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橡胶膜密封干式气柜泄漏原因分析及处理蒋冠杰（大连石化公司，辽宁 大连 116032）摘 要：本文介绍橡胶膜密封干式气柜投入使用后出现泄漏的原因及解决办法。关键词：干式气柜 橡胶膜 泄漏 密封中图分类号：TQ053文献标识码：A文章编号：1008-7818（2006）04-0044-03The Analysis and Solution of the Leakage of Rubber Sealing Film for Dry Gas HolderJIANG Guan-jie(Project Management Department of Dalian Petrochemical Company, Dalian 116032, China)Abstract: This paper introduces the status of leakage of rubber sealing film for dry gas holder in DalianPetrochemical Company. The leakage reason was analyzed and the solutions were recommended.Key words: dry gas holder; rubber film; leakage; sealing1 前言大连石化公司火炬设施改造20000立方米橡胶膜 密封干式气柜于 2002 年 10 月底建成，当年 11 月 21 日 配合 350 万吨 / 年催化装置开工投入投用。运行一周 后，瓦斯汇漏，工程部门进行紧固处理，经过三次处 理仍不见好转，后发现密封条软化流淌，泄漏点越来 越多。为了安全起见，保证生产，该问题成为当时亟 需解决的问题。经过多次考察、讨论和分析，找出事 故主要原因，并彻底解决了该问题。2.3 金属材料气柜金属构件除立柱采用Q235-B钢外，其余均采 用Q235-A钢材料，其化学成分、机械性能符合GB 700-88 的要求，螺栓采用 C 级螺栓，符合 GB 5780-86 规定。2.4 密封橡胶膜橡胶密封膜两面均使用共混胶 (NBR+PVC)，骨 架材料为尼龙帘线布。应保证表面平整、光滑，不得 有缺胶、打折、断线等缺陷存在，不允许有大于92mm 的气泡、漏布和杂质。两层帘线布之间不能脱层，内 外层橡胶之间不能脱开。2 气柜相关设计条件及参数3 原因分析因发现泄漏时，气柜内仍有介质存在，不可能进 入现场对泄漏原因进行彻底检查，只能从已有的现象 及过去安装时遇到的问题进行初步分析。经过初步分 析，认为有两种原因可能造成上述瓦斯泄漏：（1）安 装问题；（2）密封材料在介质环境下，密封性能的改 变。为了能够顺利安全的进入气柜进行彻底检查，我 们按停检程序对气柜进行了处理。停检程序：（1）用氮气、压缩风对瓦斯气进行置 换；（2）对柜底渗液进行清理。2.1 设计条件基本风压：600Pa；基本雪压：400Pa；地震强度：7 级；场地类别：级；介质成分见表 1。表 1介质成分（%）2.2 气柜技术参数公称容积：20000m3。储柜压力：36504000Pa；操作温度： 80 ；活塞有效行程：22500mm；活塞最大行程：22800mm。作者简介：蒋冠杰（1974-），男，辽宁大连人，本科，在中油股份大连分公司工程管理部从事工程管理工作。 44 成分H2CO2O2N2CO碳氢化合物H2S其它含量11.7110.520.758.060.5364.433余量全面腐蚀控制2006 年第 20 卷第 4 期蒋冠杰 橡胶膜密封干式气柜泄漏原因分析与探讨在停检过程中通过对气样的连续采样并进行分析，发现气样中 H2S 成分的含量超标，并含有苯、甲 苯等有机物成分，这三种组分（H2S、苯、甲苯）对橡 胶膜本体及密封腻子（主要成分为丁基橡胶）有老化、 溶解作用，通过硫化氢的酸性老化腐蚀，苯、甲苯分 子不断溶解，使材料的密封性能下降，造成瓦斯泄漏。3.1 泄漏的几种可能原因（1）由于密封条发生改变造成泄漏；（2）由于角钢圈与橡胶膜紧固螺栓个别的倾斜造 成泄漏；（3）由于紧固螺栓松动造成泄漏；（4）其它原因造成的泄漏(如角钢圈变形等)。3.2 现场观测与泄漏点的采集检查基本结果如下：图 5 改进后采用聚四氟乙烯的密封通过以上的现场观测与泄漏点的采集，我们发现：（1）泄漏主要发生在柜壁与外密封膜连接处，较 大漏点有 18 处，漏点周围有胶状物及黑色黏稠液状 物，成流淌状（见图 1、图 2、图 3）。其原安装时挤出的腻子已经有老化现象。从拆下的人孔处观察密封膜与活塞连接处，安装时挤出的腻子已经被腐蚀殆 尽；拆开泄漏点处发现，原先的密封腻子已经彻底腐 蚀，残余的痕迹是被介质腐蚀、老化、溶解后生成的 腐蚀产物；拆开瓦斯未泄漏处，密封面仍均匀分布着 极薄的一层腻子，密封腻子存在被介质腐蚀的痕迹， 部分已被介质渗透溶解变稀，没有贯通（见图 4）。（2）密封胶膜的螺栓存在歪斜；拆开密封面，清 理掉密封腻子后，发现柜壁角钢密封圈，有掰的痕 迹；密封表面一处有小焊瘤，有的地方呈波浪形状， 但泄漏并不全在这几处，有部分焊瘤处并没有泄漏。（3）胶膜粘接处有开缝现象。3.3 原因分析3.3.1 由于密封条工作条件发生改变造成泄漏从胶膜表面有流淌状的黑色黏稠物来看（见图2、图 3），当初在设计时未能对介质成份进行有效分 析，未确定介质成分中有苯、甲苯等强溶剂物质的存 在，并对此提出设计要求。通过运行使用，发现实际 介质与设计文件介质成分存在差异，其中苯、甲苯的 含量达到 0.07% 和 0.03%。在实际生产过程中经采样 分析发现气体中含有苯、甲苯等。采样数据如下：第 一组：苯：243.2mg/m3；甲苯：128.1mg/m3；乙苯：133.1mg/m3；第二组：153.7mg/m3；甲苯：105.8mg/ m3；乙苯：104.5mg/m3 瓦斯气体中 H2S、苯、甲苯对 密封腻子有老化、稀释、溶解作用，使得介质渗入密 封面后将腻子溶解，在内压作用下腻子从密封面中流 出来，产生黑色悬挂黏稠物，从而导致瓦斯泄漏的发生，这是此次泄漏的主要原因。胶膜的生产厂家也承 认密封腻子不耐苯，对于硫、硫离子的含量也有严格 要求。图 1 T 围栏与橡胶膜的密封 A图 2 T 围栏与橡胶膜的密封 B图 3 角钢圈与橡胶膜的密封图 4 T 围栏与橡胶膜的密封 C 45 全面腐蚀控制2006 年第 20 卷第 4 期蒋冠杰 橡胶膜密封干式气柜泄漏原因分析与探讨3.3.2 由于角钢圈与橡胶膜紧固螺栓的倾斜造成泄漏角钢圈孔（孔：1780 个；中心距：60.48mm）,设 计图纸上要求均匀分布,而橡胶膜上的螺栓孔是将橡 胶膜分成18等分以后,再均匀分布,由于两种孔的方法 不同,将产生孔与孔之间的距离难以保证 60.48mm 的 中心距。角钢圈直径为 34268mm ，橡胶膜直径为34000mm，直径相差 268mm，周长相差 842mm，若 将橡胶膜与角钢圈固定，需将橡胶膜拉长 842mm。栓无法穿入，与设计人员沟通，将 50 5 角钢密封面向外掰尺寸达到穿入条件，造成波浪变形不会影 响泄漏。角钢圈 50 5，压板尺寸为 60mm 5mm 厚，导向环为 100mm 60mm 6mm 厚，即使角钢 圈表面出现不平，因为密封压条属于柔性材料，能保 证其密封接触面。4 处理方案4.1 更换新型密封材料根据气柜内石油气 H2S 含量高且含有苯、甲苯 成分的特点，原密封腻子已经不适合该介质条件下 的使用，经有关部门研究选用规格为 12mm 5mm (宽厚)的 AIG 185 带状垫片（材质为聚四氟乙烯） 代替原材料，此种材料柔软可塑，能够与磨损或不平 的表面极好的吻合，从而达到完全密封效果。更换密 封材料时均由胶膜的生产厂家和密封生产厂家现场 指导安装。4.2 校平密封柜壁角钢密封面柜壁与外密封膜连接处的角钢 50 50长度为107.66m，根据 GB 50205钢结构工程施工及验收规 范的规定，将角钢密封面的平面度控制在 0.5mm。4.3 处理原密封面处的密封腻子因新型密封材料的安装要求，结合角膜的特点， 采用人工办法将粘附在密封面角钢和角膜上的原密封 腻子处理干净。4.4 校正密封面压条上的螺栓孔位置安装时由于预制上的误差导致角钢密封面上的 一小部分螺栓孔与压条不配套，此次工程使之与角钢 螺栓孔、角膜螺栓孔相对应，消除了个别螺栓把紧时 犟劲、螺栓歪斜现象。图 6 密封结构形式图3.3.3 由于紧固螺栓未把紧造成泄漏生产厂家提供的橡胶膜密封压条（L:5mm ； d: 3mm），双S型安装。安装密封时胶膜生产厂家（洛 阳七二五所）技术人员现场指导安装，并在安装前对 密封圈由监理人员组织设计单位、施工单位、胶膜生 产厂家一起检查，符合设计要求后进行安装。在安装 时紧固螺栓的扳手力矩需要多大，当时已提出紧固到 什么程度，生产厂家答复“在边缘看到密封压条挤出 来就行”，按上述条件分析，螺栓紧固力只要均匀一 致即可满足，但在生产实际中，因为密封压条溶化将 会造成各种螺栓松动。对上述问题提出的异议是可以 理解的。但是橡胶膜和密封压条都属于柔性材料，对 压板与密封面起到一定的补偿作用，况且本气柜的储 气压力不大，为 36504000Pa，所以不影响密封压 条，从而能够满足使用条件。3.3.4 其它原因造成的泄漏(如角钢圈变形等) 50 5 角钢与柜壁焊接后剩余间距为 45mm， M12 螺栓总长为 5357mm。设计图纸在气柜制造、 安装及验收技术条件对角钢圈的煨制安装，除对焊缝 经煤油检查无泄漏外，