催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)靜密封點泄漏原因分析及對策

任金龍，王遠

（中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司，遼寧 遼陽 111003）

1 催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)靜密封點泄漏情況

某石化公司自2018年9月催化裂化裝置一次開車成功之日起，催化裂化裝置兩大產(chǎn)汽設(shè)備外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器設(shè)備本體及其附屬管線就頻繁發(fā)生的靜密封點泄漏的情況。催化裂化裝置共有外取熱器汽包兩臺（2202-D901AB）、油漿蒸汽發(fā)生器六臺(2202-E212A-F)，每臺外取熱器汽包本體及其附屬管線共有靜密封點59個，兩臺外取熱器汽包及其附屬管線共有靜密封點118個。目前，外取熱器汽包系統(tǒng)發(fā)生泄漏的靜密封點共有16個，其中10個泄漏點經(jīng)緊固或者更換墊片后不漏，6個泄漏點無法緊固并且不能切除無法更換墊片，車間對這6個泄漏點進行了帶壓堵漏處理，外取熱器汽包易發(fā)生泄漏的部位主要是除氧水上水管線手閥以及汽包本體的液位計器壁法蘭。每臺油漿蒸汽發(fā)生器本體及其附屬管線共有靜密封點74個，六臺油漿蒸汽發(fā)生器及其附屬管線共有靜密封點444個，目前，油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)發(fā)生泄漏的靜密封點共有78個。其中，60個泄漏點經(jīng)緊固或者更換墊片后不漏，18個泄漏點無法緊固并且不能切除無法更換墊片，車間對這18個泄漏點進行了帶壓堵漏處理，油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)易發(fā)生泄漏的部位主要是除氧水上水管線手閥、液位計器壁法蘭以及安全閥前截止閥法蘭。

2 泄漏原因分析

2.1 法蘭密封面清理不徹底

催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)靜密封點的法蘭形式全部采用RJ環(huán)連接面法蘭，墊片形式為金屬八角墊，而八角墊片對安裝質(zhì)量要求很高，安裝墊片前需要將配對法蘭的密封面清理干凈，不能有雜質(zhì)。在項目建設(shè)過程中，外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器從設(shè)備到貨到工藝管線安裝經(jīng)歷了大約3個月，這段時間內(nèi)，設(shè)備本體的法蘭密封面可能會出現(xiàn)銹蝕情況，而在工藝管線安裝過程中，施工人員沒有徹底清理已經(jīng)銹蝕的法蘭密封面，造成密封面粗糙有雜質(zhì)，密封面越粗糙密封面間的微小間隙不易貼合，久而久之，導致密封失效泄漏。

2.2 設(shè)備及管線內(nèi)雜質(zhì)過多

在催化裂化裝置開車過程中，車間對兩臺外取熱器汽包進行了煮爐處理，利用兩器烘襯時再生器的熱量，向汽包內(nèi)加入除氧水、氫氧化鈉、磷酸三鈉，通過反復的升壓、降壓、置換除氧水來消除汽包內(nèi)部的鈣鎂雜質(zhì)、鐵銹以二氧化硅使汽包本體內(nèi)部表面形成一層致密的磷酸鐵保護膜。但當時由于油漿系統(tǒng)還沒有投用，造成油漿蒸汽發(fā)生器沒有熱源，不具備煮爐的條件，因此，油漿蒸汽發(fā)生器沒有進行煮爐處理，六臺油漿蒸汽發(fā)生器本體內(nèi)部的雜質(zhì)、鐵銹等雜物沒有得到清理。針對這個情況，車間采取了對油漿蒸汽發(fā)生器進行蒸汽吹掃的方法來消除設(shè)備本體內(nèi)部的鐵銹和雜質(zhì)，但是，油漿蒸汽發(fā)生器內(nèi)部依然含有大量的鐵銹和雜質(zhì)，在油漿蒸汽發(fā)生器投用后，這些雜質(zhì)進入法蘭密封面，使密封面粗糙度增加，造成密封失效泄漏。

2.3 螺栓安裝質(zhì)量不高

在工藝管線安裝過程中，外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器設(shè)備本體以及附屬管線的法蘭螺栓基本采用人工扳手緊固（由于法蘭規(guī)格較小，無法進行定力矩緊固），加之部分施工人員素質(zhì)較差，造成螺栓安裝質(zhì)量不高，同時，緊固時缺乏現(xiàn)場旁站監(jiān)督檢查，螺栓緊固質(zhì)量得不到保障，螺栓載荷不足，各螺栓間載荷不均勻的情況大量存在。同時，隨著系統(tǒng)運行法蘭各組件蠕變松弛作用開始顯現(xiàn)，螺栓在熱應(yīng)的作用下有所伸長，使法蘭密封面的預緊力降低，造成法蘭泄漏。因此，中壓蒸汽系統(tǒng)及中壓除氧水系統(tǒng)靜密封點泄漏與螺栓載荷不足和各螺栓間載荷不均勻關(guān)聯(lián)較大

2.4 中壓蒸汽系統(tǒng)溫度壓力頻繁波動

外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器的設(shè)計工作壓力都是4.22MPa，而受催化裂化裝置生產(chǎn)負荷的影響，外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器的實際工作壓力達到了4.35MPa，超過了設(shè)計的壓力。在高溫和壓力頻繁波動的工況下，金屬八角墊片的塑性增加，回彈能力下降，而螺栓又無法彌補墊片變形帶來的影響，螺栓在高溫工況下也存在蠕變及應(yīng)力松弛，螺栓彈性的下降無法承受壓力、溫度波動帶來的附加載荷的影響，當墊片壓緊力小于墊片密封所需的最小應(yīng)力時，墊片失效泄漏。

2.5 部分法蘭安裝難度大

對于DN25以下的法蘭，由于法蘭較小，法蘭設(shè)計不當，安裝時敲擊扳手無法完全卡住螺母，導致螺栓預緊力不足，在油漿蒸汽發(fā)生器平臺處的液面計、連排線等小徑管法蘭作業(yè)空間非常狹小，施工人員有勁使不上，也不好處理法蘭密封面，導致安裝質(zhì)量差，裝置運行后非常容易泄漏，而這樣的區(qū)域一旦泄漏很難處理，空間狹小并且文物太高，很容易燙傷。

催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)一旦出現(xiàn)泄漏點，就應(yīng)該及時進行緊固，如果不能及時緊固，在中壓蒸汽的高速沖刷下法蘭密封面和金屬八角墊片會很快被沖刷破壞，無法再緊，長時間不處理就會造成設(shè)備法蘭密封面出現(xiàn)較嚴重的破壞。在催化裝置開車初期，油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)的法蘭頻繁出現(xiàn)泄漏，由于六臺油漿蒸汽發(fā)生器是四開兩備，可以將兩臺油漿蒸汽發(fā)生器切除后對泄漏的法蘭進行更換墊片，因此，并沒有采取帶壓堵漏的方法及時處理泄漏的法蘭，導致個別泄漏點長時間得不到處理，泄漏量越來越大，造成油漿蒸汽發(fā)生器A、B、C、D四臺設(shè)備的器壁法蘭多處出現(xiàn)嚴重沖刷破壞的情況。如圖1所示。

圖1

3 采取的措施

3.1 更換墊片、徹底清理密封面

針對可以隔離出來的法蘭口，車間采取了更換墊片的方法來消除漏點，在更換墊片的過程中，用砂紙和抹布徹底清理法蘭密封面，確保處理后的密封面表面光滑、無雜質(zhì)。針對有些密封面發(fā)生沖蝕破壞的法蘭，采取在密封面上墊1mm厚的石墨紙的方法，來消除密封面破壞帶來的影響，在安裝螺栓的過程中要求施工人員均勻緊固，并將螺栓涂抹二硫化鉬。

3.2 帶壓堵漏

在外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)中，有些泄漏點無法隔離，不具備更換墊片的條件，針對這些漏點，車間采取帶壓堵漏的手段來消除泄漏點，但是，帶壓堵漏后卡具內(nèi)部的密封膠時間長了會形成空腔，容易二次泄漏，需要經(jīng)常補膠。

3.3 大檢修時徹底處理

針對催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)靜密封點經(jīng)常泄漏的情況，車間利用年大檢修的機會徹底處理外取熱器汽包和油漿蒸汽發(fā)生器設(shè)備本體和附屬管線各法蘭口，將各法蘭口全部打開，徹底清理各法蘭密封面，利用法蘭修復專用工具現(xiàn)場修復損壞的法蘭密封面，確保法蘭密封面光滑、無雜質(zhì)。在安裝墊片時，將八角墊片表面涂抹高溫密封膠，將各法蘭的螺栓全部更換成新螺栓，螺栓表面涂抹二硫化鉬，并在螺栓兩端上加裝預緊碟簧，來補償因溫度、壓力的變化而導致的螺栓預緊力松弛。

4 結(jié)語

從目前的情況來看，本公司催化裝置中壓蒸汽系統(tǒng)漏點較上周期明顯減少，帶壓堵漏數(shù)量液明顯降低，車間將持續(xù)開展中壓蒸汽系統(tǒng)漏點的防控與治理工作，提高一線員工巡檢質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，將漏點消滅在萌芽狀態(tài)，避免泄漏量過大，保障催化裝置中壓蒸汽系統(tǒng)健康平穩(wěn)運行。