摘要：蒸汽管道在运行使用的过程中一般存在较多的泄漏现象，这些泄漏现象大多不具备太多的规律性。针对目前的管道法兰泄漏情况，进行了一定程度上的理论分析，分析内容对象包括密封垫片、螺栓刚度、螺栓应力、螺栓紧固状态等。在蒸汽管道法兰泄漏的问题上，应该从密封垫片选择、构件选型和质量、施工中的规范要求、辅助工具等方面入手，做好法兰渗漏的必要控制工作。
关键词：蒸汽管道；法兰泄漏；理论分析；整改措施
1引言
蒸汽管道因为具有较高的温度和压力影响，在管道连接较为薄弱的法兰处，常常会遭受泄漏问题的影响，即使经过一些规范的泄漏补救措施的治理，依然也不能完全杜绝法兰泄漏情况的再次发生，在蒸汽管道法兰泄漏的治理和防止上，应该重点从设计以及施工角度出发，找到相关影响因素的解决措施。
2现场状况
现场的蒸汽管道法兰泄漏情况表现为以下特点。
（1）法兰泄漏分布地点并没有明确的规律，造成泄漏的原因也是多方面的，泄漏情况总体呈现出无规律的分布状态。
（2）蒸汽管道内的所有连接法兰都出现了不同程度的泄漏。
（3）法兰的泄漏情况往往是从一些细微的病害情况开始，随着泄漏时间的增加，逐渐发展成为较大的泄漏情况。
（4）对于一些利用注浆法修补的法兰泄漏病害，部分修补部位依然存在泄漏情况，修补的次数不是一次性完成的。
（5）蒸汽管道法兰连接处的泄漏情况，受到蒸汽管道内的压力变化影响较大，在蒸汽压力比较稳定的情况下，法兰连接处的泄漏情况较少，如果蒸汽压力反复变化，不能始终处于稳定的区间内，那么法兰连接处的渗漏情况就会明显的增加。
3蒸汽管道法兰泄漏理论分析
3.1密封垫片
密封垫片是保证法兰连接不出现渗漏最重要的组成元件，密封垫片一般具有弹性性能，当两端的法兰盘在螺栓紧固力的作用下，将弹性的密封垫片压紧，使得连接位置能够充分的密实好，同时能够有效的承受一定的蒸汽压力的影响。但是一般材料制作的密封垫片，受到温度的影响会产生不利的变化，一般会造成密封垫片蠕变，导致密封垫片的密封性能降低，导致了最终泄漏情况由小变大的发展。密封垫片在使用选择的过程中，需要综合考量两个性能方面的要求，一个是垫片的压缩回弹性能，一个是受蒸汽高温影响后的蠕变性能，两者都要满足蒸汽管道的使用要求，高温蠕变不可避免，因此就要控制垫片的回弹性能，使垫片在受到蠕变影响时，依然能够以其高回弹性填充所有法兰盘之间的连接空隙，否则随着变形量的增加，必然会引发法兰的泄漏。
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3.2螺栓刚度分析
研究表明，通过有效的减少螺栓的刚度或者增加螺栓的柔度，在一定程度上能够有效的减少蒸汽管道中，因为蒸汽压力的不断变化而对法兰泄漏造成的不利影响，因为柔性的法兰连接方式能够有效的承受压力变化中的冲击作用，对压力起到一定的缓冲效果，有效的增加了法兰连接处的密封使用时间。
3.3螺栓应力分析
因为法兰盘与螺栓受到的管内蒸汽温度的影响不同，表现为二者的温度不同，在不同的温度条件下，必然导致二者的温度应力不同，而应力的不同会使得法兰盘和螺栓的变形情况不一致，在刚接状态下，这种不一致的位移趋势，可能引发法兰处的泄漏情况。研究表明如果在保证螺栓正常使用的情况下有效的减少螺栓的直径，能够很好的改善温差荷载的影响。
3.4螺栓紧固状态
在各个螺栓与法兰盘紧固连接的过程中，很难保证各个螺栓的紧固力在法兰盘上一致，各个螺栓因为紧固力的不同，也会对法兰盘以及密封垫片产生不一致的挤压力，从受力的情况来看，法兰盘受到了弯矩附加应力的影响，造成蒸汽管道可能会在受力较小或者较大的一侧首先出现泄漏现象，另外螺杆与法兰盘不能保持垂直状态，螺母不能紧密的贴服在法兰盘上，在长期的蒸汽管道使用运行中，也会产生各种泄漏的隐患。
4整改措施
（1）正因为密封垫片对法兰连接渗漏的重要影响作用，在选择密封垫片时，要在其规格型号以及产品质量上做好充分的控制。对计划采用的密封垫片的蠕变性能进行科学的实验分析，保证蠕变性在一定的时间段内不会造成法兰的泄漏影响，要根据密封垫片的使用性能状况，制定定期的更换计划，论证更换计划的科学性，严格按照更换时间点执行更换工作，更换时间要根据蒸汽管道的运行间歇情况具体执行，但是不能将更换时间延长到计划更换时间的目标时间之后。
（2）在螺栓的紧固阶段，应该采取精确的紧固设备，一般采用定扭矩紧固设备进行法兰螺栓紧固连接，确保法兰连接后不会受到较大的弯曲应力的影响，也要对螺栓的紧固力的大小进行准确的计算，确保适当的紧固力能够保证法兰的长期使用能力。
（3）针对法兰系统以及管道内部垫片而言，应当将其限制于最小幅度的塑性形变，同时也要慎防高温蠕变以及高温脆化带来的各种不利影响。
（4）在螺栓的选择上优先采用弹性螺栓。弹性螺栓能够一定程度上承受蒸汽管道的压力变化冲击，起到良好的缓冲作用。弹性螺栓的选择上应该偏向于通过滚压制作工艺而形成的配件，这种工艺下的弹性螺栓具有更加耐疲劳的性能，生产中尽量采取热处理工艺，与蒸汽管道下的长期高温环境相匹配。
（5）检查法兰密封面的性能情况，对于制造上存在瑕疵的产品要坚决剔除。在施工中可以根据紧固情况适当增加弹性垫片，弥补温度荷载和膨胀效应等因素的不良影响，也可以有效消除因为连接过程中的弯曲应力，导致的法兰盘受力不对称性。
5结语
从目前的蒸汽管道使用情况来看，法兰泄漏的现象依然比较严重，法兰连接处的渗漏受较多因素的影响，在未来的蒸汽管道法兰连接探索中，应该不断完善法兰连接的相关问题，积极引入先进的改良理念，发挥创新的精神，为蒸汽管道的有效运行使用做出重要的贡献力量。
参考文献
[1]费继增.蒸汽管道法兰泄漏原因分析及对策[J].化工设备与管道，2012.
[2]蔡仁良，蔡暖姝，尤子涵等.螺栓法兰接头安全密封技术[J].化工设备与管道，2013.
论文作者:班小宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：法兰论文; 螺栓论文; 蒸汽论文; 垫片论文; 管道论文; 法兰盘论文; 情况论文; 《电力设备》2019年第20期论文;