[摘 要] 某中压反应器采用法兰螺栓连接，密封采用上、下法兰梯形槽和金属垫片。由于法兰尺寸大，加工精度要求高等原因，造成反应器安装完成进行气密试验时，法兰密封处渗漏，经过研究，在现场采用石墨带缠绕，解决了法兰密封问题。

[关键词] 反应器;渗漏;梯形槽;金属垫片;石墨带

1 故障简介

某装置有一台中压硫化床反应器，工作压力2.7MPa，平均操作温度540℃，介质为氢气和氯硅烷，硫化床反应器旋风分离器属于内分离器，旋风分离器重约3吨，旋风分离器和硫化床反应器本体法兰连接，法兰形式为梯形槽，垫片为钢制8角形，垫片直径1000mm，材质N4400，法兰外直径1350mm，材质800H，螺栓尺寸M60×530，材质N347，共计32套。硫化床反应器安装完成后，进行气密性试验，当压力升至0.6MPa时，旋风分离器和硫化床反应器连接法兰处出现严重渗漏现象。经多次调整和紧固，均未有实质性效果。经研究确定如下检查方案：将连接法兰拆开检查，待查明原因，问题得到处理后，将法兰重新找正、找平后二次安装、紧固，再进行设备本体气密性试验。上、下法兰与八角垫片密封示意图如图1。

2 原因分析

根据现场分析，造成法兰处渗漏的原因有：

(1)法兰安装过程误差过大，螺栓紧固没采用分次加力紧固;

(2)螺栓紧固力未达到设计要求;

(3)法兰及金属垫片加工误差过大;

(4)法兰及金属垫片有径向贯通划痕。

现场拆除流化床反应器与旋风分离器后，按照石油化工相关标准检查反应器大法兰，金属垫片尺寸加工精度及安装精度。

(1)安装过程分析：旋风分离器在安装过程中没有损伤密封接触面及八角密封面，使用吊车吊装，安装位置正确。上、下法兰面间距差分

析：检测旋风分离器和硫化床反应器连接上、下法兰间距差，南北相差3.6mm，东西相差2.4mm，西北方向渗漏最严重，说明在安装过程中没有找正。

(2)在紧固螺栓时使用液压扳手对角紧固，分多次紧固，每次最高加力力矩不超过500N.m，最高力矩值可达8000N.m;满足制造厂家的设计要求。

(3)由于该旋风分离器与反应器顶盖法兰焊接在一起，因此现场无法准确测量顶盖法兰梯形密封槽的内、外槽直径，只能测量出下法兰梯形槽的直径、深度及加工精度，但是根据法兰与金属垫片的压痕可以判断，金属垫片公称直径相对于法兰梯形槽的公称直径略大，造成密封面减小，见图2，这可能是引起渗漏的主要原因之一。

(4)对法兰与八角垫进行硬度检查，发现在法兰梯型槽密封面上有部分毛刺，且在八角垫密封面上同样也有毛刺，金属垫片和梯形槽上没有发现贯通划痕。对法兰与八角垫进行硬度检查，法兰材质为800H，八角垫材质N4400，两种材质硬度差只有20HB，法兰硬度稍大一点，符合规范的要求。

3 故障处理

针对上述问题有关专家会同建设、监理、制造厂家进行了深入讨论，由于八角垫直径比法兰槽直径大，在前次安装时压偏，造成法兰内槽和八角垫损伤，按照制造厂家的建议，将法兰梯形槽和金属垫片上的毛刺用锉刀、油石和300目细砂纸打磨、清理干净，同时准备采用制造厂提供的0.5mm石墨带在金属八角垫片的内、外两侧粘贴，最后重新安装旋风分离器与反应器。

4 重新安装

4.1旋风安装：旋风分离器安装选用旋风分离器顶部的吊装架，拆卸前对旋风分离器的吊装架的吊点与旋风分离器法兰口中心进行了测量，

发现吊点与法兰中心不垂直，向西南偏30mm，即在0°、120°、240°制作三个靠山，见图3，保证在吊装时密封面不受损。因此，将链长12m 的5吨倒链，悬挂在吊装架上，与旋风分离器上法兰0°和180°捆绑两点的钢丝绳和3吨倒链连接，0°用钢丝绳进行捆绑，180°方向用3吨倒链捆绑，便于调整上法兰与下法兰的平行度，吊装方法见图4。

4.2由于法兰与八角垫硬度差较小，在八角垫上粘上0.5mm厚的石墨带，粘贴位置为与上、下法兰槽的接触面，由于石墨带本身自带粘性，石墨带在粘贴时，接头处剪成三角形，并且接头位置要相互错开，粘贴的具体部位见图5。

4.3 螺栓紧固步骤

4.3.1 首先按照“螺栓紧固顺序图”(见图6)在法兰上进行编号。

4.3.2 第一步，用手动扳手进行紧固，要求指定专人进行(因每个人的力大小不同)，不能使用加力杆。

4.3.3 第二步，采用手动力矩扳手按照设备厂家提供的“螺栓紧固顺序图”进行紧固，力矩值为500N.m。

4.3.4 第三步，将力矩值加至1000N.m，紧固方法同第二步。

4.3.5 第四步，采用液压扳手按照设备厂家提供的“螺栓紧固顺序图”进行紧固，将力矩值加至1500N.m。

4.3.6 第五步，将力矩值加至2000N.m，紧固方法同第四步。

4.3.7 第六步，将力矩值加至2500N.m，紧固方法同第四步。

最终力矩值应2500N.m，采用型号为NA08恩瑞德液压扳手，并佩戴4个头，同时进行紧固。

5 质量保证措施

(1)紧固螺栓前，为了尽量减少螺栓本身的摩擦力，必须对每条螺栓涂抹二硫化钼和黄油混合物，使螺帽和螺杆充分润滑，这样可减少螺帽与法兰的摩擦力，保证紧固力的准确性。

(2)先紧固硫化床反应器本体与旋风分离器连接处的法兰面，最后紧固与反应器上部管道的连接的法兰面。

(3)紧固螺栓时，必须按照设备厂家提供的“螺栓紧固顺序图”(见图6)进行施工。

(4)紧固前，对拆除的螺栓用煤油进行清洗，同时对损伤的螺纹用三角锉进行修复，修复完成后，经业主、监理确认同意后方可使用。

(5)脱开的设备管口、管线的管口及旋风分离器，要用塑料布进行包封，防止污染或掉入杂物。

(6)上述松螺栓、更换垫片、紧固螺栓，每一步必须有业主、监理以及厂家在场方可进行，做好每一步骤的记录，并上报业主、监理主管。

(7)螺栓编号、上下法兰间距的测量以及增加力矩值必须由指定的人员进行。

(8)所有参加施工的人员，必须熟知操作方法和工作内容。

(9)硫化床反应器塔内搭设脚手架时，施工人员必须穿洁净的工作服和鞋，塔底要铺设塑料布，再铺设木板，木板、架子管与设备接触部分要加洁净的布。

6 安全保证措施

(1)所有参加施工吊装作业人员，必须熟知吊装方法和工作内容，按照吊装方案及起重操作技术规程进行操作。

(2)搭设脚手架登高作业的人员，必须经过身体检查合格，操作时佩带安全带，并系在安全可靠的地方。

(3)在吊装旋风分离器时，如因故中断，应及时采取措施进行处理，不得使重物长时间呈悬空状态。

(4)吊装旋风分离器前，要对吊具进行检查。

参考文献

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