高压管道连接件金属透镜垫改进

张林峰

(安徽晋煤中能化工股份有限公司， 安徽临泉 236400)

安徽晋煤中能化工股份有限公司(简称中能化工)醇烷化岗位中存在着许多高温高压管道，由于连接设备的金属透镜垫长期在高温高压等复杂工作环境下容易出现点蚀麻点、凹槽压痕等缺陷[1]，为修复这些缺陷，需要寻找相应的解决方法。

1 初期改进

在初期改进时，采用手工修复的方法,利用现有车床工具，对高压透镜垫进行手工修复。

实施工具有普通车床、角磨机、抛光片、百叶片、砂纸、润滑油、直板尺。

实施工序为：

(1) 待修复透镜垫装夹在车床的三灶卡盘上调整位置，使轴向和径向的跳动量小于0.03 mm，车床主轴速度调整到300 r/min左右。

(2) 根据透镜垫密封面表面情况选择磨光片类型(表面粗糙度较大的先用抛光片再用百叶片，表面粗糙度较小的直接用百叶片)。启动车床及角磨机进行表面修复以达到表面的初步平整。

(3) 利用直板尺检查密封面弧度情况，根据检查情况选择合适的磨光片对密封面进行修弧面，修复过程中反复用直板尺检查调整直至达到目标弧面。

(4) 弧面修复过后密封面的表面会形成大量的径向贯穿纹路。启动车床手持百叶片，密封面做圆周运动，百叶片固定不动，以达到修复贯穿纹路的目的。

(5) 贯穿纹路修复完成后会在密封面的表面形成细小环状纹路，为了使用效果更显著仍需进一步降低密封面的表面粗糙度。将车床速度调整到400 r/min左右，用砂纸手掌贴合在密封表面上进行磨光，根据纹路情况调整砂纸粗细，最后砂纸上涂润滑油少许收光。

透镜垫的日常损坏与修复见图1。

(a) 修复前

2 持续改进

初期改进后的金属透镜垫在使用一段时间后，密封效果不是特别理想，因为金属透镜垫一般采用的是球面密封，精度要求很高，即使外表面研磨得很光滑，弧面密封也不一定达到要求，所以进行进一步改进，在打磨光滑的密封面上加铝皮(见图2)，铝皮外表光洁，具有防腐功能，而且可塑性较高[2-4]。

图2 根据透镜垫密封面大小加工的铝皮

在透镜垫密封面上加铝皮的方法使金属透镜垫的密封效果得到了很大的改善，但该方法还存在缺陷，即铝皮的使用周期不长，往往运行一段时间后法兰密封处又会出现泄漏现象。通过检查发现拧紧法兰螺栓时力度不均匀，容易导致铝皮边缘开裂(见图3)。

图3 使用后损坏的铝皮

3 最终改进

针对这些问题，在进行多次尝试后，最终采用波形石墨带粘贴在存在缺陷的金属透镜垫上，达到了良好的密封效果(见图4)。石墨带具有良好的可塑性、耐高温性和耐腐蚀性，而且厚度仅为0.5 mm，易于修复密封面。经过开车试压试漏，以及正常开车都达到了理想的效果，不再出现跑冒滴漏等现象，确保醇烷化岗位的长期运行。

图4 石墨带包裹的金属透镜垫

4 经济效益

4.1 直接效益

市场上的金属透镜垫价格昂贵，零件的互换性比较差，更换大批金属透镜垫成本高，经过改进可以大大节约成本，产生了非常可观的经济效益。

4.2 潜在效益

改进后提高了透镜垫的使用寿命，为醇烷化岗位的长期稳定运行打下了基础。

5 结语

高压管道连接中，广泛使用透镜垫密封结构。为了提高透镜垫的使用寿命，采用波形石墨带粘贴在存在缺陷的金属透镜垫上,达到了良好的密封效果。石墨带具有良好的可塑性、耐高温性和耐腐蚀性，而且厚度仅为0.5 mm，易于修复密封面。一块小小的石墨带，带给整个设备系统是个重大的改变，节约了更换大批金属透镜垫的成本，同时为醇烷化岗位的长期运行打下了基础。