一 简介
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
二 进料法兰泄漏情况
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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。
图1 反应器进料法兰照片
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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。某厂的加氢裂化反应器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。
01
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，并且压力及温度达到一定的操作条件下，垫片发生疲劳失效，泄漏现象发生。
02
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。
03
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
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避免操作温度异常波动
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。
01
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。
02
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。
03
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。
图2 高温油气法兰密封泄漏在线连续监测和预防
慧感（上海）物联网科技有限公司
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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。
图3 设备法兰修理现场照片
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选用高性能垫片和数字化技术
对于操作温度在相对温度范围内的重整加氢反应器，选用（苏州宝骅）高性能垫片是非常重要的。同时，结合高精度定力矩紧固技术、数字化现场法兰装配质量保证过程控制技术和密封状态采用（慧感（上海）物联网科技有限公司）在线监测预防技术，可以进一步提高法兰的密封性能和可靠性。
此外，选用耐高温螺栓也是保证加氢反应器进出口法兰保温后运行一个大修周期维持低泄漏或小微泄漏水平的关键措施之一。这样可以有效地降低能源消耗和环境污染，提高生产效率和安全性。
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法兰密封装配
法兰密封状态的在线连续监测数据和泄漏趋势可以帮助企业及时了解设备的运行状况，预防潜在的安全隐患。慧感（上海）物联网科技有限公司提供的这项服务，通过对法兰密封数据的实时监测和分析，可以为客户提供科学、合理的热紧时机建议，从而降低设备故障风险，保障生产安全。
四 修复后运行效果
法兰修复后，更换新的椭圆形金属环垫，经现场研磨和试压、气密试验合格后投产使用，经过一个大修周期的使用未发生泄漏。周期检修时拆卸法兰检查法兰密封面，状态良好。
——本文内容参考“智慧监测”公众号
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