法蘭密封泄漏的原因
2025-09-29
法蘭密封一般是依靠其連接螺栓所產生的預緊力，通過各種固體墊片(如:橡膠、石棉橡膠墊片、植物纖維墊片、纏繞式金屬內填石棉墊片、波紋狀金屬內填石棉墊片、波紋狀金屬夾殼內填石棉墊片、波紋狀金屬墊片、平金屬夾殼內填石棉墊片、槽形金屬墊片、突心金屬平墊片、金屬圓環墊片、金屬八角墊片等)或液體墊片(一定時間或一定條件下轉變成一定形狀的固體墊片)達到足夠的工作密封比壓，來阻止被密封流體介質的外泄，屬于強制密封范疇，如圖2-1所示。這種密封結構形式常見的泄漏有以下幾種。
1.界面泄漏
主要原因是密封墊片壓緊力不足、法蘭結合面上的粗糙度不恰當、管道熱變形、機械振動等都會引起密封墊片與法蘭面之間密合不嚴而發生泄漏。另外，法蘭連接后，螺栓變形、伸長及密封墊片長期使用后塑性變形、回彈力下降、密封墊片材料老化、龜裂、變質等，也會造成墊片與法蘭面之間密合不嚴而發生泄漏。如圖2-2所示因此，我們把這種由于金屬面和密封墊片交界面上不能很好的吻合而發生的泄漏稱之為“界面泄漏”。無論哪種形式的密封墊片或哪種材料制成的密封墊片都會出現界面泄漏。
在法蘭連接部位上所發生的泄漏事故，絕大多數是這種界面泄漏，界面泄漏事故要占全部法蘭泄漏的80%~95%以上。
2.滲透泄漏
植物纖維(棉、麻、絲)、動物纖維(羊毛、兔毛等)、礦物纖維(石棉、石墨、玻璃、陶瓷等)和化學纖維(尼龍、聚四氟乙烯等各種塑料纖維)等都是制造密封墊片的常用原材料，還有皮革、紙板也常被用做密封墊片材料這些墊片的基礎材料的組織成分比較疏松、致密性差，纖維與纖維之間有無數的微小縫隙，很容易被流體介質浸透，特別是在流體介質的壓力作用下，被密封介質會通過纖維間的微小縫隙滲透到低壓一側來如圖2-3所示。因此，我們把這種由于墊片材料的纖維和纖維之間有一定的縫隙，流體介質在一定條件下能夠通過這些縫隙而產生的泄漏現象稱之為“滲透泄漏”。
滲透泄漏一般與被密封的流體介質的工作壓力有關，壓力越高，泄漏流量也會隨之增大。另外滲透泄漏還與被密封的流體介質的物理性質有關，粘性小的介質易發生滲透泄漏，而粘性大的介質則不易發生滲透泄漏。滲透泄漏一般約占法蘭密封泄漏事故的8%~12%左右。進入90年代，隨著材料科學迅猛發展，新型密封材料不斷涌現，這些新型密封材料的致密性非常好，以它們為主要基料制作的密封墊片發生滲透泄漏的現象日趨減少。隨著材料科學技術的進一步發展，總有一天密封墊片的滲透泄漏事故會得到徹底解決。
3.破壞泄漏
破壞泄漏事故的發生，人為的因素占有很大的比例。密封墊片在安裝過程中，易發生裝偏的現象，從而使局部的密封比壓不足或預緊力過度，超過了密封墊片的設計限度，而使密封墊片失去回彈能力。另外，法蘭的連接螺栓松緊不一，兩法蘭中心線偏移，在把緊法蘭的過程中都可能發生上述現象，如圖2-4所示因此，我們把這種由于安裝質量欠佳而產生密封墊片壓縮過度或密封比壓不足而發生的泄漏稱之為“破壞泄漏”。這種泄漏很大程度上取決于人的因素。應當加強施工質量的管理，如選用密封可靠性強的結構形式。一般來說，低壓系統采用寬面法蘭就較窄面法蘭易于同心和對正，如圖2-5所示，泄漏現象較少。另外，凸凹法蘭密封結構就比平面法蘭密封結構為好。在已有的設備、管道法蘭上采取一些行之有效的方法，也能明顯地提高安裝質量。如在平面法蘭安裝過程中，應用定位不干粘接劑就能有效地防止墊片偏移，減輕作業人員的勞動強度。破壞泄漏事故一般約占全部泄漏事故的1%~5%左右。
界面泄漏和破壞泄漏的泄漏量都會隨著時間的推移而明顯加大，而滲透泄漏的泄漏量與時間的關系不十分明顯。無論是哪一種泄漏，一旦發現就應當立刻采取措施。首先可以用扳手檢查一下連接螺栓是否松動，然后均勻擰緊直到泄漏消失。若擰緊螺栓后，泄漏不見消除，就應當考慮采用動態密封技術中的某種方法加以解決。采用動態密封技術消除泄漏易早不易晚，待到泄漏呈明顯增大后再處理，就會給動態密封作業帶來不便，無形中增大了施工難度。
造成法蘭密封面泄漏的原因，除了上述三種類型外，還有介質腐蝕因素的影響 。這種腐蝕屬于間隙腐蝕，主要發生在法蘭結合面上微小的間隙處。在那里介質中的氧供應不足，它與間隙外的介質之間形成電位差，產生電化學腐蝕。這種化學腐蝕稱之為“濃淡電化學腐蝕”。腐蝕泄漏是緩慢進行的，只有發展到形成腐蝕麻點連成一通道后，被密封的流體介質才能外泄。在現場檢修中我們時常發現在法蘭密封面上，有許多斑點，有的甚至己形成明顯的小坑，這便是濃淡電化學腐蝕的產物，但并沒有發生泄漏現象。出現腐蝕泄漏的情況較為少見，即便產生了泄漏，它的形式也與界面泄漏十分相似，都是發生在法蘭密封面與墊片接觸界面上，形式類似于界面泄漏，這里不做詳述。
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