浅论液氨篮式过滤器封头法兰密封失效成因

某油田石化公司尿素装置采用SNAM氨汽提法工艺，来自界区的原料液氨在进入中压系统之前须经过液氨篮式过滤器先行过滤。自2010年5月开工生产运行以来，在历次开车引氨阶段液氨篮式过滤器封头法兰密封均出现失效现象，现场数次更换垫片以及紧固螺栓也没有得到有效解决，导致生产现场操作条件恶化，装置运行能耗上升，环境受到污染。

影响法兰密封失效的因素很多，如法兰的加工质量、法兰的倾斜、法兰的错位、法兰密封面的缺陷、螺栓预紧力的松弛、垫片的正确选型及安装、介质对垫片的腐蚀状况、压力的波动以及温度的变化等，都会对密封效果产生很大的影响。根据统计，造成法兰密封泄漏的原因，50%-80%是由于螺栓预紧力下降导致密封的失效。一般地，螺栓原始施加的预紧力使螺栓有一定的伸长，并使垫片产生一定的压缩量(形成一定的比压)，但由于介质温度变化、介质压力变化或机械振动等原因，将使螺栓松弛，预紧力发生变化，密封比压下降而引起密封泄漏。

以开车引氨阶段液氨篮式过滤器内部温度变化为例：在合成氨装置没有生产出满足熔融尿素装置开车需求热氨的情况下，需要从液氨储罐通过冷氨产品泵泵送一部分冷氨补充到熔融尿素装置中压系统，为了满足熔融尿素中压系统对所接受液氨温度的工艺要求，冷氨产品泵泵送的冷氨先行经过液氨储罐区域氨加热器后再进入熔融尿素装置界区，由于冷氨温度提升需要一定时间，使得引氨初期总有一部分低温液氨(-20℃左右)进入液氨篮式过滤器，而正常运行状态下合成氨装置供应液氨温度为10℃左右，近乎30℃负温差变化首先引起法兰的冷缩，使垫片压缩量减小；而紧固螺栓由于处于环境温度中，受到比法兰小得多的负温差影响，其冷缩量比法兰冷缩量要少得多，由此导致预紧力的下降，密封失效。