如某100万t/a芳烃联合装置,主要静设备包括10台反应器、23台塔器、105台换热器、198片空冷器和97台压力容器。芳烃联合装置中的静设备具有台位数多、规格大、材料和结构特殊、内构件复杂等特点。

其中反应器、塔器和重沸器等进出口大口径(DN≥600mm)高温临氢或高温油气法兰由于长期服役过程中由于高低温交变循环应力作用、开停车期间塔器热胀冷缩引起的附加弯矩载荷及法兰连接部件材料蠕变和应力松弛等影响,容易存在泄漏风险。

某芳烃厂150万吨/年连续重整装置投产运行半年左右的时间后,曾经发现反应器顶封头法兰发生泄漏,经过拆去保温层并将螺栓热紧后泄漏得到控制。但是反应器顶封头法兰附近油气味仍然很重,泄漏虽然得到控制但是依然存在。为了应急,日常运行中只好在反应器附近配备两台消防车,随时待命。
法兰泄漏防治对策
规划设计
优化设计
大口径高温临氢或高温油气管线设置一定数量的膨胀节和U型补偿,优化支吊架位置,减小管系推力和弯矩。
选用刚度足够的法兰
选择正确的型式,关键设备重要部位高温油气法兰的耐压等级可以选用比常规设计最小磅级高1-2个等级,确保高温工况和附加弯矩载荷下法兰刚度足够。
选用抗蠕变性能优良的螺栓材料
在相同的应力水平下,A193 B16螺栓的抗蠕变性能优于25Cr2MoV。
制造安装阶段
选用抗高低温交变和抗蠕变松弛性能优异的密封垫片
大量的试验研究和工程应用案例表明,基于金属碰金属设计原理的MMC垫片比传统的石墨缠绕垫SWG垫片的应力松弛率小10% - 15%左右,允许过载,不用担心预紧应力附加高低温交变循环应力或弯矩载荷过大而压溃垫片。
采用高精度定力矩紧固技术
在法兰垫片安装时, 严格按照GB∕T 38343或ASME PCC-1安装技术规定进行定力矩紧固和管理。选用无反力臂液压扳手、螺栓清洗涂润滑脂和反作用力垫圈,扭矩准确度可控制在设计阈值的80-90%;选用上等的液压拉伸器结合无反作用力臂、无偏载的紧固方式,可将螺栓预紧力控制在设计阈值的+/-10%之内。
试运验收阶段
在试运中,对所有密封点应分兵把关,严格检漏,不合格的返工,直到合格为止。
生产运行阶段
要认真进行点巡检,落实无泄漏网格化管理责任制;对塔顶罐顶或保温层下的不可达高温临氢、高低温交变易漏密封点状态进行在线连续监测和预防。
保温或保冷层下高低温交变法兰密封点装设 密封失效泄漏检测和报警系统 ,可在第一时间发现报警保温保冷层下或塔顶罐顶法兰密封点的不可见泄漏,及时采取预知预测性维护,在密封垫片形成泄漏通道前及时热紧,避免小微泄漏演变成明显泄漏或严重泄漏,避免应急带压堵漏或局部非计划局部停车消缺。

停工检修阶段
对平时运行中无法根除的关键老大难泄漏点或堵漏点,应分析原因,采取相应对策,或升级、或改造、或更新,在停工中彻底予以根除。
开工检查阶段
停工检修后再次开车前的检查是十分重要的。生产操作工人和维修工人应紧密配合从各自不同的角度进行检查,严格把关,以确保各静密封点点滴不漏。
要搞好以上泄漏管理六个阶段,不仅在于 “关口前移、预防为主”的安全文化 ,还在责任主管或工程师能否抓住关键的少数、勇于采用新技术, 科技赋能基层员工,泄漏早知道 ,避免人工巡检作业风险,防患于未然,预防泄漏和装置非计划停车或局部停车消缺,科技兴安。
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