高壓管道連接件金屬透鏡墊改進

張林峰

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能化工)醇烷化崗位中存在著許多高溫高壓管道，由于連接設備的金屬透鏡墊長期在高溫高壓等復雜工作環境下容易出現點蝕麻點、凹槽壓痕等缺陷[1]，為修復這些缺陷，需要尋找相應的解決方法。

1 初期改進

在初期改進時，采用手工修復的方法,利用現有車床工具，對高壓透鏡墊進行手工修復。

實施工具有普通車床、角磨機、拋光片、百葉片、砂紙、潤滑油、直板尺。

實施工序為：

(1) 待修復透鏡墊裝夾在車床的三灶卡盤上調整位置，使軸向和徑向的跳動量小于0.03 mm，車床主軸速度調整到300 r/min左右。

(2) 根據透鏡墊密封面表面情況選擇磨光片類型(表面粗糙度較大的先用拋光片再用百葉片，表面粗糙度較小的直接用百葉片)。啟動車床及角磨機進行表面修復以達到表面的初步平整。

(3) 利用直板尺檢查密封面弧度情況，根據檢查情況選擇合適的磨光片對密封面進行修弧面，修復過程中反復用直板尺檢查調整直至達到目標弧面。

(4) 弧面修復過后密封面的表面會形成大量的徑向貫穿紋路。啟動車床手持百葉片，密封面做圓周運動，百葉片固定不動，以達到修復貫穿紋路的目的。

(5) 貫穿紋路修復完成后會在密封面的表面形成細小環狀紋路，為了使用效果更顯著仍需進一步降低密封面的表面粗糙度。將車床速度調整到400 r/min左右，用砂紙手掌貼合在密封表面上進行磨光，根據紋路情況調整砂紙粗細，最后砂紙上涂潤滑油少許收光。

透鏡墊的日常損壞與修復見圖1。

(a) 修復前

2 持續改進

初期改進后的金屬透鏡墊在使用一段時間后，密封效果不是特別理想，因為金屬透鏡墊一般采用的是球面密封，精度要求很高，即使外表面研磨得很光滑，弧面密封也不一定達到要求，所以進行進一步改進，在打磨光滑的密封面上加鋁皮(見圖2)，鋁皮外表光潔，具有防腐功能，而且可塑性較高[2-4]。

圖2 根據透鏡墊密封面大小加工的鋁皮

在透鏡墊密封面上加鋁皮的方法使金屬透鏡墊的密封效果得到了很大的改善，但該方法還存在缺陷，即鋁皮的使用周期不長，往往運行一段時間后法蘭密封處又會出現泄漏現象。通過檢查發現擰緊法蘭螺栓時力度不均勻，容易導致鋁皮邊緣開裂(見圖3)。

圖3 使用后損壞的鋁皮

3 最終改進

針對這些問題，在進行多次嘗試后，最終采用波形石墨帶粘貼在存在缺陷的金屬透鏡墊上，達到了良好的密封效果(見圖4)。石墨帶具有良好的可塑性、耐高溫性和耐腐蝕性，而且厚度僅為0.5 mm，易于修復密封面。經過開車試壓試漏，以及正常開車都達到了理想的效果，不再出現跑冒滴漏等現象，確保醇烷化崗位的長期運行。

圖4 石墨帶包裹的金屬透鏡墊

4 經濟效益

4.1 直接效益

市場上的金屬透鏡墊價格昂貴，零件的互換性比較差，更換大批金屬透鏡墊成本高，經過改進可以大大節約成本，產生了非常可觀的經濟效益。

4.2 潛在效益

改進后提高了透鏡墊的使用壽命，為醇烷化崗位的長期穩定運行打下了基礎。

5 結語

高壓管道連接中，廣泛使用透鏡墊密封結構。為了提高透鏡墊的使用壽命，采用波形石墨帶粘貼在存在缺陷的金屬透鏡墊上,達到了良好的密封效果。石墨帶具有良好的可塑性、耐高溫性和耐腐蝕性，而且厚度僅為0.5 mm，易于修復密封面。一塊小小的石墨帶，帶給整個設備系統是個重大的改變，節約了更換大批金屬透鏡墊的成本，同時為醇烷化崗位的長期運行打下了基礎。