西门子指定博科思高温密封剂在法兰、气缸、烟气轮机的综合应用

【摘要】博科思高温密封剂为西门子汽轮机指定用密封剂，另外也在石化、电力、生物、制药等企业得到了广泛应用；主要针对一些常见的高

【摘要】博科思高温密封剂为西门子汽轮机指定用密封剂，另外也在石化、电力、生物、制药等企业得到了广泛应用；主要针对一些常见的高温蒸汽法兰、高温高压封头等密封失效问题进行解决，并取得了显著的治理成果。

【关键词】博科思高温密封、换热设备封头、高温管道法兰、法兰密封、汽轮机气缸、气缸密封、烟气轮机、福世蓝

一、密封技术发展现状

高温密封剂、高温修复剂等高温修复材料作为新材料发展的重要组成部分，被广泛应用于航空航天、核电火电、化工化学、机械制造等众多工业领域，随着众多行业领域对新设备、新生产线的引入，对设备维护必需的高温密封、高温修复、高温保护等高温材料的性能要求也越来越高。然而国产高温密封剂多年来没有大的突破和提高，选料粗糙、加工工艺原始，难以保证产品性能。目前市场占有率比较高的系列密封脂，在高温条件下长期运行，会使油脂挥发、残留物焦化而造成密封性能下降；同时焦化后的残留物非常坚硬，会牢固地粘着在金属表面难以清除，用机械方法强制清除会损伤精加工的密封面，影响再装配时的密封效果。

二、国外先进高温密封剂介绍

博科思高温密封剂（BIRKOSIT Dichtungskitt）是德国舒尔茨公司生产的高温密封材料系列，主要应用于高温平面密封，如汽轮机、高温法兰、阀门等需要高温平面密封的场合。产品始于1952年，至今已有60余年发展历史，作为西门子能源事业（Siemens Energy）指定用密封剂，在国外得到西门子、阿尔斯通、GE、MAN等制造厂商的认可和认证。自2009年由淄博福世蓝公司引入中国市场以来，该系列产品已服务于包括五大电力系统、核电系统在内的数十台常规机组及超超临界机组。

博科思现有两个系列四种产品，可以适应汽轮机运行过中的各种密封要求：

博科思高温密封剂（BIRKOSIT Dichtungskitt）是一种单组份、膏状密封剂，工业用途，优质密封混合物，适用于对光滑、平整密封面（对接接头）温度和压力要求高的工况。可使用灰泥刀或橡胶刮刀摊涂在干燥表面。由于密封产品不会固化，只是其稠度会稍稍变化，会保持柔韧性及弹性，因此使用中没有时间要求，施工完毕可马上投入到运行中，无须等待。

博科思高温F系列产品是一种高质量、单组份的膏状密封材料。处理因气缸变形（包括内张口、外张 口）、水槽状腐蚀或侵蚀损坏（孔洞）、铸造缺陷、划伤、划痕、磕碰等原因造成的间隙对密封剂的质量有着非常高的要求。使用F系列产品意味着不再需要昂贵的机械预处理，可以作为修复上述工况时的首选方案。这在密封及修复以下设备中的金属对接面时尤为重要，如蒸汽轮机和燃气轮机（尤其是十字接头）、压缩机、发生器、扩展器、泵、壳体、法兰接头等。

技术数据

耐温：耐高达 900℃（F 系列耐温高达 950℃）的热蒸汽、气体，热、冷水，轻质燃油、润滑剂，原油及天然气。

耐压：密封面及无密封环水平法兰耐压高达 450bar（F 系列耐压可达 570bar），螺管接头耐压高达 550bar（F 系列耐压可达 670bar）。

塑性变形：塑性无限制，因此，即使在最高要求的条件下，密封膜也不会破裂。

应用：博科思高温密封剂（BIRKOSIT Dichtungskitt）适用于完好的、间隙不超过 0.2mm 的金属密封面，如蒸汽轮机和燃气轮机（尤其是十字接头）、压缩机、发生器、扩展器、泵、壳体、法兰接头等。

F系列产品适用于密封所有尺寸的表面。密封面的表面质量要与表面加工准确度Ra（粗糙度）=0.8µm-1.2µm 研磨/刮削表面相当。密封表面损坏≤0.2mm的，可使用F系列基础产品进行弥补。表面上选择性的或较浅的，类似水槽状的腐蚀或侵蚀损坏在0.2mm-0.5mm 范围内的，建议使用 F1000 产品；损坏范围在 0.5mm-1.0mm 的，建议使用F2000产品。

当使用 F1000/F2000 产品修复完成后，须使用F basic密封未损坏的表面。只有两种密封产品配合使用才能保证对接接头和切割表面所要求的质量。

工作建议：使用灰泥刀或橡胶刮刀摊涂在干燥表面。由于产品不会固化，但其稠度会稍稍变化，保持柔韧及弹性，在接头处应用没有时间要求，产品可马上承受工作载荷。

储存：若正确储存，在密闭容器中的储存期限为 5 年，在这段储存期限内，产品的性能和可使用性不会改变。如果产品只使用了一部分，容器金属罐要正确密闭。

包装：博科思高温密封剂与 F basic 产品包装规格为毛重 1kg。F1000 与 F2000 产品包装规格为毛重 750g。

使用寿命：我们保证博科思高温密封剂与 F 系列产品用于机加工的密封表面（对接接头）的使用寿命为10 年。该保证的前提是使用该产品时严格按照使用说明，服务间隔要遵守蒸汽轮机和燃气轮机的特性，以及上面所描述的应用区域。

高温密封剂操作应用过程

1、对于对接接头的承重、密封面的较严重损坏区域（≤0.5-1.0mm）

密封表面损坏≤0.2mm的，可使用博科思高温密封剂或F系列基础产品进行弥补，现场修复严重损坏的区域0.2mm 至≤1.0mm的，建议使用 F1000和F2000 产品。

密封表面损坏≤0.2mm的，使用刷子或抹刀将 F 系列基础产品涂抹到干密封表面的两侧。所应用的层厚为0.2mm至0.3mm。F系列基础产品可立即承受负载。

密封表面损坏≤0.5mm的，使用抹刀将 F1000产品大力涂抹到损坏区域中干净、无油脂的损坏表面上。

密封表面损坏≤1.0mm的，使用抹刀将 F2000产品大力涂抹到损坏区域中干净、无油脂的损坏表面上。

只有两种密封产品配合使用才能保证对接接头和切割表面所要求的密封质量。

2、对承重、密封面进行砂磨

为了确保博科思最佳粘结表面，可用使用盘形砂轮的振动磨机对密封面进行稍稍打磨，砂轮粒度在60-80（可能不需要砂磨，这取决于表面的最终精密度），也可以选择对表面进行刮削和修整，此工序只能由训练有素的专门人员来完成。

3、清洗对接接头承重、密封面

对高压涡轮机/中压涡轮机/低压涡轮机顶端和底端对接接头的油脂进行清洗，并用干布进行擦拭。

4、将博科思密封剂施用在对接接头承重、密封面上

使用刷子或刮刀将博科思高温密封剂施用在内密封的两个密封面上，涂层厚度应在 0.2-0.3 毫米。产品不会固化，数小时后只是在稠度上有微小的变化，它会保持柔韧及弹性，因而能够在对接接头上进行再操作。

5、闭合高压涡轮机

按制造商指示将涡轮机两半部分进行闭合，涡轮机可马上投入到运行负荷中，不需等待。

三、博科思在列管式换热设备封头法兰密封的应用

法兰接口垫片是法兰连接接口的主要密封元件，在螺栓预紧力的作用下对法兰密封面施加压紧力，由垫片填塞住法兰面凹凸不平的微观几何间隙来实现密封。传统的法兰接口的垫片多采用浸油石棉垫片、聚四氟乙烯垫片、金属缠绕垫片等形式。石棉垫片的材质易碎裂，且中间夹层松散，导致管道输送的介质较易发生渗漏现象，因此只能用于中低压管道。另外，石棉垫片维修拆卸时常有与法兰密封面粘连现象，需拆卸清理。聚四氟乙烯垫片密封效果良好，但不可重复使用，且价格昂贵。金属缠绕垫片的密封效果较好，承压较高，但在管道维修时无法重复使用，若出现法兰松动现象就必须更换，不能二次夹紧，造成维修成本增高和材料浪费。

博科思高温密封剂采用油脂是天然的饱和与不饱和脂肪酸甘油脂的混合物，严格筛选粉料种类及搭配粒度级配。在高温环境下博科思不与金属发生黏结，它是在预紧螺栓力的作用下，依靠其超细固体粉料将缝隙填满，并保持内聚力使密封膜不破裂而产生密封效果的。这是比黏结型密封更为先进的密封理念，而且在后期检修时非常容易清除。博科思高温密封剂应用工艺简单，密封效果显著，十分具有推广应用价值。

应用案例

现场图片

四、博科思在热电厂汽轮机气缸密封应用

应用背景

300MWA发电机组，高压缸外缸缸体配合面出现局部不均匀变形，合缸后间隙范围0.05mm-0.2mm之间。由于间隙大，所以对于密封的要求性非常严格。企业之前采用国产普通高分密封剂密封的2台300MWA机组均出现严重的漏气现象，效果不佳。

解决方案

300MWA的蒸汽轮机一般采取双缸设计，采用超临界蒸汽发电，所以高压缸内缸的温度一般在550℃以上，工作压力为22MPA以上，所以内缸一旦出现漏气，蒸汽将延外缸的密封处泄漏，此时对于外缸的的密封非常严格。外缸在正常工作由于工作温度也比较高，加上外缸的体积较大，所以缸体容易发生变形。其变形的方式有两种：外胀变形和内胀变形，从而导致整个配合面出现配合间隙。使用传统国产密封剂密封高压缸不理想，主要问题是由于国产密封剂对于间隙的要求比较苛刻，一旦局部配合面间隙超过0.2mm，其密封效果将非常差。博科思系列高温密封剂密封间隙范围在0-1mm之间，所以满足大部分气缸、高温高压法兰等恶劣环境下的密封，且密封效果非常好。由于具有不胶化的特性，所以后期易清理，从根本上解决了汽轮机气缸密封及其它高温高压环境下密封的问题。

五、博科思在石化烟气轮机法兰密封应用

应用背景

烟气轮机（简称烟机）是石油化工行业常见的关键设备之一，它利用催化裂化装置生产过程中产生的高温再生烟气余热驱动离心式或轴流式空气压缩机作功或给发电机提供动能。烟机机组的运行情况直接关系到装置的运行周期和能耗水平，对保证装置正常平稳运行和节能降耗具有重要意义。2014年04月30日，我司技术部工程师前往某大型石化集团针对烟气轮机法兰结合面漏气问题进行技术指导。具体设备情况：法兰直径为Ø900mm，温度为800℃左右，内部压力2.5kg，内部主要介质为高温烟气（大部分为CO2、N2，少量的NO、SO2和水蒸汽）。

解决方案

将博科思F基础高温密封剂直接涂抹于法兰结合面。

博科思F基础高温密封剂最高耐温可达950℃，可耐受：热蒸汽和热空气、热水和冷水、燃料油与润滑剂，以及原油和天然气；在压力到达275bar时，可保证100%密封，对不带密封环的密封耐压性可达到570bar，对于螺栓结合，可达670bar；产品易于清除，使用过的密封面可以用无水乙醇或丙酮轻易的擦去，而不会附着于密封面；根据应用指导使用并正常运行时，对于蒸汽轮机、燃气轮机和高温法兰，保证在密封面（对接接头）的使用寿命在10年。以上的各种优势都是国产传统高温密封剂无法比拟的。