王成勇

一、簡(jiǎn)介

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（三類容器）規(guī)格，內(nèi)徑1200mm，壁厚17mm，高10360mm，容積10.25m3。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，材料0Cr13，標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3406-1996，帶頸對(duì)焊法蘭PN5.0 DN400，密封形式為橢圓形金屬環(huán)墊密封，金屬環(huán)墊的材料0Cr13，標(biāo)準(zhǔn)為SH3403-96，緊固螺栓采用M33×260mm規(guī)格，材料35CrMoA/35CrMo的螺栓。

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。經(jīng)測(cè)量，最長(zhǎng)不連續(xù)密封弦長(zhǎng)約17mm，該處經(jīng)物料沖刷形成的徑向溝槽最深達(dá)0.8mm。

2.泄漏原因分析

對(duì)墊片密封來說，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、壓緊力及墊片的基本條件、尺寸、加載卸載歷程等諸多因素有關(guān)。由于上次檢修后，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)也沒有發(fā)生變化，因此可以只考慮工況條件的影響。

（1）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，在2.45MPa的壓力以及370℃的操作條件下，墊片發(fā)生疲勞失效，泄漏現(xiàn)象發(fā)生。

（2）長(zhǎng)期的高溫，造成螺栓及墊片蠕變，墊片比壓下降；螺栓被拉伸，法蘭變形，此時(shí)殘余比壓若小于某一值（工作密封比壓）就會(huì)發(fā)生泄漏。

（3）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、防泄漏的對(duì)策及法蘭的修復(fù)和裝配

（1）加強(qiáng)工藝操作的平穩(wěn)性，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。

（2）由于法蘭上的環(huán)接觸面出現(xiàn)不均勻沖蝕，需要修復(fù)。因?yàn)榉磻?yīng)器的容器類別是三類在役壓力容器，修理前應(yīng)遵循國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。法蘭是主要的受壓元件，所以在辦理了相關(guān)手續(xù)且符合《容規(guī)》的要求后，開始修復(fù)工作。

法蘭蓋的修復(fù)比較簡(jiǎn)單，將法蘭蓋卡在車床上，找正后用車刀修復(fù)。設(shè)備接管法蘭與設(shè)備本體相連，不具備用車床修復(fù)的條件，只能在裝置現(xiàn)場(chǎng)使用專用工具修復(fù)，圖2是修理現(xiàn)場(chǎng)照片。專用工具由支承盤、中軸和刀架3部分組成。將支撐盤固定在法蘭接管上，在支撐盤上對(duì)稱分布八個(gè)頂絲，用來找正調(diào)整刀架；將中軸和刀架安裝到支承盤上并找正后，將車刀安裝在刀架上，通過人力推動(dòng)刀架在接管法蘭上做圓周運(yùn)動(dòng)切削環(huán)接面，用23°角度模板校正，最后再用研磨的方法，使切面的表面粗糙度達(dá)到：槽斜面Ra1.6，槽底面Ra6.3。

（3）法蘭裝配要點(diǎn)。在裝配溫度（環(huán)境溫度）下的墊片蠕變，可通過使用改進(jìn)的螺栓擰緊補(bǔ)償方法操作。應(yīng)該包括首次擰緊后某個(gè)時(shí)候再次擰緊，最好在幾個(gè)小時(shí)之后、幾天之后最理想。在裝置現(xiàn)場(chǎng)采用力矩扳手按照一定順序及力矩值擰緊螺栓，隨后在升溫穩(wěn)定后8h、24h、72h分別再次擰緊螺栓，以此來補(bǔ)償墊片及螺栓在高溫下產(chǎn)生的蠕變。

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(chǎng)研磨，確認(rèn)環(huán)墊與環(huán)接面均勻接觸，所形成的密封線連續(xù)無斷點(diǎn)，做PT檢查合格后安裝。經(jīng)試壓、氣密試驗(yàn)合格后交付生產(chǎn)，經(jīng)過一個(gè)大修周期（3年）的使用未發(fā)生泄漏，周期檢修時(shí)拆卸法蘭檢查密封面，工作狀態(tài)良好。 W 11.12-31