高壓閥門法蘭泄漏原因分析及帶壓處理

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265706）

1 高壓閥門常見部位泄漏原因分析

氧化鋁生產流程中有大量的高、中壓礦漿閥門應用，這些閥門在經過多年的使用后由于輸送的礦漿的沖刷磨損、管道各種應力變化、運行中的震動等原因造成閥門法蘭普遍存在一些輕微的滲漏現象，這些滲漏的閥門如果不進行更換或者解體更換密封部件是難以根治的。

2 閥門連接法蘭面泄露分析

閥門的連接法蘭是管道、管件、閥門、儀表、設備等自身和相互實現連接的最常見、最重要的連接形式，法蘭的密封是通過緊固螺栓、法蘭、墊片三者的協同作用來實現的。其中墊片是實現密封的核心部件，而緊固螺栓使法蘭保持對墊片密封所需要的最小預緊力，只有足夠的螺栓預緊力才可以在法蘭和墊片之間保持足夠的摩擦力以防止法蘭之間的墊片被吹出，保持有效的密封，雖然法蘭連接具有拆卸方便且不用動火等特點，但因法蘭本身的結構特點，對螺栓的緊固方式和緊固程度有非常大的依賴性，但是螺栓在緊固的過程中，大約50%的扭矩是消耗在螺栓端面的摩擦上，有40%的扭矩消耗在螺紋的摩擦上，僅有約10%的扭矩用來產生了法蘭預緊力。

同時且即便螺栓緊固后法蘭也仍然存在各種應力的影響和墊片的塑性變形，當管道系統內的壓力增高時閥門和管道之間的法蘭呈現分開的趨勢，而螺栓和法蘭之間的密封墊片也將在這種壓力和應力狀態下逐漸產生彈性或塑性變形，螺栓作用在法蘭上的緊固力量和法蘭作用在墊片上的緊固力量也在不斷的減少，當作用在墊片有效截面上的壓緊力減小到等于管道系統內的壓力時，仍能保持密封。這時墊片上的剩余壓緊力即為墊片的有效緊固力，當有效緊固力減少到小于管道系統內的壓力時，就會發生泄漏。

3 閥門閥體法蘭泄漏分析

閥門法蘭泄漏的情況相對于閥門的連接法蘭的泄漏要少很多，但是也是閥門泄漏的一個重要部位，而且閥門的法蘭不是標準件，外形也不規則，因此處理閥門法蘭的泄漏要更為復雜，閥門法蘭之間一般采用非金屬密封墊，并且在閥門出廠時已經組裝并打壓試驗過了，而造成閥門法蘭泄漏的原因與閥門的連接法蘭泄漏的原因基本相同，都是由于管道的應力、法蘭緊固螺栓、密封墊片的塑性變形以及閥門的震動而引起，但是由于閥門法蘭的外形并不完全是規則的圓形所以相同的泄漏原因但處理方式卻并不相同。

一般情況下的法蘭的滲漏現象可以通過再次緊固法蘭的緊固螺栓進行處理，但事實上緊固螺栓處理泄漏的效果并不樂觀名主要原因有。

（1）密封墊片受到法蘭長期的擠壓將不可避免的產生塑性變形，密封墊片的變形情況和墊片受到的擠壓有密切的關系，法蘭之間壓力越大，密封墊的變形也就越嚴重，對密封墊的壓縮率和回彈率也必然產生嚴重的影響，而密封墊片的嚴重變形將會使密封墊失去原有的作用。

（2）管道存在的應力導致法蘭作用在密封墊片上的壓力減少，螺栓在預緊閥門和管道之間的法蘭的同時也是不斷拉長管道的過程，所以在預緊法蘭時管道存在的應力將使這一過程更加困難，當墊片產生塑性變形時只能通過進一步減少法蘭間隙來補充對墊片的壓力，無疑這會增加管道的應力導致螺栓作用在法蘭的預緊力度不斷增加而法蘭作用在密封墊上的壓力卻收效甚微。

（3）滲漏的雜質導致密封面之間產生間隙無法完全貼合，閥門內的介質在滲漏的過程中會殘存在法蘭和密封墊片之間，甚至在滲漏的過程中介質會劃傷法蘭密封面導致法蘭和墊片產生貫通傷，如果密封面產生了貫通傷則整個法蘭密封面就失去了作用。

4 壓堵漏的常見方式

帶壓堵漏的方式非常多，根據處理方式不同有支撐法、頂壓法、卡箍法、壓蓋法、打包法、上罩法、脹緊法等處理方式方法而根據現場的工況條件、加工能力、也可以合理地組合上述兩種或多種堵漏方法，而在閥門泄漏的帶壓處理中則常用閥體打孔注膠法和夾具堵漏法上罩法。

4.1 閥門與管道法蘭泄漏處理

帶夾具堵漏主要用于閥門法蘭出現的泄漏，閥門與管道的連接法蘭泄漏采用帶夾具的處理方式要較為簡單些，因為這些連接法蘭都是圓形的且屬于是標準件，因此夾具的制造和安裝要相對簡單些，而閥門的本體法蘭泄漏由于法蘭不是規則的圓形也不屬于標準件因此制作夾具更為復雜。

在帶壓堵漏技術中，夾具設計與制造的好壞具有很重要的作用，夾具不是用來直接堵漏的，而是起到輔助作用的，夾具有兩個半圓組成，帶壓堵漏時將兩個半圓緊緊的夾固在泄漏的法蘭外側，并進行固定，夾具的弧度與法蘭的外圓弧度相吻合，且在夾具上預留有注膠孔，將夾具固定好之后通過專門的注膠工具，把帶壓堵漏密封膠注入到夾具和法蘭之中，在法蘭部位與夾具之間形成密實的填充物，在法蘭的外圈重新形成新的密封，從而起到封堵泄漏點的作用。

4.2 閥體法蘭泄漏處理

閥門法蘭一般不采用安裝夾具的堵漏方式，而是采用法蘭縫隙對焊的方式將法蘭外圈進行焊接，由于閥門介質不斷的泄漏所以是無法進行滿焊的，所以在焊接時要不斷的焊接上旋塞閥或螺絲帽以保證滲漏的介質能夠不斷的排出無法在焊接時形成壓力，待周圈滿焊后將注膠工具與旋塞閥連接開始注膠使泄漏部位重現形成一道密封阻止泄漏。

5 結語

帶壓堵漏是一項高效、便捷、低代價的泄漏處理方式，經帶壓堵漏處理的泄漏部位雖然一般都能保證半年或幾年無泄漏，但帶壓堵漏只能是一項臨時的處理措施，對泄漏的閥門必須要利用停車的時機進行更換磨損的備件或重新更換新閥門。