通过对高温高压管道法兰密封缺陷全面处理策略的研究，制定更加科学合理的检修策略，可以减少部分由 于此类故障检修带来的停机或停运，降低了处理成本，提高了维修效率，对高温高压工业设备密封泄漏领域的问题的处理 具有较大的参考价值和借鉴意义。
       实验装置存在的问题：本文涉及的实验装置连接中，使 用了大量的金属透镜垫和八角垫，其中稳压器加热棒透镜垫 密封（34处），人孔大直径八角垫密封（1处），小尺寸八 角垫（2处），安全阀密封（2处），总计39处；管道阀门 连接法兰八角垫密封（23处）；回路法兰八角垫密封（75处）， 连同B支路计算，预计约总计200多处金属透镜垫和八角垫 密封。此类密封在高温高压装置中使用比较普遍，此实验装 置此类法兰的跑冒滴漏在2017年年底之前较为频繁，处理 方法之前尚未固化，维修成本较高，耗费时间较长，对实验 装置的正常实验生产影响较大。
       在设备运维方面同样 处于建设初期，高温压法兰以往的拆装过程中的检查、研磨 维护以及垫片更换方面欠缺成熟的质量控制标准，以及由于 装置运维方面存在密封面的核心维修能力的不足（如研磨、 微弧焊方案以及专业技术人员、设备等），这些因素对法兰 密封整体可靠性降低有较大相关性。

      管道法兰连接形式是将法兰（密封面）、紧固件（绝大 多数是螵栓螵母）、密封垫片构成，管道法兰的密封是通过 这三个部件之间的协同作用实现的，这个结构中法兰密封垫 片是实现密封功能的核心部件。管道法兰在螵栓紧固力矩的 作用下，将法兰密封面之间的密封垫片压紧压实。作用于法兰密封面单位面积上的紧固力矩需要达到一定数值才可以将 法兰密封垫片压缩变形以至于被压实，法兰密封面上存在的 因为设备机械制造期间形成的微隙从而被填充满，使管道法 兰建立起初始密封条件，以达到密封的目的，法兰连接密封 所需的压紧应力被称作密封垫片的密封比压力，以y表示， 单位为Mpa。在管道法兰密封这种强制密封结构中，出现密 封失效故障的原因主要有以下几个方面：（1)法兰密封压 紧力分布存在不均异常；（2)法兰应力松弛和扭矩损失；（3) 密封垫片与法兰自身缺陷；（4)温度变化。
      当管道系统介质压力上升时，会使密封垫片的有效紧固 力比预紧力小，但当管道系统介质的温度升高时，螵栓紧固 件的温度上升却会有所滞后，管道法兰的温度上升过快时， 会促使热胀将密封垫片进一步产生压缩，密封垫片应力会有 所增加。工业装置管道介质如果温度升降过快，会导致管道、 法兰、垫片、螵栓的温差增大，它们之间的应力与应变不能 够在瞬时间完成互相的协调匹配，也会促使法兰密封失效。 因此，工业装置在停运检修阶段，运行人员严格控制装置回 路温度下降速率是非常有必要的。
       此类金属环形垫片的密封是圆周线密封结构，所以，对 于安装检查期间必须做好垫片表面状况检查，要求新张的金 属环形垫片的金属环以及法兰本体环槽表面不得存在伤痕等 缺陷，垫片表面应当光滑干净无异常。金属环形垫虽然首次 安装后密封效果较好，但是，由于垫片和法兰面之间仅为线 接触，并且这种垫片的密封压紧力矩有非常大，金属环形垫 与法兰环槽接触点之间的力通常很大（一般要大于12MPa)， 尤其是在管道回路介质高温的情况下，这会导致法兰环槽表 面产生变形以及裂纹等损伤，如果发生了垫片密封失效后， 就会很难再次实现密封。
       针对以上高温高压管道金属环垫法兰密封失效的相关分 析，对于此装置此类问题，我们经过相关调研后，从法兰结 构三个组成部分法兰、垫片、紧固件全方位着手制定改进措 施，提升装置自主维修核心能力，系统地解决了密封面维修 难题，并制定与之相关的预防性维修措施，提升日常维护质 量和水平，将潜在隐患扼杀在摇篮中，消于无形。
      高温压法兰金属环形垫密封面常见缺陷有变形、腐蚀、 汽蚀、电蚀、刮伤、划痕、凹坑。因此，为了达到保证法兰 密封面的密封性能考虑，在设备安装维修时，需要满足一定 程度的平整度和光洁度要求。当前阶段现场对于此类法兰的 密封面修复一般分为两种：一种是法兰密封面缺陷故障较为 轻微时（一般缺陷深度小于0.1mm)，维修人员采用直接研 磨修复；另一种是当法兰密封面缺陷深度较大时，维修人员 目前采用微弧焊修补然后打磨粗修最终通过精细研磨修复。 密封面研磨工艺过程如下：将密封面清洗干净，检查研磨胎 具与待修复密封面的配合情况，且胎具研磨面应光洁无锈蚀， 不得有凸起、裂纹、毛刺等缺陷。（1)用P80砂纸对密封 面进行粗研磨；（2)用60u砂纸对密封面进行细研磨；（3) 用30u砂纸对密封面进行抛光；（4)对密封面做红丹/兰 油试验，印痕应均匀连续无断点。如印痕不能均匀连续则需 继续研磨直至红丹试验合格。
       此类法兰本体环形槽密封面如果缺陷较大，不能直接通 过研磨修复时，目前，经过处理工艺的开发，维修人员现场 采用微弧焊焊接工艺对法兰密封面进行补焊修补处理。如果 法兰密封面初始缺陷不是不大，维修人员通过诊断判断就不 需通过要微弧焊工艺修补环节，只是通过研磨修复就可以完 成密封缺陷损伤的处理。微弧焊修补焊密封面的处理过程如 下：（1)用打磨机将缺陷处的氧化皮及破损层金属打磨干 净直至露出光亮金属表面，然后将密封面清洗干净。（2) 选用同母材相同的焊丝，采用点焊方式补焊（注意工件温升 应小于800。（3)焊接参数控制：（4)对补焊处进行粗磨； (5)对密封面进行研磨；（6)对密封面做红丹/兰油试验。 3.3回路法兰预防性紧固以及相应改进策略
高温压装置法兰在经历过热态工况后，由于热胀冷缩、 振动等各种原因导致的法兰密封降级，经过将近三年的实践 总结，我们从螵栓、垫片的保养选用检查上，以及实验操作 的升降温控制上：（1)对回路法兰螵栓进行每次热态后的 全面力矩校核，对于发现松动的按照标准要求测量法兰平行 度等参数后按要求完成紧固。增加每次热态后稳压器底部机 械密封的紧固，对于紧固后打压无法通过的解体进行研磨后 回装处理。（2)升版装置日常维修规程中对于螵栓除锈要求， 现场巡视检查各设备油漆涂刷有无脱落锈蚀等异常，发现异 常后进行统一记录并除锈补漆，拆卸后的法兰螵栓螵母梳理 螵纹后进行发黑保养处理。（3)梳理金属环垫清单，采购 镀银垫片，严控拆装密封面检查。（4)在每次起停装置期间， 降低升降温速率对法兰密封的影响。
3.4法兰检修施工要求文件化标准化、推动QC队伍建设 根据装置现场运维情况的需求，目前，己编写的相关程 序有4个，机械相关设备安装检修指令单16个，主要涵盖试 验段安装、管道法兰安装、法兰密封面研磨、稳压器加热棒 拆装检修、计量泵检修、回路串洗等方面。电气相关表单5个， 仪控相关17个。计划今年将常用的指令单全部补充完善，编 审批生效后作为标准文件备用，特殊的检修活动根据现场检 修情况逐步积累。并且针对承包商合作单位负责施工的项目 编写了质量计划，目前，己经全面推广实施，确保每项工作 都有设质量控制点，每个质量点都有授权人员进行把关。

       高温高压管道法兰密封缺陷全面处理策略研宄及应用， 在大热工装置上发挥了巨大作用，从早期每月多达4〜5次 的泄漏频发到如今的彻底根治可以看出：高温高压管道法兰 密封维修管理是一个系统工程，运维负责主管部门只有从预 防性维修大纲文件的编制、安装/维修标准操作程序指令创 建、人员执行技能的培训、综合性维修技术的开发应用以及 相关信息系统的应用全面提升后，设备密封可靠性才能得到 根本保障，基础文件、人员技能、维修技术、理论分析、信 息平台等配套缺一不可。
       高温高压管道法兰密封缺陷作为影响高温压实验装置正 常运行的重要技术问题，本论文作者通过行业调研，以及结 合实验装置的具体状况，针对性地制定了高温高压管道法兰 密封缺陷全面处理策略，从法兰维修的整体大纲搭建，研磨 和微弧焊等维修技术方案制定，核心维修能力自主化培养， 以及进行了施工流程的文件化规范化的升级，推动质量控制 的QC队伍建设和落地，全面提升了高温高压管道法兰密封 缺陷处理能力和维修质量，系统全面地改善和提升了此类密 封的可靠性，减少了由于此类故障检修带来的停机或停运， 降低了处理成本，提高了维修效率，对高温高压工业设备密 封泄漏领域的问题的处理具有较大的参考价值和借鉴意义。