加氢反应器法兰泄漏主要原因分析及处理措施

JACKIE CHEN · 发表于 2023-8-8 17:18:31

加入五千万化工人社群

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？注册

x

PART 01

某公司重整装置K201预加氢第一反应器，在连续运行两年半后，设备顶部进料法兰出现泄漏，且泄漏量逐渐增大。K201预加氢第一反应器操作压力2.45MPa，工作压力 2.23MPa，设计温度385℃，工作温度370℃，工作介质是加氢油 (成分主要是C6～C9)，腐蚀裕度2mm/a；主要构件材料见表1。

表1 K201预加氢第1反应器材料表

登录/注册后可看大图

640.jpg (21.62 KB, 下载次数: 3)

下载附件保存到相册

2023-8-8 17:18 上传

二、进料法兰泄漏情况

PART 02

1．法兰泄漏情况

泄漏处为设备顶部进料法兰。紧固螺栓规格M33x260mm，材料35CrMoA／35CrMo。

图1是反应器进料法兰照片。由于椭圆形金属环垫与环连接面的接触不连续，在局部区域形成断点，造成金属环垫与环连接面之间的密封存在间隙，形成泄漏通道。经测量，最长不连续密封弦长约17mm，该处经物料冲刷形成的径向沟槽最深达0.8mm。

登录/注册后可看大图

640.jpg (53.1 KB, 下载次数: 3)

下载附件保存到相册

2023-8-8 17:18 上传

图1 反应器进料法兰照片

2．泄漏原因分析

对法兰密封来说，其泄漏状况与被密封介质的物性、工况条件，法兰密封面的粗糙程度、压紧力，法兰本身质量及垫片的基本条件、尺寸、加载卸载历程等诸多因素有关。如大连石化某天然气公司360万 t/a加氢裂化装置中的1台加氢裂化反应器出口管线法兰A182-F347材料由于存在奥氏体晶粒粗大和脆性析出相组织缺陷在使用中发生开裂泄漏，扬子石化芳烃厂加氢裂化反应器DC102出口管线法兰外侧异种钢焊接接头在高温高压临氢条件下产生裂纹泄漏。

由于上次检修后，重整装置K201预加氢第一反应器更换的金属环形垫片运行了两年半时间未出现泄漏，被密封的工艺介质和法兰均没有发生变化，因此可以只考虑工况条件的影响。

1

经统计，反应器上次检验后到发生泄漏的时间段内，开停车次数20次左右，在2.45MPa的压力以及370℃的操作条件下，垫片发生疲劳失效，泄漏现象发生。

2

长期的高温，造成螺栓及垫片蠕变和应力松弛，垫片密封比压下降；螺栓被拉伸，法兰变形，此时残余密封比压若小于最小工作密封比压)就会发生泄漏。

3

泄漏一旦发生后，高压物料从泄漏点溢出，泄漏处的密封面发生冲蚀，导致径向凹坑出现。

三、防漏措施及法兰修复和装配

PART 03

1. 避免操作温度异常波动和开停工时升降温速率过快
尽量减少非计划停车，避免反应器温度发生急剧变化，减缓反应器的温度变化梯度。通常加氢反应是强放热反应，反应速度受温度影响强烈，反应温度控制不当会使加氢裂化反应器在短时间内出现“飞温”。因此开停工时要随时注意控制好温度升降速率。

1

在停工停料过程中，新鲜进料和循环油管线中引入冲洗氢时要缓慢进行，防止高温高压法兰在降温速度过快时泄漏；当法兰由于冷却发生泄漏时，应及时用蒸汽吹扫油气，防止着火。

2

设备升温期间热膨胀和热应力会使法兰和垫片接点处有小的泄漏。当发生这样的泄漏时，应在泄漏处放置蒸汽软管，将油气吹散，这样可在连接点紧好以前，防止发生火灾；为使热膨胀的危害减到最小，一般加热升温速度不应超过25℃/h。

3

检修后或第一次开工时，设备管线的螺栓更换或拆装过，这些都是在常温即冷态下紧固的，而设备正常生产时，在较高的温度下进行。随着温度的升高，管线、法兰、螺栓将发生热膨胀，螺栓受热膨胀的系数与设备或管线法兰不一样，部分法兰的紧固螺栓会松动或由于热胀螺栓紧力不够，法兰密封即使常温气密性检测合格也会泄漏。为了保证不泄漏和装置安全生产，可以采用反应器升温至250℃时热紧或高温油气密封点在线监测技术。法兰密封状态监测系统能够在线连续监测高危易漏保温层下不可达法兰密封点的健康状况，实现预测性维护，降低反应器等重要设备或其部件的长周期操作运维成本。

登录/注册后可看大图

640.jpg (234.32 KB, 下载次数: 3)

下载附件保存到相册

2023-8-8 17:18 上传

图2 高温油气法兰密封泄漏在线连续监测和预防

2. 法兰密封面修复

由于法兰上的环接触面出现不均匀冲蚀，需要遵循《压力容器安全技术监察规程》进行修复。设备接管法兰与设备本体相连，可以在装置现场使用专用工具修复，图2是修理现场照片。专用工具由支承盘、中轴和刀架3部分组成。将支撑盘固定在法兰接管上，在支撑盘上对称分布八个顶丝，用来找正调整刀架；将中轴和刀架安装到支承盘上并找正后，将车刀安装在刀架上，通过人力推动刀架在接管法兰上做圆周运动切削环接面，用230角度模板校正，最后再用研磨的方法，使切面的表面粗糙度达到：槽斜面Ra1.6，槽底面 Ra6.3。

登录/注册后可看大图

nbxs21 · 发表于 2023-8-16 23:10:49

简介--1、上次检修更换金属环垫与法兰不严紧，检修检修前如果法兰和旧的金属环垫没有问题建议涂抹润滑脂保护利旧，因为新加工的工件表面可能存在偏差所以可能导致密封泄露。 2、检修回装后法兰螺栓紧固没有达到要求，法兰 ...-登录查看全文

璞趣 · 发表于 2023-8-16 09:03:12

简介--JACKIE CHEN 发表于 2023-8-9 13:35 谢谢你的回复，那除了这些需停车的检修方法，那有没有不停车能解决泄漏的方法吗？参考带病作业-登录查看全文

回路夏秋 · 发表于 2023-8-15 20:19:04

简介--学习了-登录查看全文

ftxswb · 发表于 2023-8-10 16:17:22

简介--出现了这种事故不停车维修难。-登录查看全文

发表于 2023-8-10 15:20:39

简介--学习了-登录查看全文

JACKIE CHEN · 发表于 2023-8-9 13:35:06

简介--谢谢你的回复，那除了这些需停车的检修方法，那有没有不停车能解决泄漏的方法吗？-登录查看全文

huanghong · 发表于 2023-8-9 10:52:44

简介--谢谢分享 -登录查看全文

ganjb · 发表于 2023-8-9 08:41:38

简介--产生法兰泄漏的原因很多，具体情况具体分析处理。-登录查看全文

ckjrmwnwtz · 发表于 2023-8-8 19:18:58

简介--分析：导致加氢反应器法兰泄漏的主要原因可能包括以下几点： 1. 垫片老化或磨损：由于加氢反应器的工作温度较高，垫片可能会因为长期受高温的影响而老化、硬化或者变形，导致密封性能下降。 2. 法兰连接不牢固： ...-登录查看全文

[原创] 加氢反应器法兰泄漏主要原因分析及处理措施

加入五千万化工人社群