高毒物料管道法蘭密封的選擇

田 濤,楊秀會,呂來軍，趙文濤

(1.中海油山東化學工程有限責任公司，山東 濟南 250101;2.煙臺巨力精細化工股份有限公司，山東 萊陽 265202))

高毒物料管道法蘭密封的選擇

田 濤1,楊秀會1,呂來軍2，趙文濤2

(1.中海油山東化學工程有限責任公司，山東 濟南 250101;2.煙臺巨力精細化工股份有限公司，山東 萊陽 265202))

對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選擇，可以減少由于法蘭泄露引起的物料泄露，更關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

石油及化工設計中，由于法蘭連接的便利性及其標準化。設備及管道的連接形式越來越廣泛的使用法蘭連接。

得益于我國鋼材整體質量的提高及機械加工水平的提高，法蘭連接很少是因強度不足而損壞，但常由于密封不好導致泄漏。由于法蘭泄露會造成物料損失，環境污染，甚至造成重大火災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，簡稱法蘭面。一般均需經過比較精密的加工，以保證足夠的精度和光潔度，才能達到預期的密封效果。法蘭密封面型式及其代號見表1。

表1 密封面型式及代號

1 現狀

選用管道法蘭密封面時，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。當介質為易燃、易爆，具有高度和極度危害時，可根據介質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構設計規定HG20583-1988(已作廢)附錄B備注規定1.6～2.5MPa法蘭“當介質為易燃、有毒或強滲透性時，采用凹凸面法蘭”[1]；LD31-1992《光氣及光氣化產品生產安全規程》(已作廢)，6.3條規定“采用法蘭連接時，應選用榫槽面或凹凸面法蘭”[2]。等等類似標準規范給出了一定的建議或要求。

但是近年更新后的規范對法蘭密封面的選擇不進行強制規定，HG/T20583-2011的7.2.3～7.2.4對容器內介質毒性為極度危害、高度危害或有強滲透性的中度危害接管法蘭在選擇公稱壓力等級及采用帶頸對焊形式上進行了更詳細的規定[3]。而GB19041-2003則刪除了上文所述6.3條對應的規定[4]。

實際上，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。不可否認的是TG和MFM面法蘭的密封效果，很少出現泄漏現象。但是由于其階梯形狀，密封面邊緣極易磨損或損壞，又會造成泄露。見圖1所示磨損后的法蘭密封。

圖1 法蘭密封面磨損示意

在工廠實際應用中，通過調查對于凹凸面法蘭和榫槽面法蘭出現了一系列問題。

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

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

(3)某聚氨酯企業在大修過程中拆裝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護；安裝或更換墊片容易壓偏變形；結構復雜，墊片及粘度大物料易被擠壓在槽內不易清除；另外，墊片選擇性較窄，以及厚度要求精確的特點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)法蘭面出現劃痕或損壞，可以進行密封面再機加工，完全可用。并且化工標準鋼制管法蘭、墊片、緊固件HG/20592～20635-2009取消了原RF密封面針對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。

在與煙臺巨力精細化工股份有限公司從德國引進技術的含氯裝置及可燃、爆炸性物料裝置的交流中，同樣印證了以上觀點。適當提高的法蘭的壓力等級，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。以運行多年的某項目液氯管道為例，見表2.

表2 運行多年的某項目液氯管道

過去一般設計該管道法蘭壓力等級采用PN25的TG或MFM面法蘭即可符合管道的密封要求，但國外專家采用的設計最終為PN40的RF面帶頸對焊法蘭。通過升高壓力等級，并采用RF面帶頸對焊法蘭(以提高法蘭剛度)從而達到比TG或MFM面法蘭更好的密封效果，但又方便拆卸檢修。而實際采購價格上，也基本相當。該企業實際運行效果良好，多年未發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，拆裝簡單，安全性能可靠。同樣可以應用在易燃、易爆介質，具有高度和極度危害介質的管道設備上，突面法蘭越來越受到企業及工程人員的青睞。

2 結論

對于不經常檢修及操作的法蘭，要求密封性高，仍可選用TG面或MFM面。借鑒國外的經驗，采用提高壓力等級的RF面帶頸對焊法蘭，應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勢更為明顯，企業及工程設計人員可以根據經驗及實際情況進行選擇。

[1] 全國化工設備設計技術中心站. HG20583-1988 鋼制化工容器結構設計規定[S].北京：中國計劃出版社，1998.

[2] 中國化工學會化工安全專業委員會. LD 31-1992光氣及光氣化產品生產安全規程[S]. 北京：中國標準出版社,1992.

[3] 全國化工設備設計技術中心站.HG20583-2011. 鋼制化工容器結構設計規定[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[4] 中國化工學會化工安全專業委員會.GB 19041-2003光氣及光氣化產品生產安全規程[S]. 北京：中國標準出版社,2003.

[5] 中國石油和化學工業協會. HG/T20592～20635-2009鋼制管法蘭、墊片、緊固件[S]. 北京：中國計劃出版社,2011.

[6] 中華人民共和國原化學工業部.GB50316-2000(2008年版)工業金屬管道設計規范[S].北京：中國計劃出版社,2008.

(本文文獻格式：田 濤,楊秀會,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，主要從事化工設計。

TQ055.8+1

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