V94.3 燃氣輪機儀控設備系統及中小管徑密封器件的使用技巧

摘 要：文章探討燃氣輪機儀控設備、中小管徑管道就地安裝密封技術要領、故障原因及處理方法，設備連接、密封方面存在的問題及在實際工作中做的技術改造，震動產生影響的主要因素如何加以消除，充分提高可靠性、準確度。

關鍵詞：燃氣輪機；氣、油滲漏；震動；密封；材質結構分析；安裝調節

引言

現代工業的發展推動了石油、天然氣在不同領域的廣泛運用，燃氣輪機就是利用天燃氣做工的發電機組之一。然而對于石油、天然氣的易燃易爆性，在生產運用過程中如何控制其滲漏成了關鍵。隨著電力工業的發展，新建機組容量的增大，機組的安全運行顯得尤為重要，對于燃氣輪機而言連續、準確、可靠、無滲漏，對于保障整臺機組在運行中安全可靠的調整、控制尤為重要，從而確保發電機組長期穩定運行。就以V94.3A燃氣機組為例，滲漏不單單是機組運行穩定性控制和優化調整的關鍵，還是確保燃氣輪機安全、保護動作準確性、可靠性的一項重要指標。

1 雙卡套密封件的工作原理簡介

小口徑管道接頭密封件在傳統工藝中多采用金屬卡套形式，材質普遍為軟金屬，形狀多為鼓型，與管道介于間隙、緊密配合，壓迫變形后進行密封。其缺點是密封性、剛性、抗震性差，材料易變形，不能重復使用。

1947年美國人佛瑞德A.雷能運用幾何原理研制發明了雙卡套接頭，采用優質金屬材料制成后適用于高低溫、真空、高壓等環境，適合長期使用且確保密封性，且具有可重復拆裝并確保密封性等優點。其優異的性能被廣泛應用到儀器儀表、石油化工、電力、氣體等行業。世偉洛克（swagelok）頭就是現在被廣泛應用的雙卡套接的代表，下面就以其為例先介紹一下雙卡套接頭的工作性質。

由圖1可見，雙卡套接頭由接頭本體、卡套螺母、前卡套、后卡套四部分組成。

由圖2可見，被連接管與雙卡套在接頭本體內的連接、密封形式。

圖3對接頭本體、前卡套、后卡套、卡套螺母之間的密封狀況做了詳細的標注。

由以上圖片可見，雙卡套接頭采用幾何原理，用機械產生的鉸鏈作用推動卡套螺母、令前、后卡套前后運動，在接頭本體與被密封管道上產生徑向的擠壓作用力，卡套間被相互推入、撐開，產生夾箍應力，隨著剛性變形，消除卡套內徑與管道外徑間的公差，在前、后卡套與管道間形成兩道支撐、7個密封面，雙卡套的金屬剛性在確保管道密封性的同時，增加了夾持力抱緊管子，提高了抗震性，且具有良好的重復使用性。

2 雙卡套接頭對中、小管徑管道的要求

雙卡套接頭采用316鋼制成，為硬質鋼材，廣泛被用于中小管徑管道的連接、密封，正確處理和安裝卡套管對獲得可靠地管道密封至關重要?？ㄌ坠芤话阋笫褂脕喒夤?，表面光潔度對正常的密封來說是極為重要的，帶有任何類型的壓痕、劃痕、隆起部分或其它表面缺陷的管子很難進行密封，特別是氣體更為重要，在沒有亞光管的情況下，要求管道達到以下要求：（1）管子表面光潔度：卡套使用區間不應有超過單個卡套長度的縱向劃痕；（2）管子尺寸精度要達到卡套接頭的要求，磨削加工過的管道外徑公差不能超過卡套管所允許的范圍；（3）卡套管材質不應超過卡套材質硬度，不能使用彎曲變形的直管段；（4）卡套管末端不能有毛刺存在，確保管子完全通過卡套，且不損壞卡套的密封邊緣，插入接頭底端。

3 雙卡套接頭使用中常見的問題分析

3.1 雙卡套接頭在使用中常出現的震脫、滲漏，從現場多次檢修出現的狀況分析，多數是以下原因造成的：（1）使用的卡套管外徑徑、壁厚達不到雙卡套接頭的精度要求，公差較大；（2）卡套管有彎曲變形，硬度、同心度、橢圓度、表面光潔度均達不到要求，并有超出雙卡套接頭密封長度的劃痕；（3）卡套管安裝工藝不能達到質量要求，安裝時有應力產生致使卡套間密封面受力錯位、密封被破壞。

3.2 從以上分析出的原因來看，造成雙卡套密封不嚴密的主要因素應是人員對所使用密封器件材料、性能特點、安裝工藝不熟悉造成的。針對以上原因，在現場生產中應注意以下幾方面：（1）選用達到精度要求的亞光管，在沒有合用的卡套管的情況下，可以選擇合適硬度的管子磨削加工，嚴格把控壁厚和內、外徑之間的公差精度；（2）安裝時要注意卡套管與卡套接頭的同心度處理，避免產生扭力造成各卡套件的移位，確保密封面平齊、緊密結合。用手可以輕松的把卡套管插入接頭底部，無明顯局部受力。手動可將螺母緊到底部，說明雙卡套與管子保持在同軸心位置，沒有其他應力存在，用扳手帶上力即可。反之，說明有應力產生，卡套接頭與管子不同軸心，需要調整以消除應力。（3）雙卡套接頭緊力要適當，首次安裝時尤其要注意。緊力適當的接頭在松開后應可以輕松地從管子上取下，并能再次使用。（一般用扳手扭轉90°-540°，明顯感覺到扳手受到阻力即可）緊力過大時會造成不應有的剛性永久變形，致使卡套抱死管子無法退出。

4 雙卡套接頭使用中的安全、預防滲漏措施

（1）禁止在卸壓前松動螺母或管接頭堵頭來泄放系統；（2）系統在受壓、增壓時不要裝配和緊固接頭；（3）確?？ㄌ坠懿迦氲娇ㄌ捉宇^的底端，可以輕松轉動；（4）錐管螺紋上必需應用適當的螺紋密封劑；（5）切勿固定卡套螺母，或采用固定雙卡套接頭的方式進行加固、減震，避免產生應力；（6）對震動較大的設備可以采用彎制緩沖彎，有效延長管子長度，增加支撐固定點等方式來減震，并避免因震動較大造成的連接松脫故障。

就地儀控設備及管道使用雙卡套接頭，在注意以上選擇條件及安裝調節的工藝細節后，消除了諸如防喘空壓機、濾油機等震動相對嚴重部位的設備滲漏、管路震動松脫問題，消除了氣、油滲漏問題。同時，提高了機組啟動后的長期運行調整的穩定性、可靠性，徹底解決了系統故障頻發的問題。

參考文獻

[1]世偉洛克.SWAGELOK卡套接頭專業資料（豆丁網）[EB/OL].