法兰泄漏常见7种原因

1.偏口

偏口，指管道与法兰不垂直、不同心，法兰面不平行。当内部介质压力超过垫片的载荷压力时，就会发生法兰泄漏。这种情况主要是在安装施工或检修过程中造成的，较易被发现。只要在工程完工时以真检查，就可以避免此种事故的发生。

2.错口

错口，指管道和法兰垂直，但两法兰不同心。法兰不同心，造成周围的螺栓均不能自由地穿入螺栓孔。在没有其他办法的情况下，只有扩孔或用小一号的螺栓穿入螺栓孔，而该方法会降低两法兰的拉紧力。并且，密封面的密封面线也有偏差，这样非常容易发生泄漏。

3.张口

张口，指法兰间隙过大。法兰的间隙过大而造成外载荷时，如轴向或弯曲载荷，垫片就会受到冲击或震动，失去压紧力，从而逐渐失去密封动能而导致失效。

4.错孔

错孔，指管道与法兰同心，但两个法兰相对的螺栓孔之间的距离偏差较大。错孔会使螺栓产生应力，该力不消除，将对螺栓造成剪切力，时间长了会把螺栓切断，造成密封失效。

5.应力影响

在法兰安装时，两法兰对接都比较规范，但在系统生产中，管道进入介质后，造成管道温度变化，使管道发生膨胀或变形，从而使法兰受到弯曲载荷或剪切力，容易造成垫片失效。

6.腐蚀影响

由于腐蚀介质对垫片长时间的侵蚀，使垫片发生化学变化。腐蚀介质渗透到垫片中，垫片开始变软，失去压紧力，造成法兰泄漏。

7.热胀冷缩

由于流体介质的热胀冷缩作用，造成螺栓膨胀或收缩，这样垫片就会产生间隙，介质通过压力泄漏。

图1  法兰密封接头的结构形式

1-螺母2—法兰3—垫片4-螺栓

泄漏就是介质从有限空间内部流到外部，或从外部进入有限空间内部的人们不希望发生的现象。介质流动通过内外空间的交界面，即密封面发生泄漏。产生泄漏的根本原因是接触面存在间隙，而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影响，导致密封面不完全吻合，即密封面上会出现间隙，从而发生泄漏。要减少泄漏，就必须使接触面最大限度地嵌合，即减少泄漏通道的横截面积、增加泄漏阻力，使之大于泄漏推动力。对密封面施加压紧载荷可以产生压紧应力，提高密封面的接触程度，当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时，就可以填补密封面的间隙，以堵塞泄漏通道。采用垫片的目的就是借助垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性，使之填平法兰密封面的微小凹凸不平，从而实现密封。

在法兰密封接头中，垫片是主要的密封元件。对于非金属垫片，连接的密封是通过拧紧螺栓，造成法兰与垫片接触表面及垫片内部较大的压紧应力，一方面使垫片表面与法兰表面紧密贴合，填满法兰表面的微间隙，另一方面减小垫片材料的孔隙率，即减小被密封流体的泄漏通道。由于任何加工方法都不可能形成绝对光滑的理想表面，也不可能实现密封面间的完全嵌合以及密封件本身孔隙的完全阻塞，所以在相互接触的密封面间和密封件的内部总是存在着微小的间隙或通道。因而，对于垫片密封来说，泄漏总是不可避免的。当介质以一定的压力通过螺栓-法兰连接时，总会在密封点处出现泄漏。分析这种现象可以发现，泄漏是以两种形式出现的，即“界面泄漏”和“渗透泄漏”，如图2所示。

1.界面泄漏

垫片压紧应力不足，法兰密封面粗糙，管道的热变形、机械变形以及振动等都会造成垫片与法兰密封面之间贴合不严而发生泄漏。此外，法兰接头在操作工况下由于温度、压力的作用，螺栓变形伸长，垫片蠕变松弛、回弹能力下降，垫片材料老化、变质等也会造成法兰与法兰密封面之间的泄漏。这种发生在垫片与法兰密封面之间的泄漏称为“界面泄漏”。

2.渗透泄漏

图2  “界面泄漏”与“渗透泄漏”

来源：安全科

中国化学品安全协会

编辑：安安