淺論液氨籃式過濾器封頭法蘭密封失效成因

?某油田石化公司尿素裝置采用SNAM氨汽提法工藝，來自界區的原料液氨在進入中壓系統之前須經過液氨籃式過濾器先行過濾。自2010年5月開工生產運行以來，在歷次開車引氨階段液氨籃式過濾器封頭法蘭密封均出現失效現象，現場數次更換墊片以及緊固螺栓也沒有得到有效解決，導致生產現場操作條件惡化，裝置運行能耗上升，環境受到污染。

影響法蘭密封失效的因素很多，如法蘭的加工質量、法蘭的傾斜、法蘭的錯位、法蘭密封面的缺陷、螺栓預緊力的松弛、墊片的正確選型及安裝、介質對墊片的腐蝕狀況、壓力的波動以及溫度的變化等，都會對密封效果產生很大的影響。根據統計，造成法蘭密封泄漏的原因，50%-80%是由于螺栓預緊力下降導致密封的失效。一般地，螺栓原始施加的預緊力使螺栓有一定的伸長，并使墊片產生一定的壓縮量(形成一定的比壓)，但由于介質溫度變化、介質壓力變化或機械振動等原因，將使螺栓松弛，預緊力發生變化，密封比壓下降而引起密封泄漏。

以開車引氨階段液氨籃式過濾器內部溫度變化為例：在合成氨裝置沒有生產出滿足熔融尿素裝置開車需求熱氨的情況下，需要從液氨儲罐通過冷氨產品泵泵送一部分冷氨補充到熔融尿素裝置中壓系統，為了滿足熔融尿素中壓系統對所接受液氨溫度的工藝要求，冷氨產品泵泵送的冷氨先行經過液氨儲罐區域氨加熱器后再進入熔融尿素裝置界區，由于冷氨溫度提升需要一定時間，使得引氨初期總有一部分低溫液氨(-20℃左右)進入液氨籃式過濾器，而正常運行狀態下合成氨裝置供應液氨溫度為10℃左右，近乎30℃負溫差變化首先引起法蘭的冷縮，使墊片壓縮量減小；而緊固螺栓由于處于環境溫度中，受到比法蘭小得多的負溫差影響，其冷縮量比法蘭冷縮量要少得多，由此導致預緊力的下降，密封失效。