Плакучий фланец на линии загрузки гидрокрекинга редко дает о себе знать. Сначала это проявляется в виде слабого запаха углеводородов на проходе, темного пятна на изоляции или теплового изображения, на котором температура на два градуса выше, чем в остальной части заголовка. К тому времени, когда брызги станут видимыми, на предприятии запланирован незапланированный выход из строя, и на соединение, стоимость которого составляет несколько сотен долларов, уйдет неделя производства.

Оставшаяся часть этой статьи посвящена тому, какие типы прокладок подходят для конкретных сервисов, что на самом деле контролируют соответствующие стандарты, а также практические детали, которые определяют, выживет ли соединение в течение пяти лет.

Почему герметизация ниже по потоку — это другая проблема

Downstream охватывает все, что находится за устьем скважины: технологические установки нефтеперерабатывающих заводов, нефтехимические и химические заводы, складские терминалы, наливные эстакады и распределительные трубопроводы. Стили прокладок совпадают с теми, которые используются выше по потоку, но профиль режима работы не совпадает.

Три различия определяют большинство решений по герметизации.

• Циклическое движение, а не устойчивое состояние. Установки гидроочистки, риформеры и каталитические установки неоднократно нагреваются и охлаждаются во время регенерации, запуска и остановки. Каждый цикл позволяет немного ослабить нагрузку на болт, и прокладка, которая в первый день выдерживала давление 40 бар, после десятого цикла может выйти из строя при давлении 12 бар, если не сможет восстановить свою толщину.
• Тысячи мелких суставов. Одна технологическая установка может содержать больше фланцевых соединений малого диаметра, чем весь питающий ее объект выше по потоку. По статистике, именно здесь и появляются протечки, а не на основной 24-дюймовой леске.
• Коррозия и электрическая изоляция. Смешанные материалы, кислая среда и трубопроводы с катодной защитой делают изоляционные соединения и правильное сочетание материалов частью спецификации уплотнения, а не второстепенной задачей.

Масштаб тоже имеет значение. По оценкам MarketsandMarkets, мировой рынок уплотнений для переработки нефти и газа в 2018 году составил примерно 5,7 млрд долларов США, а к 2023 году, по прогнозам, он достигнет 6,4 млрд долларов США, причем большую долю этого спроса составляют перерабатывающие заводы, а не буровые площадки.

Какой тип прокладки подходит для какого последующего обслуживания

Пять типов прокладок охватывают подавляющее большинство последующих фланцевых соединений. На практике имеют значение следующие различия: требуемая нагрузка на болт, температурный потолок и возможность переделки соединения.

Спирально-навитые прокладки для фланцевых соединений нефтеперерабатывающих и химических предприятий Обзор категорий спирально навитых прокладок с металлической обмоткой, мягкими наполнителями и моделями для фланцевых соединений нефтеперерабатывающих, химических и энергетических предприятий. Посмотреть продукт →

Для большинства технологических трубопроводов нефтеперерабатывающих заводов спирально-навитая прокладка остается выбором по умолчанию, поскольку она уравновешивает две вещи одновременно: мягкий наполнитель обеспечивает герметизацию, а V-образная металлическая обмотка обеспечивает упругую обратную связь, которая удерживает нагрузку на соединение при охлаждении. Если нагрузка на болты ограничена или фланец узкий, конструкции из гофрированного металла или каммпрофиля обычно лучше подходят, чем установка более тяжелой прокладки в соединение.

Соответствие прокладки реальным условиям эксплуатации

Выбор обычно начинается с номинала фланца и расчетной температуры, но четыре переменных определяют, действительно ли соединение выдержит: доступная нагрузка на болты, состояние облицовки, среда и коррозия, а также количество термических циклов, ожидаемых между ремонтами.

Температура – ​​это только половина дела. Прокладка, рассчитанная на температуру 450 °C при постоянной эксплуатации, все равно может выйти из строя в агрегате, температура которого колеблется от 200 °C до 400 °C каждые две недели, поскольку важно то, какую часть первоначальной нагрузки на болт возвращается прокладка при сжатии соединения.

Качество поверхности — это переменная, которую чаще всего упускают при ремонте. Спирально-навитая прокладка, предназначенная для зубчатой поверхности Ra от 3,2 до 6,3 мкм, ведет себя совершенно по-разному на гладкой, изношенной поверхности или поверхности с насечками. Чистота и состояние поверхности фланца часто объясняет, почему идентичная прокладка прилегает к одному фланцу и негерметична к другому.

Стандарты и разрешения, имеющие реальный вес

Последующие закупки обычно называют стандарты, а не бренды, поэтому полезно знать, что на самом деле контролирует каждый из них.

• ASME B16.20 - размеры, допуски и маркировка спиральнонавитых, кольцевых прокладок и прокладок с рубашкой, а также пределы температуры наполнителя.
• ASME B16.5/B16.47 и EN 1092-1 — стандартам фланцев, которым должна соответствовать прокладка по отверстию, окружности болта и торцевой поверхности.
• ASME PCC-1 - руководство по сборке болтового соединения, включая целевое напряжение болта, смазку и последовательность затяжки.
• NACE MR0175/ISO 15156 — твердость материала и металлургические пределы для работы в кислой среде.
• ЕН 10204 3.1 — тип сертификата материала, который обычно требуется для металлических компонентов.
• API 6A и ISO 9001:2015. — одобрения продукции и систем качества, которые операторы последующей обработки и подрядчики EPC запрашивают поименно.

Например, компания Нинбо Рилсон Уплотнительный Материал Лтд. работает в соответствии со стандартом ISO 9001:2015, имеет сертификацию продукции API 6A и признана поставщиком таких промышленных групп, как GE, Shell и ExxonMobil. Эти утверждения являются полезным фильтром при квалификации поставщиков, поскольку они сжимают длинный контрольный список в один вопрос.

Кольцевые соединения и прокладки Kammprofile для самых прочных соединений

Два стиля доминируют, когда класс давления, температура или цикличность выталкивают более мягкие прокладки из окна.

Кольцевые прокладки

Кольцевое соединение герметизирует линейный контакт между обработанным металлическим кольцом и канавкой на поверхности фланца. Здесь нет мягкого наполнителя, способного что-либо компенсировать, именно поэтому он работает в условиях высокого давления водорода и высоконадежных врезок, а также почему он быстро выходит из строя, когда канавка поцарапана, кольцо выходит за пределы допуска или болты поднимаются неравномерно. Требования к нагрузке на болты высоки, и канавку необходимо проверять, а не предполагать.

Кольцевые прокладки для нефтегазовой и нефтехимической промышленности под высоким давлением Металлические прокладки RTJ для герметизации при высоком давлении и температуре, модели R, RX, BX, IX, линзы и прорезиненные прокладки. Посмотреть продукт →

Каммпрофильные прокладки

В прокладке кампрофиля используется зубчатый металлический сердечник с тонкой мягкой облицовкой с каждой стороны. Он ведет себя как гибрид: ему требуется меньшая нагрузка на болты, чем кольцевому соединению, он хорошо восстанавливается при термоциклировании и подходит для фланцевых соединений вокруг корпусов теплообменников и крышек каналов, где спирально-навитая прокладка будет работать почти на пределе своих возможностей.

Теплообменник и изолированные соединения: упущенные из виду места герметизации

Теплообменники концентрируют проблемы уплотнения на небольшой площади. Прокладка находится между фланцем корпуса и швеллером или крышкой, градиенты температур по всему соединению большие, и нагрузка на болт должна выдерживать две поверхности одновременно. Прокладки теплообменника обычно поставляются в комплекте, чтобы все соединения в комплекте заменялись вместе, а нагрузки на болты оставались сбалансированными.

Комплекты изоляционных прокладок решают другую проблему. Если трубопровод имеет катодную защиту, токопроводящее фланцевое соединение становится очагом коррозии, а изолирующий комплект с изолирующей прокладкой, втулками и шайбами ​​разрывает этот электрический путь. Обязанность по опечатыванию ничем не примечательна; электрическая целостность отсутствует, а отсутствие единственной изолирующей шайбы разрушает всю установку.

Нестандартные прокладки теплообменника для кожухотрубных и пластинчатых агрегатов Прокладки теплообменников с металлической рубашкой и кампрофилем на заказ для нефтехимического, энергетического, морского холодильного и промышленного холодильного оборудования. Посмотреть продукт →

Где на самом деле начинаются утечки: сборка и нагрузка на болты

Отраслевые рекомендации по болтовым соединениям, в том числе ASME PCC-1, сходятся в одном и том же: прокладка редко является самым слабым звеном, а именно сборка. Практическая последовательность изменений в нисходящем направлении выглядит следующим образом.

1. Убедитесь, что поверхность фланца соответствует спецификации прокладки; отклоняйте потертые, ржавые или сильно изъеденные поверхности, а не пытайтесь их заклеить.
2. Очистите обе поверхности и канавку и сверьте размеры, отверстие и толщину прокладки с чертежом, прежде чем она приблизится к стыку.
3. Нанесите указанную смазку последовательно на резьбу и поверхности гаек; изменения в смазке увеличили нагрузку на болты больше, чем ожидало большинство людей.
4. Поднимайте соединение за несколько проходов, используя шаблон, указанный в процедуре сборки, а не за один круговой проход.
5. Проверьте напряжение болта или крутящий момент на конце, запишите значения и пометьте соединение для следующего ремонта.

Повторная затяжка после того, как устройство достигнет рабочей температуры, иногда уместна, а иногда нет, в зависимости от типа прокладки и процедуры. Следование письменному методу имеет большее значение, чем привычка.

Что отправить производителю прокладок

Задержки котировок в этой отрасли почти всегда связаны с отсутствием совместных данных. Отправка следующего в одном сообщении устраняет большую часть обмена сообщениями.

• Стандарт фланца, номинальный размер, класс давления и тип облицовки.
• Размеры прокладки или размеченный чертеж, включая внутренний и наружный диаметр.
• Материал намотки и наполнителя, а также любые требования к твердости для эксплуатации в кислых средах.
• Требуемый тип сертификата, например EN 10204 3.1.
• Количество каждого размера и необходимость полного комплекта теплообменников.

При повторных заказах сохранение исходной спецификации в файле того стоит — это предотвращает «эквивалентную» замену, которая незаметно меняет марку наполнителя.

Часто задаваемые вопросы

Последующая герметизация вознаграждает подготовку больше, чем высококачественные материалы. Выбор правильного типа прокладки для обслуживания, проверка фланца и нагрузки на болты, а также соблюдение письменной процедуры сборки предотвратят больше утечек, чем любое отдельное обновление спецификации.

Для операторов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, ищущих надежного партнера по прокладкам, Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. разрабатывает и производит спирально-навитые, кольцевые, кампрофильные, гофрированные металлические, неметаллические прокладки, теплообменники и изоляционные прокладки, а также сырье для прокладок на своем производственном предприятии площадью 20 000 м².