某廠粗苯工段的脫苯塔是Φ2.2/2.4mX40.85m的55層泡罩塔,操作壓力0.05MPa,工作溫度190℃,設計處理能力100t/h,塔盤由厚3mm的不銹鋼板制成分體式塔盤,密封面未經切削加工,密封墊材質為牛油盤根。
投產半年后,脫苯塔內部出現泄漏,處理能力下降至80t/h左右,到1999年2月,脫苯塔的處理能力驟降至50~60t/h,輕苯產量也由40t/d下降到20t/d左右,塔后貧油含苯量高達1.54%~1.7%,管式爐后的富油溫度也從180℃下降至140℃左右。分析原因得出,塔內的牛油盤根密封墊已完全失去了密封作用,決定停產檢修。開塔檢修時發現,塔盤的所有牛油密封墊已全部被腐蝕,用手一捏有如黑色的豆腐渣。其損壞的原因有:
(1) 牛油盤根的耐熱性能差,通常允許的溫度為20~65℃,而脫苯塔的操作溫度則高達190℃;
(2) 牛油盤根耐化學腐蝕性能差,難以抗拒苯類介質的腐蝕,且易燃;
(3) 牛油盤根用棉麻類纖維制成,摩擦阻力大,回彈性差,耐壓性能低,僅能耐0.3MPa的壓力。
為了尋找合適的密封墊材質,我們根據脫苯塔的操作條件,先后選擇了碳素纖維編織填料、聚四氟乙烯、石棉板和膨脹聚四氟乙烯,經過多方案比較,最后選擇了膨脹聚四氟乙烯這種材質的密封材料,其技術性能如下:
使用溫度:-218~320℃
使用壓力:≤20MPa
壓縮比率:55%~80%
壓縮變形率:40%
回彈率:17%
應用范圍:除元素氟和熔融堿金屬外的所有物質。
經過該廠實際使用表明,膨脹聚四氟乙烯墊片具有以下特性:
(1) 密封性能好。膨脹聚四氟乙烯密封帶具有極佳的可壓縮性能,極易填滿密封面上的空隙和溝槽,在受到張力作用時具有良好的回彈膨脹性能,內部壓力越高,其密封性能越佳。
(2) 使用方便、快捷。只要根據密封面的尺寸剪取所需長度的密封帶,在密封面上圍成圈或無規則填充均可,只要將兩端面交叉相迭,即可構成任意尺寸和形狀的密封面,密封帶上的不干膠可使其固定在一定的位置上,即使是垂直的密封面也極易施工,加壓后可形成三維空間,不會造成任何泄漏,從而獲得良好的密封效果。
(3) 經久耐用。膨脹聚四氟乙烯具有最佳的耐腐蝕性能,不老化,能經受有機溶劑的長期浸泡,經特殊加工的密封帶具有很好的耐蠕變性和抗冷流性,故可在很大的范圍內長期使用,其使用壽命可比一般密封材料長6倍左右。
(4) 通用性好,經濟合算。由于膨脹聚四氟乙烯密封帶具有不必沖制的優點,減少了材料的浪費,同時可降低各種規格密封墊片的庫存量,又因密封帶為盒式包裝,極易保管存放。
總之,膨脹聚四氟乙烯密封帶有效地克服了普通聚四氟乙烯存在的過硬、恢復性差、熱膨脹系數大喝蠕變后易失效等缺點,具有如棉似錦般的柔韌性、極佳的可壓縮性、優異的耐腐蝕性、抗老化性、抗蠕變性能、自潤滑性、低摩擦系數和優良的抗膨脹度等特點。從形式上徹底改變了傳統靜密封的使用方式,可在現場隨意做成任何形狀的墊片。在實際操作中不僅方便快捷,而且隨意性強,特別是在高架管道或應急搶修的施工現場可發揮更大的作用。如在該廠脫苯塔的檢修中,檢修時間就比計劃提前了2天,即節省了施工費用,又提高了檢修質量,脫苯塔試壓和開工均一次成功,檢修后脫苯塔的操作正常,富油處理量在100~110t/t,管式爐加熱溫度達180~190℃,貧油含苯≤0.5%,輕苯產量≥42t/d,各項技術經濟指標均達到了理想的結果。
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