环的垫片适用于凹凸密封面的法兰;带内外加强环的垫片适用于与凸密封面的法兰相匹配;带外加强环的垫片也可用于与凸密封面的法兰相匹配。管道支撑通常满足载荷、定位和防震要求。管道在工艺运行过程中,经常发生偏移、弯曲和支架脱落,导致静密封失效。法兰连接的同轴度和平面度也是影响静密封效果的关键因素。同轴度和平面度越差,静密封失效的可能性就越大。压力、温度和介质特性等操作条件是决定静密封紧密性的关键因素。环境腐蚀包括水腐蚀、大气腐蚀和土壤腐蚀,通常是紧固件的工业大气腐蚀。污染物、湿度和温度的变化决定了工业大气的腐蚀强度。对于大多数金属材料,二氧化硫、硫化氢和氯会加速腐蚀过程。设备验证通常是:关键生产装置或设备的进出口法兰连接处。生产过程关键部位的管道、工作条件负荷大、介质温度高、易燃、易爆、有害、承受交变负荷的管道、压缩机、泵的进出口位置。补偿器、三通、弯管(弯头)、大小头与立管的连接处。影响管道运行的部位曾经出现过。

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