管道切割机垫片失效原因分析

管道施工作业中进行管道切割作业,尤其是石油管道、天然气管道的切割作业,既要保证防爆切坡一体机的链条调正管道,刀片切削入位准确的同时,还要保证切割作业现场整齐无泄漏,如设备的润滑油类等。

箱体内的润滑油是切管机内部齿轮润滑及冷却作用的油脂类,直接关系到切管机在进行管道切割作业的长周期安全运转。随着管道工程建设的飞速发展,管径越来越大,任务越来越重,在管道切割运转周期要求的越来越长、工艺操作条件的越来越苛刻。因此防爆切管机垫片密封失效导致的泄漏问题也暴露了出来。虽然目前这种情况属于个例,但在许多应急的管道切割作业中有时为了解决切管机垫片失效泄漏问题,有时不得不用系袋或绑纱布的方法止漏。下面就简要阐述一下切管机箱体内润滑油泄漏分析及提高垫片密封性能的措施。

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1.切管机箱体内垫片密封失效的原因分析

切管机垫片密封失效主要表现在切管机盖板或切削轴密封面间的泄漏。由垫片本身的毛细管作用而发生渗漏的可能性很小。垫片靠外力压紧后,垫片靠本身的回弹性填满密封面上微小的凸凹不平的间隙,当介质通过密封面的阻力大于密封两侧的压差时,即达到密封。但受到外界条件影响时,密封受到破坏,从而使切管机箱体内的垫片密封失效产生泄漏。

1.1防爆切管机切割作业时,管道内介质的压力、温度及介质的理化性质会严重影响切管机密封垫片的密封程度。用于石油化工运输管道大多为美标X系列合金管道(L系列),其合金中含有碳含量为0.1-0.14%,在钢中加入≤0.2%NbVTi等合金元素,并通过控轧工艺使钢的力学性能生产的管道。

X80管线钢具有高强度、高韧性、良好的焊接性、一定的抗HICSSC性能,并且提高管线钢级可节约建设成本,石油、天然气长矩离输送管线用钢。要求具有高强度、高韧性、优良的加工性、焊接性和抗腐蚀性等综合性能的低合金高强度钢。

因此,切管机在切割这类管材时,其受到的切割阻力及切削热的形成是普通碳管道的2-4倍,在石油管道切改任务及新建管道工程的长期满负荷运作,其齿轮箱机体内润滑油也同样会产生大量的热,致使箱盖及切割主轴密封垫片因过热产生微变形,油液即从密封垫片中流出。

同时,石油管道中的介质在高温下粘度小,渗透性强,易促成渗漏。常温下粘度大的蜡油、重油等,在高温时有很强的渗透性,对垫片的腐蚀作用也加剧。

因此,防爆切管机在连续工作4个小时以上时,应当关停设备,并对切管机进行必要的检查和机箱的降温。

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1.2切管机箱体螺栓预紧力不当

箱体内的螺栓预紧力与垫片的密封能力具有很大的关系。切管机在检修后安装时,螺栓预紧力过小,垫片没有压紧会造成泄漏。而过大的箱体螺栓预紧力,会使箱体内的垫片失去弹性而发生塑性变形,甚至会将垫片压坏或挤出,导致切管机箱体的密封失效。

另外,在装置开工升温过程中,由于螺栓热膨胀,如果不及时对法兰螺栓进行预紧,也会导致间隙过大而产生泄漏,一旦泄漏,高温热介质喷出,会造成垫片表面损坏,导致垫片失效。

1.3切管机箱体盖板及切割轴密封面没有达到相应的要求

切管机箱体的密封面的形状和粗糙度应与垫片相配合。箱体内的金属垫圈接触的密封面,要求主切割轴粗糙度在Ra7.14.3之间,尺寸精度不符合标准也会造成切管机在进行管道切割作业时润滑油的泄漏现象。而切管机盖板处的软质垫片的密封面精度可适当降低,粗糙度Ra3013即可满足要求,但切管机盖板的密封面及箱体壁面必须避免径向机械刻痕、毛刺和其他机械损伤。

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1.4其它

防爆切坡一体机密封面的平直度和密封面应与切管机箱体的加工轴线的垂直度也是保证切管机垫片均匀压紧的前提,因此在改进的切管机设备设计及安装时应当考虑切管机箱体在长时间切割作业时的热膨胀所造成的对垫片及其它密封偏心力的影响。

保持切管机箱体及主切割轴密封面的洁净,避免造成机械损伤和热膨胀对密封垫片的损坏以及切管机在检修后上次残留的旧垫片,也会导致垫片密封失效。






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