化工法兰泄漏简析和解决方法 -通用
蒸汽法兰密封失效原因分析及解决方案
再 次泄 漏．
检， 回装时在垫片与密封面之间涂抹高温密封脂 ，
每个螺栓上加一件预 紧碟簧． 据工艺操作的工 根 况条件 ， 温度 、 压力及螺栓材质 、 规格等通过强度 计算 选取 碟 簧 型号 为 ２８３ ４ ．运 行 至 ０ １Ｆ Ｍ ２ ｊ ２１ 年 ４ （ ０１ 月 该设备到期容器检测时拆检） 在这 ， 三年的运行过程 中， 经历了多次装置波动和短停 ，
ｅ ｃ ｃ ｎ ｏｕ ｉｎ ｉ ｆ ａ ｙ ａ ｄ Ｓ ｌ ｔｏ ｓ
Ｚ ＨＡＯ Ｅ － ａ ， ＡＮＧ ｉｇｔｏ Ｆ ＮＧ Ｍａ －ｈ ｎ ｒｂ ｎ Ｗ Ｍ ｎ —ａ ， Ｅ ｎ ｃ ａ ｇ
（ ｅｙ ｎｔｌ ｆ ｔｒ ｏ ｌ ｅｒ ｈｍｃｌ ｏ ｐ ｎ ，ｉｎＣｔ １２ ２ ） Ａ ｒｌ ｉｉ ｃｏ ｆ ｉｎＰ ｔ ｃ ｅ ｉ ｍ ａ ｙＪ ｉ ｉ ３ ０ １ ｏ ｒｅ ａ ｙ Ｊ ｉ ｏ ａＣ ｌ ｙ
文章 编号 ：０ ７２ ５ （０ １０ － １－３ １０ －８ ３ ２ １ ）７０ ８０ ０
蒸 汽 法 兰 密 封 失效 原 因分 析 及 解 决 方 案
赵 尔班 ， 明涛 ， 王 冯满仓
（ 吉林石化公司 丙烯腈厂 ， 吉林 吉林 １ ２２ ） ３０ ｉ
摘要 ： 蒸汽法 兰密封结 构失效机理 比较复杂 ， 针对现场实际结合理 论 ， 全面分 析了蒸汽法兰 密封失效 原
吉
林
化
工
学
院 学
报
２１ 正 ０１
垫片为材质 ３４ ０ Ｌ的金属椭圆垫片， 螺栓为 ２ 套材 ０ 质 １ＣＭｏ的 Ｍ ２双 栓 ． 艺 介 质 为 ４ ３ ａ ５ｒ ４ Ｊ工 ．６ＭＰ （５ ２６℃） 的过饱和蒸汽． 该设备于 ２０ ０ ８年 ５月拆
废热锅炉法兰防泄漏改进措施
管喷射灭火装置 ， 可及时防范小 的火情（ 图２ ） 。
格 的变换气。 在 开车至今 出现过多次管箱大法兰垫片失效 ， 气体
泄漏燃烧事件 ， 分析原 因认为存在以下 问题 。 （ １ ） 受温度影响 ， 紧 固螺栓特别是受 到开 、 停车 热胀 冷缩的 作用 ， 容易造成 预紧力偏小和松动 ， 导致金属缠绕垫 片受热后失
的多少与矿石的通过量 、 破碎效率等有着重要关系 ， 而齿板齿 的
理想 ， 主要 原因有 ： ①破碎 机工作时所产生 的粉尘量大密度 高 ； ②吸尘罩离出尘 口距离远且角度设计 不合理 ，粉尘容易扩散不 易收集 ； ③喷雾头水压低 ， 雾化效果不好 ； ④喷雾头设置少 ， 进 出 口每处只有一个 ； ⑤ 破碎机 的后腔 ， 也 就是衬板及弹簧座处未设
（ ２ ） 大法 兰与管板焊接 处 理后 ， 设 备运行 了一段 时
间， 由 于 焊缝 受 热 应 力 和操
作 工况波动影 响 ， 焊缝处 时
边 中间开孔 ， 插入压缩空气管 ， 塞子要加把手便于握住 。 制作一套 压力控制检测装置还需要 Ｄ Ｎ １ ５ 球 阀一个 ， 球阀后边短管开孔接
利 文］ Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｔ ｏ ｎ ｇ ｍ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎ ｇ １ ９ ９ ９ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ ［ 编辑
需配合好才能加快速度 ，换热管没有漏点的话平均 ４ ０ ｓ 一根 ， 有
ｌ 围 设 备 管 理 与 维 修２ ０ １ ３ № ５
。
． ．
筮
鎏 三 煎： 查 蓉 越基 ＝
压力表 。 用软管连接开孔 的塞子 ， 检测时需三人进行 ， 一人开关球
会使速度变 嗄， 因此塞子磨损 ， 要注意及时更换。
化工常用容器泄漏治理技术
常见化学品容器泄漏处理技术在现代石油化工厂，高塔林立，储罐成群，还有各种各样的釜、桶、槽等容器，数量众多，不可或缺。
压力容器的工作条件（如高压、高温、腐蚀介质等）比较恶劣，极易发生腐蚀、磨损、变形、疲劳等缺陷，如果无法及时发现并消除这些缺陷，便可能发生泄漏。
本节主要介绍油箱、液化石油气球罐、槽车、气瓶、锅炉、热交换器等容器的泄漏处理。
一、油箱油箱是储存石油的重要设备，有威武矗立的圆柱形油箱、汽车拉油用的车载罐、油桶等。
随着石油工业的发展，石油储罐越来越大，我国目前最大的油箱达到10×104m3。
油田使用的油箱主要有固定拱顶罐和浮顶油箱两种。
国内油田七、八十年代建成投产的油箱，大部分是拱顶罐。
由于附件问题（如呼吸阀冬天易冻，多数被拿掉阀瓣，变成通气管）而造成敞口，石油中大量的伴生气挥发进入大气。
另外，拱顶油箱在运行过程中不可避免地存在着“大小”呼吸损耗。
浮顶油箱消除了油面以上的气体空间，也就没有了呼吸损耗，大大减少了气体泄漏。
浮顶罐可以控制储存汽油时的挥发90%。
因此，应尽量使用浮顶油箱。
1．油箱油气挥发的防止措施对于固定拱顶罐，可应用油箱抽气装置回收油箱挥发气体，或采用氮气密封，以减少油箱气泄漏损失，实现油气密闭集输处理。
（1）油箱抽气装置胜利油田设计院研制的“油箱抽气装置”，由皮囊缓冲系统、压缩机、分离器等组成。
它通过玻璃钢管线与油箱连接，挥发气体沿管道进入分离器，分离出气体中的轻质油，再由压缩机加压外输。
橡胶皮囊以及变频控制系统，可有效地控制气压的波动变化，使密闭油箱始终处于微正压状态（0.05MPa），从而保证油箱安全运行。
（2）氮气密封将氮气充填在固定顶油箱的油气空间，此时，由于氮的密度低于石油和天然气的密度，它漂浮在石油和天然气上，从而形成氮气密封，阻止油气泄漏，可以减少油品蒸发损耗98%左右，并且能够防止油箱内气体爆炸，而对储存油品的性质没有任何影响。
氮气密封用的氮气通过管道输入固定顶油箱的油气空间，氮气压力应根据油箱的耐压程度而定，尽量降低压力，压力一般为355～1750Pa。
阀门自密封泄漏原因分析及处理措施
阀门自密封泄漏原因分析及处理措施摘要：随着社会生产力的不断提高，人工发电已经在日常生活中普及。
当今，和谐社会的主要发展方向是保护不可再生能源，因此有必要根据当前的环境因素对发电技术进行升级。
中国的核电机组是主要的发电力量，虽然发电技术仍然占据大部分市场，但中国的电力仍然落后。
作为发电设备的重要组成部分之一，高压阀被用来控制发电厂设备。
本文主要阐述了阀门泄漏的主要原因及正确的处理方法，从而最大限度地降低设备故障的概率。
关键词:阀门；泄漏；原因分析；处理措施一、阀门类型阀门装置是单个炼油传动装置中不可缺少的自动切断和电流控制传动装置，是在正常炼油操作中自动隔离整个单个炼油设备和切断与炼油系统内部连接的重要关键装置。
只有保证单阀正常安全运行，无任何泄漏，才能保证各种大型单阀设备(如空气压缩机等)的正常安全运行和维护。
得到有效保证，阀门装置的正常、安全、长时间、充分和良好运行得到有效保证。
由于腐蚀技术、腐蚀介质和环境腐蚀条件的不同，必须使用不同的腐蚀阀来满足其腐蚀要求。
在我国的石油炼制和化工行业中，主要使用平板闸阀(楔形平板闸阀和楔形平板闸阀)、截止阀、安全阀、球阀、蝶阀、单向阀、柱塞阀和爪式旋塞阀。
根据其不同用途，可分为以下几类：(1)用于切断或连接管道介质的闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀和蝶阀；(2)液压闸阀(主要产品有气动和电动)、减压阀、节流气动控制阀、蝶形调节闸阀、平衡阀等。
主要用于气动调压阀的气动压力调节，以调节液体流动介质之间的气动压力，并调节气体传输通道管道中液体介质的流量；(3)小型无流量溢流阀，用于控制和防止流动介质单向倒流，保证流动介质单向稳定流动。
(4)适用于室内超温、超电高压安全阀的保护，排出阀内多余的水介质，防止阀内温度和压力的溢流超过系统规定的溢流值，从而有效保证供水设备和地下管道排水系统的安全正常运行。
二、阀门泄漏原因分析2.1阀杆填料泄漏的原因在旋转阀门操作和使用水的过程中，阀杆和流体填料之间经常存在相对运动，主要包括横向旋转和两个轴向轴线的运动。
任务一 化工管路常见故障及其处理分析知识分享
当深度达0.05mm及以上时，应先采用精车的办法 去掉破坏层，再进行研磨；
当破坏情况严重时，则应先堆焊，再车削，最后再 进行研磨。
检查时，若缺陷用肉眼分辨不清楚，可涂红丹后用 校验平板检查，也可先将密封面擦干净，用铅笔在密 封面上画同心圆或通过中心的辐射线，再把密封面放 到校验平板上轻轻按住并旋转几圈，然后检查密封面， 如所画的铅笔线全部被擦去，则密封面是平整的，否 则不平整。
化工管路常见故障及其处理
故障 类型
管路 泄漏
产生原因
⑦螺纹连接的密封失 效 ⑧铸铁管子上有气孔 或夹渣 ⑨焊接焊缝处有气孔 或夹渣 ⑩管路腐蚀
消除方法
⑦更换连接处的密封件 ，带压堵漏 ⑧在泄漏处打上卡箍， 带压堵漏 ⑨清理焊缝、补焊，带 压堵漏 ⑩更换管路，带压堵漏
化工管路常见故障及其处理
故障 类型
破坏
补焊后车削或镗削、更换
截止阀主要零部件常见破坏形式与修理方法
零件 名称
阀杆
套筒 螺母
常见破坏形式
①弯曲 ②裂纹或断裂 ③螺纹破坏
螺纹破坏
阀座 阀盘
密封面破坏
修理方法
①矫直 ②补焊或更换 ③更换
更换
有轻微沟槽时(<0.05mm) 研磨；较大时车削或镗 削后研磨；严重时先补 焊再车削最后研磨
3.截止阀的修理
3.截止阀的修理 ②密封面的修理。 对于泄漏的密封面一般是采用研磨的方法进行修理。
研磨过程中最常用的是用磨具和研磨剂对关闭件进行 研磨修理。
其研磨过程如下： a.研磨前的检查。关闭件的破坏程度不同采用的修 理方法就不同。 当关闭件密封面的缺陷(划痕、压伤、凹坑等)深度 小于0.05mm时，可采用研磨的方法予以消除；
对于密封件面的研磨一般可分为粗研磨、细研磨和 精研磨三个工序。
浅析控制阀填料泄漏原因及解决的对策
浅析控制阀填料泄漏原因及解决的对策控制阀在使用过程中，由于工况变化、阀体自身结构差异等多种原因造成控制阀填料泄漏，这是控制阀最常见的故障，是影响装置连续生产的重要因素，也是许多化工厂、炼油厂常见的公害，这不仅浪费物料，而且污染环境。
因此，杜绝控制阀填料泄漏是仪表日常维护的一个重要环节，也是一个不易解决的问题，是值得我们研究的课题。
控制阀填料的作用和分类控制阀填料一般装在上阀盖的填料函中，其作用是阻止被控介质因阀杆运动而引起的泄漏。
常用的填料按材质主要分为两大类：聚四氟乙烯和柔性石墨（石棉产品已在很多国家禁用，本文就不进行讨论），并通过这两种基本材料衍生出许多种填料，以适用不同场合的需要。
1、聚四氟乙烯聚四氟乙烯是一种合成树脂材料，以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它周围构成严密的屏障，使其具有极好的抗化学腐蚀性能。
物理和化学性能稳定，抗腐蚀能力甚至超过玻璃、陶瓷，即使对强酸、强碱、强氧化剂，也有很好的抗腐蚀能力，是一种良好的密封材料；并具有良好的抗老化性能、摩擦系数小、密封性能好等优点，是取代石棉的理想材料；但其耐温性能差，聚四氟乙烯在200℃以上开始极微量的裂解，受压、受热易蠕变而影响密封性能；且不适用于熔融的碱液或氟化物场合。
常用的聚四氟乙烯填料：聚四氟乙烯成型织状填料它是采用聚四氟乙烯散料编织压制而成，是一种开口填料，柔韧性好，持久耐磨，密封效果好，更换方便，是应用最广泛的一种填料。
V型聚四氟乙烯填料一般用聚四氟乙烯棒车削加工而成。
填料结构成V型，在两端压紧情况下，由于聚四氟乙烯的摩擦系数小，有润滑作用，密封性能好。
其主要结构有两种：60°V型用于普通阀，90°V型用于高压阀。
四氟-石墨填料通过加入部分玻璃纤维、石墨、二硫化钼，以提高四氟乙烯抗蠕变和导热性能，但硬度变大，耐腐蚀能力下降，密封性能下降。
2、柔性石墨又称膨胀石墨，用天然石墨磷片制成，是一种理想的密封材料。
压力容器几种常见的泄漏方式
的尖端在温差等应力的作用下， 因应力集 中而出现裂纹 ， 并且不断向 外扩展 ， 最终导致泄漏 。 ３ ） 裂纹。 焊缝裂纹是在焊缝金属冷却收缩中形 成的， 在焊缝缺陷中是最危险的一种。 由于裂纹的存在 ， 不可避免地会 出现应力集中， 使裂纹不断扩展 ， 达到一定深度后 ， 使设备或管道产生 泄漏。 ４ ） 未焊透和咬边。电焊会在焊件的间隙和边缘处出现未能熔化 的现象， 即留下间隙 ， 称为未焊透。气焊时如操作人员焊接技术不佳， 就会在基本金属和焊缝金属边界处形成凹坑或凹槽， 称为咬边。不论 是未焊透还是咬边 ， 都减少了焊缝金属和截面面积。它们均会形成应
的压力差 ， 设备就不会漏了。 这个流体阻力的增加 ，是靠密封面上的密封比压的增加来实现 的。 法兰在螺栓预紧力 的作用下， 将两法兰之间的垫片压紧。 这个施加 于单位面积上的压力必须达到一定的值才能使垫片变形 ， 从而填满微 观缝隙， 形成 初始 而必 要 的密封 条件 。这个 压 紧力称 为垫 片 的密封 比 压。 这个密封比压力 的大小 ， 主要取决于垫片的材料 、 尺寸和法兰压紧 面的形 状 。法兰 压紧 面形式 的选 择 既要考 虑垫 片 的形状 及材料 ， 也 要 考虑操作的压力 、 温度 、 介质腐蚀性等工艺条件和设备的尺寸。
科 技 论 坛
民营科技 ２ ０ １ ３年第７期
压 力容器 几种常见 的泄 漏 方式
闫 瑛
（ 哈 尔 滨 市锅 炉 压 力 容 器检 验研 究 院 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 带有压差的隔 离物体都存在泄 漏的可能。现主要 对三种 常见 的泄 漏方式进行分析 。 关键词 ： 压力容器 ； 泄漏方式 ； 分析
１ ． ２ 法兰的泄漏。１ ） 界面ｌ 生 泄漏。 被密封介质通过垫片与两法兰之间 力集中， 造成焊缝被破坏， 使设备产生泄漏。 的间隙产生的泄漏称为界面泄漏 ， 泄漏原因可能是密封垫片压紧力不 ２ ． ２ 腐蚀引起的泄漏。金属和周围介质之间发生化学或电化学作用 足， 即比压达不到要求 ； 也可能是垫片长期使用， 发生老化变形 、 龟裂 、 而引起的破坏称为腐蚀。 如铁生锈、 铜发绿锈、 铝生 白斑 等。 根据腐 失去 回弹力等， 这些都会引起界面泄漏。 ２ ） 渗透『 生泄漏。 因为设备或管 蚀过程的不同， 金属的腐蚀可分为化学腐蚀与电化学腐蚀。 道内外压差的存在 ， 被密封的介质通过垫片内部微小的间隙而从 内部 １ ） 化学腐蚀。化学腐蚀是指金属表面与环境介质发生化学作用 高压侧渗到外部低压侧的现象称 为渗漏， 当前 ， 垫片的常用材料有植 而产生的损坏。 其特 是在金属表面上发生腐蚀。 腐蚀的过程没有电 物纤维、 动物毛纤维 、 化学纤维 、 矿物纤维等 。这些材料的组成成分比 流产生。在化工和石油化工生产中， 大多数的机器和设备是在高温下 较疏松， 致密ｆ 生 较差 ， 纤维与纤维间存有无数的／ Ｊ 、 缝隙， 极易被介质浸 操作的。金属在高温下受蒸汽和气体作用， 产生金属高温氧化及脱昧 透， 造成介质从高压侧渗透到低压侧 。渗透ｌ 生泄漏与被密封的介质压 就是一种高温下的气体腐蚀 ， 是化工和石油化工设备常见的化学腐蚀 力和黏度有关。 介质压力越高 、 黏度越低， 越容易发生渗漏。 ３ ） 人为性 之一。 ２ ） 电化学腐蚀 。 金属与电解质溶液间发生电化学作用所产生的 泄漏。 若将垫片与法兰装得不同心， 螺栓预紧力过小 ， 造成密封比压达 腐蚀称为电化学腐蚀。 它的特｜ 是在腐蚀过程中有电流产生。 金属在 不到密封要求 ； 或预紧力过大 ， 使垫片失去回弹力 ； 或是在连接螺栓 中 电解质溶液中， 在水分子的作用下 ， 使金属本身呈现离子化。 当金属离 预紧 力大 小不一 致 ， 均会造 成泄 漏 。 因为这种 泄漏 是安 装质 量造 成的 ， 子与水分子的结合能力大于金属离子与其 电子的结合能力时， 一部分 放称 人为 泄漏 ， 也称 为破坏 性泄 漏 。 金 属离 子就会 从金 属表 面转移 到 电解 质溶 液 中 ， 形成 电化学 腐蚀 。金 以上三种泄漏 中， 除渗透泄漏与时间关系不大外 ， 其余两种泄漏 属在各种酸 、 碱、 盐溶液中以及工业用水 中的腐蚀都属子电化学腐蚀。 都将随时间的推移而严重。 故发现泄漏后， 应立即采取措施 ， 以免给堵 ３ 振动 与冲 刷 引起的 泄漏 漏作业带来不便 。 ３ ． １ 振动引起 的泄漏。 由于各种原因引起的振动是无处不在的。 振动 １ ＿ ３ 解决方法。 １ ） 采用波齿复合垫片代替原钢包石棉垫片。 波齿复合 可使法兰连接的螺栓螺母松动 ， 造成加在垫片上的比压减少 ； 振动可 垫片是一种新形密封垫片 ， 它由特殊构造的金属骨架与膨胀石墨材料 复合而成。金属骨架上下表面有相互错开的特殊形状的同心圆沟槽 ， 从而具有良好的弹性。 金属骨架的上下表面复合垫片。 波齿垫具有金 属和非金属膨胀石墨面的双重优点 ， 由于金属骨架构造具有 良好 的回 弹 陛， 使其在压力 、 温度变化的场合仍具有优 良密封 ｌ 生能和 回弹陛， 优 其适用于于高温高压和压力温度波动的场合。 ２ ） 采用碟簧代替原普通 的螺栓垫圈。 碟簧采用高弹性材料制作而成 ， 因其形状呈碟形 ， 故称碟 簧。 具有低行程 、 高补偿的特点。 它能吸收温差波动造成的应力松弛 ， 使螺栓的预紧力始终如一 ， 同时消除压力变化造成 的影响， 补偿法兰 使焊缝的裂纹加深加长 ， 最终结果都会导致泄漏的发生。 物体都有其 自身固有的 自振频率 ，其频率 的高低取决于 自身固 有特 ｌ 生， 如与长度 、 直径 、 自重及支撑 隋况等有关。例如与其管道相连 的机器， 如泵 、 压缩机、 分离机等外来振动的频率与其 自身固有的频率 相近甚至相等时， 管道就会发生振动， 而且振幅会越来越大， 管内的流 体也会随之发生周期性的波动。所有这一切都会使垫片松动 、 比压减 小、 焊缝 开裂 ， 导致 密封破 坏 而泄漏 。 ３ ＿ ２ 冲刷引起 的泄漏。流体在管内流动 ，对管内壁有较大的冲刷作
化工工艺管道补漏方法
化工工艺管道补漏方法摘要：管道补漏对保障化工装置正常平稳运行非常重要，本文介绍目前有哪些管道补漏的方法，怎样做出正确合理的应用对策。
关键词：工艺管道泄漏补漏带压密封前言由于石化行业的工艺特点，钢结构的工艺管道腐蚀相当严重，管道泄漏事件常有发生，甚至对设备和人的生命造成严重危害。
为保障装置正常平稳运行，管道补漏就显得非常重要。
管道补漏方法当工艺管道泄漏后，有停车补漏或不停车补漏两种情况，它们又各有哪些方法呢？根据我在生产中的实际经历，下面介绍一些管道补漏的方法。
一、停车补漏方法1、更换管线。
当管线大面积腐蚀，所更换管道能暂时停止使用而不影响生产时，就可以选用更换管线的方法。
2、焊接补漏。
当漏点所处位置能排除干净管道内介质，不影响生产时，选用焊接补漏的方法。
3、捆扎补漏。
即：将漏点表面清理干净，用胶皮裹住，然后用铁丝或钢带捆紧拉紧即可。
此法适用于低压、管内介质、密封级别要求不高的情况。
它的优点是简单快速，成本低。
例如某厂新鲜水埋地DN150管道腐蚀穿孔，压力0.5MPa,采用钢带拉紧，5分钟即成功完成作业。
4、胶粘剂修补。
现在国内国外的胶粘剂产品种类繁多，但这些胶粘剂亲水性、亲油性、亲有机溶液性能差。
应用在管道及其附件修补时，对漏点表面要求相当高，需清理干净，且要平整，露出金属光泽。
并且胶粘剂均不易直接带压粘补，哪怕是很小的压力都不行。
由于这些缺陷，极大的限制了它的应用，且胶粘剂产品大多价格昂贵。
5、管道修补器封堵。
主要用于直管段和弯头处管道穿孔泄漏封堵，适用介质也较广。
现在国内生产管道修补器的厂家很多，规格从DN20至DN500的都有，制作原理大同小异。
市场上的管道修补器承压不是很高，最高的不超过2.5MPa。
它的优点是操作时不需要太大的空间，操作简单方便，管内介质压力不高时可带压补漏。
二、不停车补漏的方法注剂式带压密封。
1基本原理生产装置中的设备、管道、阀门等各种部位，因某种原因造成泄漏时，泄漏介质处于带温、带压和向外喷射流动状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工厂法兰泄漏简析和解决方法
管道链接法兰封头链接法兰
封头受到的流体推力T最终施加到法兰螺栓副上
T值的大小取决于流体压力和管道直径，T=P*S
故:封头法兰螺栓副所需预紧力要远大于管道法兰螺栓副预紧力
现场现象：封头法兰比
管道法兰容易泄漏
管道中高压流体通过，
密封件受到向外的推
力，两个法兰受到很
小的推力高压流体到达封头端时，流体对封头端面产生很大的推力T,密封件受到向外的推力T
化工厂封头法兰连接的组成
螺栓副
管道法兰
密封件
封头法兰
A法兰端面不平整B密封件选择不正确：材
质不对，回弹量不够等
C 预紧力不够或过大
D 法兰螺栓受力不均匀
E 温度升高，材料弹性松弛，螺栓受热膨胀，长度增加，预紧力下降。
特殊情况：当螺栓的伸长量与法兰和密封垫圈的膨胀伸长量一致时没有影响现场现象：常温测试不泄漏，
开机升温后泄漏
T
如左图所示封头法兰，管道直径为400mm,即面积为125600平方毫米，流体压力为10Mp,锁紧螺栓为8个M30,强度等级为10.9级，其最大抗拉强度为：454KN
受力分析：
1.流体压力产生的推力T=P*S=10*125600=1256000N=1256KN
锁紧螺栓为8根，即每个螺栓所承受的力为：1256/8=157KN
2.单根螺栓预紧力为最大抗拉强度的70%=454*0.7=317.8KN
8根螺栓的预紧力为：317.8*8=2542.4KN
结论：螺栓预紧力远大于T,法兰不会泄漏
实际工况：
1.拧紧方法和工具的不同，可导致预紧力有50%以上的偏差，同一法
兰的一圈螺栓预紧力有40%的偏差
2.随着装置温度的升高，预紧力有50%以上的下降
T
导致泄漏的可能原因：
二.冷机不泄漏，开机后泄漏
1.8根螺栓的预紧力均匀（都为200KN)，但没有达到设计拉伸力317.8KN)，冷机时不泄漏(大于157KN)，但当装置温度升高时，螺栓伸长，预紧力下降到原来的75%时（200*75%=150KN ，总预紧力=150*8=1200KN ）小于1256KN ，导致泄漏
2.8根螺栓的预紧力不均匀，如最大的预紧力达到或大于317.8KN,但最小的预紧力只有317.8*（1-40%）=190.68KN ，冷机时不会泄漏，但当装置温度升高时，螺栓伸长，预紧力下降，当螺栓的预紧力下降到原来的80%时（190.68*0.8=152.5KN)就小于单根螺栓所需预紧力（157KN),就会导致泄漏一.冷机泄漏
1.法兰面不平整
2.密封件选择不正确，如:材质不对，形状不对，厚度不对
3.螺栓预紧力不够或不均匀
化工厂封头法兰泄漏的因素
综上所述：影响法兰泄漏的因素有很多，
密封件的选择是设计时已定的，法兰面
的平整和光洁是法兰加工时必须考虑的，
螺栓副的预紧力也是有设计要求值的。
但如何达到设计要求的螺栓副预紧力和
同一个法兰螺栓副预紧力的一致性是整
个法兰安装是否成功，保证无泄漏的关
键！
法兰螺栓副预紧力的影响因素
1.螺栓副螺纹之间的摩擦阻力
2.螺母下端面与法兰端面的摩擦阻力
3.拧紧方式：拧紧扭矩，拧紧方案，拧紧工具
螺栓副的紧固方式和工具
螺栓副的拧紧方式分两种：
1.同心拧紧 ----拧到螺栓副上的扭矩相对于工具提供的扭矩来说损耗小，小扭矩常见工具输出的所有扭矩都施加到螺栓副上，但工具本身输出的扭矩精度低，重复精度低。
如：电动拧紧轴，电动/气动定扭工具，液压螺栓拉伸器等
2.偏载拧紧----拧到螺栓副上的扭矩相对于工具提供的扭矩来说损耗大，大扭矩常见
当工具输出扭矩作用到螺栓副上时，由于存在偏载力矩，会降低有效力矩，但工具本身输出的扭矩精度高，重复精度高 如：手动扳手，液压扳手，带反作用力臂的电动/气动定扭扳手，扭矩倍增器等
M30以上的大螺栓常用拧紧工具有两种：1.液压拉伸器 2.液压扳手
两种工具分别是同心拧紧和偏载拧紧的典型形式
如图所示，通过高压油泵给油缸打入高压液压油，活塞在高压油的推动下上移，带动了拉伸螺母上移，拉伸螺母被拧紧在需拉伸拧紧的螺杆上，从而将螺杆拉伸，再拧紧锁紧螺母，释放油压，
需拧紧螺栓即可被锁紧到位。
1.可实现同步拧紧，保证法兰面同时受力，不偏载，不翘边
2.操作简单，方便，可控性好
3.拉伸器提供的拉伸力重复精度高
4.所有拉伸力都作用到被拉伸螺栓上，同心拧紧，无偏载
1.需拧紧螺杆上的拉伸力相同，但螺栓副上的最终预紧力大小取决于锁紧螺母的锁紧扭矩，可控性低，偏差大，导致预紧力偏差大（可以达到几倍的偏差）
2.螺栓副处的螺纹和螺母底平面与法
兰表面均未被大压力挤压，接触面的
粗糙度较大，当大压力施加到这些面
上时产生塑性变形，导致螺栓副预紧
力下降，且不可计算和控制
3.操作不当时，有过拉伸可能。
导致
螺杆产生塑性变形，强度下降；导致
密封件过压缩，产生塑性变形，失去
回弹力，密封失效。
液压扳手工作原理：
液压扳手后部的油缸中打入高压液压油，在液压油的推力作用下推动活塞向前滑动，活塞杆的顶端推动驱动架绕着固定在壳体上的支点转动，驱动架上装有棘爪，棘爪推动棘轮转动，棘轮和驱动轴以花键形式连接，从而推动了驱
动轴的转动，再将驱动轴的扭矩通过套筒传递到螺栓副上，即可实现拧动螺栓副。
1.体积小，重量轻，扭矩大
2.扭矩重复精度高（±3%）
3.操作简单，方便
4.可多个螺栓同时拧紧，保证法兰面同时受力不翘边
5.螺栓副拧紧过程中的受力接触表面均被大扭矩力挤压过，接触表面相当于被冷作滚压过，表面硬度高，当螺栓副拧紧到位后，预紧力不会发生变化
6.无过拉伸现象
1.由于液压扳手本体体积小重量轻，无法支撑其旋转螺栓副产生的反作用力，必须把反作用力支撑到其它可靠的支点上，从而产生偏载，且偏载力的大小无法计算和控制
故：即使液压扳手可保证±3%的重复精度，但产生的扭矩作用到螺栓上时的偏差达到20%以上例如：现场螺栓拧紧扭矩要求为2000Nm,当液压扳手扭矩调整到这个值时，其输出扭矩为1940~2060Nm.但真正作
用到螺栓副上的扭矩只有1552~1648Nm,甚至更小。
螺栓副螺纹之间的摩擦阻力螺母下端面与法兰端
面的摩擦阻力
2.扭矩=螺栓预紧力*螺栓公称直径*K
K值为：扭矩系数(0.08~0.16),其值的大小取决于左
图所示的两个因素及有无润滑
从上式中可以看出，液压扳手输出
扭矩不变，螺栓相同的条件下，螺栓
预紧力与K值成反比，且可达到两倍
以上的偏差
反作用力垫圈
综上所述，同心拧紧（液压拉
伸器）和偏载拧紧（液压扳手）
都存在不同方面，不同程度的
无法克服缺陷。
从而无法保证
螺栓副得到精确的，一致的预
紧力，最终导致法兰泄漏。
泄露是重大安全事故的根源！
反作用力垫圈
我司凭借多年液压工具生产，销售，现
场服务的经验，通过大量的实验和和测
试，专利研发生产了将液压扳手的偏载
拧紧转换成同心拉伸拧紧的产品----反
作用力垫圈。
其可以在将液压扳手偏载
拧紧转变成同心拧紧的同时降低扭矩系
数K值，并保证K值的一致性，从而保
证螺栓副能够得到精确，一致的预紧力，
达到法兰无泄漏的目的。
上圈下圈
上圈下表面研磨
下圈上表面研磨
两接触面涂润滑脂
保证K 值极小，且均匀一致
下圈下表面
为逆向齿形
提供可靠的反作用力支撑
当其取代常规
垫片被压与常
规螺母下时无
法逆转
定制的反作用力臂
可靠地将液压扳手产生的反作用力支撑到垫圈上，且受力方向与螺母旋动方向相反，达到了同心拧紧的目的
通过销连接把其
与液压扳手本体
固定成一整体
化工法兰泄漏的解决方法---反作用力垫圈
•反作用力垫圈保证了扭矩系数K值的一致性，从而保证了螺栓副预紧力的一致性
•反作用力垫圈大大降低了扭矩系数K值，得到了更大的，更接近设计值的螺栓副预紧力
•消除了液压扳手在操作时的偏载力，保证了更大，更精确的扭矩值被作用
到需拧紧螺栓副上，从而得到了更精确，更一致的螺栓副预紧力
根据我司长期多次实验，测试和现场应用得到精确数据，反作用力垫
圈的使用，可保证螺栓副有效预紧力偏差远小于工业标准要求的±10%，根据不同的现场要求（如温度，压力等）我们相应使用不同的材料来
生产制造该产品满足现场需求，从而保证现场法兰无泄漏！
谢 谢！。