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如何分析判断设备泄漏?

管道或设备法兰发生泄漏时要如何快速并正确地给出解决方案,这是困扰大部分工程师的难题。中医看病讲究“望闻问切”,其实工程师也可按照“望闻问切”这4个步骤来判断或解决垫片泄漏问题。

  

 

 

 


垫片被单体介质腐蚀发生爆米花效应

 

 

石墨垫片石墨部分被高温氧化


从压力方面,是否垫片承受了瞬时压力冲击,是否将软垫片用在磅级超过Class300(或PN40)法兰上?


压制纤维橡胶垫片在鼓泡测试中泄漏


 

当垫片的选型没有问题的时候,就需要利用实际测量的垫片尺寸信息来分析失效原因。比如利用使用后的垫片厚度结合名义厚度就可以计算出垫片的实际压缩率,通过压缩率就可以判断垫片是否过压或者压应力不足或者压缩不均匀。


因为每种类型的垫片都有一个压缩范围,如一般橡胶垫片的压缩率在20%-45%,无石棉纤维的压缩率在7%-17%,改性聚四氟乙烯垫片的压缩率7%-40%(因填充料和加工方式不一样,所以压缩率范围较大),膨体四氟的压缩率可以达到60%-80%。超过最大压缩率垫片就会压裂(见图4);


垫片过度压缩导致垫片压溃


达不到规定的最小压缩率,垫片就会因载荷不足(见图5)从而达不到上紧密封的效果。垫片载荷不足或压缩不均匀(见图6)都容易引起垫片受内压吹出,从而产生泄漏。


5压缩载荷过低引起垫片吹出    图压缩不均匀导致垫片吹出


以上这些案例都属于因垫片压缩不当而造成的泄漏。这种类型的失效有多种原因,包括但不限于不正确的安装程序。为了避免因安装不当导致的垫片泄漏,我们需要安装人员严格按照垫片厂家推荐的安装指导来安装垫片。


安装指导一般包括如何清理法兰表面,如何上紧螺栓以及垫片需要的扭矩值(除非金属法兰外)等要求。在此需要特别说明一下非金属(PVC,FRP,搪玻璃等)管道或法兰,在保证垫片达到密封效果的前提下,需要按照设备或法兰生产商提供的扭矩值上紧。否则很容易出现垫片尚未上紧而法兰已因过度上紧而被压裂的情况,如下图(图7)。


泵系统设计对密封性能的影响


料函的压力可以用如下公式预估: P=(P排出-P吸入)/3+ P吸入


填料函底部的压力将高于吸入压力,但远远低于排出压力,请注意此计算是对填料函压力的保守估计,可通过泵的设计进一步降低。


上图填料函中有一个孔用作注入清洁流体, 清洁流体将物料介质中的颗粒物冲回到泵腔中以保护填料免受磨损。当清洁流体的注入压力超过填料函底部的压力,一些清洁流体会进入泵腔中,一些会泄漏到大气中, 推荐的冲洗压力比填料函底部的压力大15-30PSI(1-2bar)。此外,注入的清洁流体还用于润滑和冷却填料,该填料受到摩擦热并防止空气进入泵,摩擦热和空气降低了泵的流量和操作效率。



单级离心泵






中开泵

 


轴流泵 


 



立式

 





多级泵

 



齿轮泵

 


分析垫片泄漏的方法很多,包括但不限于以上内容。当然,为了减少泄漏事故的发生,除了选择可靠的密封方案和妥当的安装外,定期检修是非常重要的的。特别是有毒有害介质或密封要求苛刻等关键部位一定要做好检修计划以及保管好检修记录,定期更换密封件以确保系统正常运行,减少不必要的停工以及危害。


本文来源:泵管家

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