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带压密封技术在蒸汽阀门泄漏中的应用
2018-12-4 08:19 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1618
【中国泵阀第一网 行业论文】根据阀门泄漏点的状态设计制作符合要求且可靠的夹具,在保证安全的前提下对阀门泄漏处实施带压密封作业成功实施封堵,消除了泄漏,确保了汽轮机系统的正常运行为公司带来一定的经济效益,而且有利节约资源和环境保护。经检查发现为阀门的阀盖法兰面漏气,阀盖密封垫失效,在对阀盖螺栓进行复紧后泄漏并无减小的迹象。山于生产运行负荷较大,不具备立即停车检修的条件。

陆永安

(南通醋酸纤维有限公司,江苏 南通226008)

摘 要:对于高温中压蒸汽阀门泄漏而不具备停车检修的条件下,根据阀门泄漏点的状态设计制作符合要求且可靠的夹具,在保证安全的前提下对阀门泄漏处实施带压密封作业成功实施封堵,消除了泄漏,确保了汽轮机系统的正常运行为公司带来一定的经济效益,而且有利节约资源和环境保护。

关键词:泄漏;带压密封;夹具

1 存在问题

公司6#汽轮机进汽主蒸汽压力为3.8MPa,435℃属于中压高温蒸汽,电动主汽门旁路二次阀(DN65 PN10.0MPa于2014年12月发现有泄漏现象,经检查发现为阀门的阀盖法兰面漏气,阀盖密封垫失效,在对阀盖螺栓进行复紧后泄漏并无减小的迹象。山于生产运行负荷较大,不具备立即停车检修的条件。

2 解决方法

为避免泄漏的进一步扩大从而影响生产的正常运行,公用机械维修人员经过对现场的分析研究,制定了实施带压密封的方案对阀门阀盖法兰泄漏处进行封堵作业。

2.1 设计夹具

2.2.1 现场测量各尺寸如图1

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

图1 阀盖与阀体结合面不意图

2.2.2 法兰夹具本体厚度计算

夹具厚度S山强度计算和刚性以及安装注剂阀螺纹尺寸要求确定。设有注剂孔的夹具,最小壁厚不小于14mm(注剂阀与夹具连接旋合长度12mm,旋合螺牙不小于6牙)

(1)计算公式的确定

引用GB 150((固定式压力容器》的壁厚计算公式:

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

式中:S-夹具厚度,mm; Pc-设计压力,MPa; D-夹具计算直径,mm;[σ]t-材料温度作用下的许用应力,MPa;Φ-焊接系数;C-附加厚度,mm。

(2)力应用于夹具厚度计算时公式各参数的选取根据GB 150选取最苛刻条件的规定和带压密封夹具手里特点,确定了对设计压力进行修正选取作用夹具上的最大挤压力为设计压力Pc

一般取设计压力Pc=系统压力PL+修正值5MPa

(3)将现场测量和已知数据代入公式

Pc=PL十5=3.8十5=8.8MPa(系统压力为3.8MPa)

夹具本体选用20R钢材,查表得知[σ]t=61 MPa,夹具本体无对接焊,故Φ=1

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

故选用15mm厚的20R钢板制作夹具本体

2.2.3 凸台宽度CC=法兰副最小连接间隙-0.3mm

C=4-0.3=3.7mm

2.2.4 凸台内径d

d=D- (Bmm)12mm)=181.5-8.5=173mm(取8.5)

2.2.5 夹具宽度B。

一般由泄漏法兰内侧向两边各延伸不低于10~20mm,再加上间隙量使得密封增强结构适当加宽。

因下法兰厚度尺寸为28mm制作夹具时采取最大包容法兰外缘,故夹具宽度计算为28x2+4=60mm即B=60mm

2.2.6 连接螺栓数量、规格的计算确定

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

式中:d-螺栓小径,mm; C-密封空腔宽度,mm; C=法兰副间隙,C=4mm;Ck-刚度和预紧力系数,Ck=1.5; Pc-设计压力Pc=PL+5=8.8MPa; D-夹具设计直径;D=181.5mm; n-螺栓条数,设n=2;[σ]t螺栓使用温度下的许用应力,选用35CrMoA调质钢[σ]t=140MPa

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

对应选择M8的螺栓,而螺栓因温度差而产生应力,单头螺栓是双头螺栓的1.4倍,在250℃以上时夹具用连接螺栓均宜采用螺栓性能等级不低于8.8级的双头螺栓再根据连接螺栓的最小规格规定:实际应用连接螺栓最小规格应不小于M12。依据是:

(1)为控制螺栓初始紧固操作中不产生屈服变形。

(2)注剂过程拧紧螺栓,山于扳手过力有可能造成螺栓超载,对小规格螺栓可能引起屈服变形或损伤。

综上所述:选择两根M12的8.8级双头螺栓

2.2.7 夹具耳板厚度的设计计算

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

式中:t=耳板厚度,mm; C-密封腔宽度,mm,C=法兰副间隙,C=4mm; Pc-设计压力,Pc=PL+5=8.8MPa; D-夹具计算直径D=181.5mm; L1-耳板螺孔中心至夹具外缘距离,取L1=14mm;b-耳板宽度,取b=30mm;[σ]t耳板材料所处温度下的许用应力,[σ]t=61 MPa。

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

计算得到夹具耳板厚度为12.11mm

根据夹具耳板最小厚度规定:夹具耳板厚度不小于本体厚度。

因此选用耳板厚度为15mm

夹具的结构尺寸如下图:

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

图2 夹具设计图尺寸

夹具在加工制作时本体与耳板焊接时开设双边V型坡口角度在35~50°左右。

3 上夹具注胶作业

实施上夹具和注胶作业时应严格按照GB/T26467-2011《承压设备带压密封技术规范》7.3.1夹具法密封规定进行以确保安全。

4 成果与效益

此次带压密封作业在不影响公司机炉及其他设备正常运

蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器

图3 带压密封法示意图

行的情况下,对泄漏点成功进行了封堵,消除了泄漏并成功保证了6#汽轮机系统安全、正常地运行至2016年10月份。总之,带压密封技术是一种综合了力学、材料等多学科知识的一种密封技术,具有广泛的应用领域,对于维护装置正常运转,杜绝跑冒滴漏发挥了很大作用,不仅给公司带来很大的经济效益,而且有利节约资源和环境保护。

参考文献:

[1]工金荣.压力容器压力管道带压密封技术[M]天津:天津大学出版社,2007.

[2]中国国家标准化管理委员会.GB/T26467-2011.承压设备带压密封技术规范[S]北京:中国标准出版社,2001。

[3]中国国家标准化管理委员会.GB150.1~150.4-2011.压力容器[S]

[4]李雪,刘微微.压力容器制造质量管理控制要点分析[J].科技创新与应用,2017 (18):140.

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(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 蒸汽阀门 法兰 螺栓 压力容器 
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