高毒物料管道法蘭密封的選擇

田 濤,楊秀會(huì),呂來軍，趙文濤

(1.中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101;2.煙臺(tái)巨力精細(xì)化工股份有限公司，山東 萊陽(yáng) 265202))

高毒物料管道法蘭密封的選擇

田 濤1,楊秀會(huì)1,呂來軍2，趙文濤2

(1.中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101;2.煙臺(tái)巨力精細(xì)化工股份有限公司，山東 萊陽(yáng) 265202))

對(duì)于含高度或極度危害物料的管道，法蘭的選擇尤其重要。特別是密封面的恰當(dāng)選擇，可以減少由于法蘭泄露引起的物料泄露，更關(guān)鍵的是減少重大損失及人身傷亡事故。

法蘭；密封面；高度毒害；管道

石油及化工設(shè)計(jì)中，由于法蘭連接的便利性及其標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)備及管道的連接形式越來越廣泛的使用法蘭連接。

得益于我國(guó)鋼材整體質(zhì)量的提高及機(jī)械加工水平的提高，法蘭連接很少是因強(qiáng)度不足而損壞，但常由于密封不好導(dǎo)致泄漏。由于法蘭泄露會(huì)造成物料損失，環(huán)境污染，甚至造成重大火災(zāi)或中毒等人身傷亡事故因此，密封問題已成為法蘭連接中的主要問題。法蘭密封面即法蘭接觸面，簡(jiǎn)稱法蘭面。一般均需經(jīng)過比較精密的加工，以保證足夠的精度和光潔度，才能達(dá)到預(yù)期的密封效果。法蘭密封面型式及其代號(hào)見表1。

表1 密封面型式及代號(hào)

1 現(xiàn)狀

選用管道法蘭密封面時(shí)，一般情況下中低壓無毒害管道多采用平面(FF)或突面(RF)法蘭。當(dāng)介質(zhì)為易燃、易爆，具有高度和極度危害時(shí)，可根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選用突面(RF)、凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)密封面。

究竟是選擇RF面、MFM面還是TG面，借鑒鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定HG20583-1988(已作廢)附錄B備注規(guī)定1.6～2.5MPa法蘭“當(dāng)介質(zhì)為易燃、有毒或強(qiáng)滲透性時(shí)，采用凹凸面法蘭”[1]；LD31-1992《光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)安全規(guī)程》(已作廢)，6.3條規(guī)定“采用法蘭連接時(shí)，應(yīng)選用榫槽面或凹凸面法蘭”[2]。等等類似標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范給出了一定的建議或要求。

但是近年更新后的規(guī)范對(duì)法蘭密封面的選擇不進(jìn)行強(qiáng)制規(guī)定，HG/T20583-2011的7.2.3～7.2.4對(duì)容器內(nèi)介質(zhì)毒性為極度危害、高度危害或有強(qiáng)滲透性的中度危害接管法蘭在選擇公稱壓力等級(jí)及采用帶頸對(duì)焊形式上進(jìn)行了更詳細(xì)的規(guī)定[3]。而GB19041-2003則刪除了上文所述6.3條對(duì)應(yīng)的規(guī)定[4]。

實(shí)際上，法蘭密封面是影響法蘭連接密封性能的重要因素之一。但仍有法蘭的公稱壓力、法蘭剛度、密封面表面粗糙度、墊片及緊固件等因素影響法蘭的整體密封性能。不可否認(rèn)的是TG和MFM面法蘭的密封效果，很少出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。但是由于其階梯形狀，密封面邊緣極易磨損或損壞，又會(huì)造成泄露。見圖1所示磨損后的法蘭密封。

圖1 法蘭密封面磨損示意

在工廠實(shí)際應(yīng)用中，通過調(diào)查對(duì)于凹凸面法蘭和榫槽面法蘭出現(xiàn)了一系列問題。

(1)某企業(yè)安裝TG和MFM面法蘭時(shí)，由于保管不到位，損傷密封面，無法重新打磨，造成廢棄。

(2) 某企業(yè)在檢查密封后發(fā)現(xiàn)MFM面法蘭泄露，拆開MFM面法蘭后，發(fā)現(xiàn)墊片已經(jīng)變形，究其原因是由于墊片安裝定位不準(zhǔn)確及螺栓松緊程度不同擠壓造成的。

(3)某聚氨酯企業(yè)在大修過程中拆裝MF面法蘭，法蘭密封較緊，而且由于物料的粘接，基本無法拆開，只得吹掃后進(jìn)行焊接拆除。

受損法蘭密封面案例見圖2。

圖2 受損法蘭密封面案例

以上問題突出反映了TG和MFM密封面法蘭的不足之處。法蘭密封面需要特別注意養(yǎng)護(hù)；安裝或更換墊片容易壓偏變形；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，墊片及粘度大物料易被擠壓在槽內(nèi)不易清除；另外，墊片選擇性較窄，以及厚度要求精確的特點(diǎn)也是以上兩種密封面法蘭的不足之處。

而采用RF面法蘭則可以避免以上問題。

(1)法蘭面出現(xiàn)劃痕或損壞，可以進(jìn)行密封面再機(jī)加工，完全可用。并且化工標(biāo)準(zhǔn)鋼制管法蘭、墊片、緊固件HG/20592～20635-2009取消了原RF密封面針對(duì)表面粗糙度需要車制水線的要求，改為“采用加工刀具加工時(shí)自然形成的一種鋸齒形同心圓或螺旋齒槽”[5]。使得RF面法蘭加工制作更簡(jiǎn)便。

(2) 可選擇墊片范圍寬，墊片定位及安裝容易。

(3)工廠檢修拆裝容易，無物料粘接問題，廢件少。

在與煙臺(tái)巨力精細(xì)化工股份有限公司從德國(guó)引進(jìn)技術(shù)的含氯裝置及可燃、爆炸性物料裝置的交流中，同樣印證了以上觀點(diǎn)。適當(dāng)提高的法蘭的壓力等級(jí)，采用RF面法蘭替代TG和MFM面法蘭，從而做到既方便操作檢修，又保證裝置的安全性，可靠性。以運(yùn)行多年的某項(xiàng)目液氯管道為例，見表2.

表2 運(yùn)行多年的某項(xiàng)目液氯管道

過去一般設(shè)計(jì)該管道法蘭壓力等級(jí)采用PN25的TG或MFM面法蘭即可符合管道的密封要求，但國(guó)外專家采用的設(shè)計(jì)最終為PN40的RF面帶頸對(duì)焊法蘭。通過升高壓力等級(jí)，并采用RF面帶頸對(duì)焊法蘭(以提高法蘭剛度)從而達(dá)到比TG或MFM面法蘭更好的密封效果，但又方便拆卸檢修。而實(shí)際采購(gòu)價(jià)格上，也基本相當(dāng)。該企業(yè)實(shí)際運(yùn)行效果良好，多年未發(fā)生過因法蘭泄露造成液氯泄露的安全事故。

RF面法蘭加工制造容易，拆裝簡(jiǎn)單，安全性能可靠。同樣可以應(yīng)用在易燃、易爆介質(zhì)，具有高度和極度危害介質(zhì)的管道設(shè)備上，突面法蘭越來越受到企業(yè)及工程人員的青睞。

2 結(jié)論

對(duì)于不經(jīng)常檢修及操作的法蘭，要求密封性高，仍可選用TG面或MFM面。借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，采用提高壓力等級(jí)的RF面帶頸對(duì)焊法蘭，應(yīng)用于含高度或極度危害物料的管道法蘭，從工藝安全性及操作方便性上優(yōu)勢(shì)更為明顯，企業(yè)及工程設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

[1] 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站. HG20583-1988 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1998.

[2] 中國(guó)化工學(xué)會(huì)化工安全專業(yè)委員會(huì). LD 31-1992光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)安全規(guī)程[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992.

[3] 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站.HG20583-2011. 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[4] 中國(guó)化工學(xué)會(huì)化工安全專業(yè)委員會(huì).GB 19041-2003光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)安全規(guī)程[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.

[5] 中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì). HG/T20592～20635-2009鋼制管法蘭、墊片、緊固件[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2011.

[6] 中華人民共和國(guó)原化學(xué)工業(yè)部.GB50316-2000(2008年版)工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2008.

(本文文獻(xiàn)格式：田 濤,楊秀會(huì),呂來軍.高毒物料管道法蘭密封的選擇[J].山東化工，2016，45(24)：113，119.)

2016-11-01

田 濤(1980—)，工程師，主要從事化工設(shè)計(jì)。

TQ055.8+1

A

1008-021X(2016)24-0113-01