换热器头盖法兰的带压堵漏案例分享

换热器头盖法兰的带压堵漏案例分享

带压堵漏技术是一项能在不停工的情况下迅速消除泄漏的设备紧急抢修技术，现已在石化、电力、冶金等流程企业得到广泛应用。卡具注胶堵漏是带压堵漏技术中适用范围最广、效果最好，同时也是难度最大的一种堵漏技术。

换热器头盖法兰泄漏是带压堵漏的难点之一。由于其尺寸大，因此堵漏成本相对较高，堵漏难度也相对较高。解决此类问题的关键是如何合理设计卡具，在保证堵漏效果的情况下，降低卡具造价、减少注胶量。

换热器头盖法兰卡具设计

1、换热器头盖法兰堵漏难点分析

换热器头盖法兰密封与一般的工艺法兰密封形式不同（见图1），换热器普遍采用凹凸面密封，压入垫片的胴体与换热器的壳体及头盖之间的间隙一般为1~2mm。头盖法兰一旦泄漏，在这么小的间隙下密封剂无法到达和深入，如果采用局部卡具设计的堵漏方法，最后泄漏会从卡具的两端、换热器的胴体与壳体间的间隙漏出。

其次，由于换热器头盖法兰的外径尺寸一般都比较大，因此设计整体卡具的尺寸也大。如果卡具厚度不够，没有足够的刚度和强度，在高的密封比压下就很容易发生卡具变形，造成密封剂漏出，最终导致堵漏失败。如果卡具太厚，一方面增加了堵漏成本，另一方面造成卡具安装难度也大大增加。

2、换热器头盖法兰卡具设计要点

卡具注胶带压堵漏只要卡具设计得好，堵漏就成功了80%。根据上述分析，换热器头盖法兰堵漏卡具要注意如下几个方面：

（1）为减少密封剂的用量，整体卡具的凸台高度要伸到螺栓孔的外边缘，这样可大大压缩密封剂的用量和厚度；然后，在法兰槽底部到螺栓之间再设计垫块。

垫块如图2所示。垫块的宽度要小于二螺栓的间距，以便于安装时从二螺栓间塞入；厚度要小于法兰槽底部到螺栓间距5mm左右，为穿铁丝留有余量。

这样，所需密封剂的厚度已大大减至约大于螺栓直径的厚度，整个卡具的密封剂的用量可减少超过1/3。一方面节省了密封剂费用，另一方面可有效减少密封剂的内聚力对卡具可能的破坏。

槽内填坑为什么设计垫块而不是随便采用其他物品填充呢？因为其他物品在密封剂注入过程中很容易被挤压到一起，阻挡密封剂流动。同时，这些物品间会存在间隙，而密封剂在流动过程中因受到阻挡很难填满各间隙，必然会影响到密封效果、导致堵漏失败。垫块设计时要设计一定数量窄些的垫块，在固定吊装螺栓部位要设计短的垫块。设计好后的垫块在安装时，要用铁丝将之固定，见图3。

（2）针对卡具强度问题，设计外加压板和拉环进行补强。

由于法兰外径大，卡具的尺寸和曲率半径也就大，在密封压力的作用下卡具抵抗变形的能力相对较弱，因此在不过多增加卡具厚度的情况下就需要对卡具进行补强。在设计时，可利用换热器上的螺栓设计固定件拉环，见图4。压板设计见图5。这样可增强卡具的抗变形能力，提高了堵漏的密封效果。

由于换热器头盖法兰卡具外径大、周长长，为了提高卡具的环形紧固力，还可将卡具设计为四均分较为合适。若设计多于四均分，会增加卡具剖切面数量，也增加了密封剂外溢的风险。

（3）针对法兰间隙大、卡具宽的特点，卡具的注胶孔应设计为双排孔。

这样设计的目的是为了缩短密封剂行进的距离，防止局部过压对卡具造成的破坏。针对固定吊装螺栓部位的突兀处，在卡具上的固定部位设计一个大小尺寸合适的铣槽，以包裹突兀点，见图6。针对换热器检修时预留在法兰上的吊装孔，设计孔销，阻止在堵漏注胶过程中密封剂从孔中外泄，见图7。

现场应用

某石化硫磺装置3.5MPa蒸汽换热器E5105头盖法兰发生严重泄漏，若不能及时处理、消除泄漏，装置将被迫停工，现场泄漏状况见图8。根据现场情况，按上述设计要求设计卡具。注意现场的每一个细节，比如有些法兰螺帽不一样大，先进行了清点和测量，并设计了二种不同的扣在螺帽上的拉环。现场施工作业时，一切均很顺利，堵漏很成功。堵漏完毕后，堵漏效果见图9。

总结

换热器头盖法兰泄漏在石化企业长周期生产运行过程中时有发生，带压堵漏的立足点是：如何提高堵漏成功率，同时降低堵漏成本。到目前为止，我们已进行过80余次换热器头盖法兰的带压堵漏作业。采用上述设计，不仅堵漏效果好，还比以前节省了约30%~40%的密封剂用量，大大节约了堵漏成本，减轻了注胶堵漏劳动强度，同时缩短了泄漏时间，创造了巨大的经济效益和社会效益。