法蘭類泄漏常見帶壓堵漏方法

法蘭類泄漏常見帶壓堵漏方法1引言化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)裝置連續(xù)運(yùn)行、介質(zhì)、工況比較復(fù)雜，因腐蝕、磨損、沖刷、焊接、制造缺陷等因素影響，常常導(dǎo)致運(yùn)行中的設(shè)備、管道、閥門、法蘭等部位發(fā)生泄漏。泄漏介質(zhì)存在易燃易爆、高溫高壓、有毒有害的特點(diǎn)。泄漏部位存在隨時(shí)間增加而泄漏擴(kuò)展迅速的特點(diǎn)。在不動(dòng)火、不破壞原密封結(jié)構(gòu)、不影響裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，常用帶壓堵漏技術(shù)在常溫、帶壓條件下迅速安全地消除泄漏。注劑式夾具法因其特點(diǎn)在帶壓堵漏中應(yīng)用較多。我們在多年的帶壓堵漏工作中，接觸到管道、法蘭、彎頭、閥門等多種泄漏情況，發(fā)現(xiàn)一些問題，也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。本文就從注劑式夾具法的原理、特性以及在高溫、高壓條件下，閥門、三通、彎頭等特殊部位，夾具密封空腔體積大等情況下在堵漏過程中常見的問題及解決方法做分析和思考。2注劑式夾具法堵漏原理及特性要求堵漏原理注劑式夾具法的基本原理是以流體介質(zhì)在動(dòng)態(tài)下用固狀密封材料密封的密封機(jī)理為依據(jù)，利用泄漏部位的外表面與特制的堵漏夾具的構(gòu)成密封空腔，用機(jī)械加壓裝置（油泵），通過注劑專用工具（注劑槍）采用大于泄漏介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)壓力的推力將具有塑性、流動(dòng)性、固化性、能耐介質(zhì)溫度的密封劑注入密封空腔，密封劑填充密封空腔堵塞泄漏通道。密封劑在一定條件下固化，增大流體流動(dòng)阻力，切斷泄漏通道，阻止介質(zhì)外泄，在泄漏部位形成一個(gè)新密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿芊獗葔海_(dá)到消除泄漏的目的。密封劑的固化特性密封劑注入密封部位后在一定條件下會(huì)逐步固化，其固化時(shí)間是密封劑的重要指標(biāo)。無論是熱固化或非熱固化，都有一個(gè)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w或由流體轉(zhuǎn)為固體的過程，完成這個(gè)過程的時(shí)間與溫度的密切關(guān)系。絕大多數(shù)密封劑的固化時(shí)間與溫度成正比。因此密封注劑在注射溫度下，即不能固化太快，也不能因此過慢。密封劑注入密封部位后在一定條件下會(huì)逐步固化，其固化時(shí)間是密封劑的重要指標(biāo)。無論是熱固化或非熱固化，都有一個(gè)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w或由流體轉(zhuǎn)為固體的過程，完成這個(gè)過程的時(shí)間與溫度的密切關(guān)系。絕大多數(shù)密封劑的固化時(shí)間與溫度成正比。因此密封注劑在注射溫度下，即不能固化太快，也不能因此過慢。固化太快易發(fā)生早期固化現(xiàn)象，先后注入的密封劑不能形成很好的連續(xù)整體，易出現(xiàn)間斷界面，降低密封可靠性。固化過慢則在注劑過程中，未固化的流動(dòng)性好的密封劑會(huì)被強(qiáng)大的注劑力從夾具與泄漏接觸面的間隙中擠出，不易充滿密封空腔，泄漏密封比壓不足使得泄漏介質(zhì)（如氣體）易從間隙處外泄，達(dá)不到良好的堵漏目的。密封劑固化時(shí)間，還與注劑量有關(guān)，注劑量越大，則密封劑固化時(shí)間相應(yīng)增加，常用密封劑固化特性見表1、圖2表1密封劑溫度與固化時(shí)間表密封劑型號(hào)溫度（℃）150200250300350固化時(shí)間（min）TXY-3#12080603020TXY-16XY-18#11057251511TXY-20#9062441811TXY-21#403020105AJTDTf7w一??M口N泰M石油帕加*用1MlMI用. %*辟fWMt山嚙圖1密封劑溫度與固化時(shí)間表夾具接觸面間隙要求夾具制作后，夾具與泄漏部位外表面接觸部分間隙有嚴(yán)格控制，防止塑性好的密封劑固化前外溢，造成密封空腔不易充滿，密封比壓不足造成堵漏失敗。見表2表2配合間隙與泄漏截止關(guān)系表泄漏介質(zhì)壓力（Mpa）<23?45?67?9〉10配合間<<<<<隙0.50.40.30.20.1（mm）3實(shí)際過程中存在的問題及原因夾具制作困難生產(chǎn)裝置因形狀誤差大、變形、組對誤差、焊接變形、安裝偏差、腐蝕等原因形成形狀、尺寸等不標(biāo)準(zhǔn)，差異大，錯(cuò)口、夾角角度不標(biāo)準(zhǔn)，表面凹陷等情況，使得測量數(shù)據(jù)困難誤差大，夾具設(shè)計(jì)后加工制造困難。實(shí)際工作中，夾具加工制作完成后還需現(xiàn)場修配以減小配合間隙，尤其在壓力較高時(shí)配合間隙要求也較高，否則密封劑易從間隙處外溢，造成堵漏效果達(dá)不到要求。而現(xiàn)場環(huán)境往往比較惡劣，使得測量及修配難度大。密封空腔大，注劑量大泄漏原因是因腐蝕、沖刷造成壁厚減薄、穿孔形成的其泄漏部份周圍也存在壁厚減薄的現(xiàn)象，夾具與泄漏表面接觸面需遠(yuǎn)離危險(xiǎn)截面，造成夾具密封空腔增大。泄漏部位處于特殊位置（如彎頭、三通、球閥閥體），因便于夾具固定、制造需要，夾具與泄漏表面接觸面需遠(yuǎn)離泄漏部位而造成夾具密封空腔增大。密封空腔大，造成注劑固化時(shí)間長、注劑時(shí)間增加，成本聚增。注劑固化時(shí)間長、注劑壓控制不易泄漏介質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力同密封劑固化試驗(yàn)的參數(shù)差異較大，特殊部位的大密封空腔形成的大注劑量使得實(shí)際固化時(shí)間比理論、試驗(yàn)固化時(shí)間增加許多。在腐蝕、磨損、沖刷形成泄漏的部位，其周圍存在一定范圍的壁厚減薄現(xiàn)象，注劑時(shí)因密封劑流動(dòng)阻力、注劑固化使注劑壓力需大于泄漏部位介質(zhì)內(nèi)壓力。注劑壓力過大會(huì)造成泄漏點(diǎn)擴(kuò)展，過小密封劑密實(shí)性不足，密封比壓達(dá)不到要求。耗時(shí)長，影響裝置運(yùn)行在實(shí)際工作中夾具需在現(xiàn)場修配，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣（高溫高壓，有毒有害，易燃易爆）使得修配過程耗時(shí)較長（據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)修配耗時(shí)一般占整個(gè)過程的1/3-2/5）,密封空腔大等原因使堵漏過程耗時(shí)增加。而隨時(shí)間延長泄漏有急驟擴(kuò)展的特點(diǎn)，造成堵漏困難，影響裝置運(yùn)行。4解決方法密封形式的改進(jìn)4.1.1采用口環(huán)密封形式采用口環(huán)密封式夾具能較好解決問題?？诃h(huán)密封式夾具是在夾具結(jié)合面、夾具與泄漏表面配合面形成密封，使得介質(zhì)存在于密封空腔內(nèi)，形成一個(gè)內(nèi)壓容器。夾具在結(jié)合面，配合面，加工一密封槽、密封槽內(nèi)放置兩側(cè)有注劑槽的金屬密封環(huán)（金屬密封環(huán)根據(jù)介質(zhì)特性選用銅、不銹鋼18-8等材料）。通過金屬密封環(huán)受力后發(fā)生變形的特性使其與結(jié)合面貼合，減小結(jié)合面間隙，達(dá)到配合間隙要求（不需修配）。而后再注入密封劑使金屬密封環(huán)注劑槽充滿密封劑，固化后達(dá)到一定密封比壓，阻止泄漏。密封環(huán)厚度依據(jù)GB150-1998《鋼制壓力容器》所規(guī)定的壁厚強(qiáng)度計(jì)算公式確定，見圖2|巧1注|巧1注膠空腔 堵漏夾具圖2口環(huán)密封夾具圖夾具的改進(jìn)改變夾具注膠空間2009年10月，甲醇LIC30前法蘭泄漏，由于法蘭有錯(cuò)邊現(xiàn)象，在現(xiàn)場測量泄漏點(diǎn)時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)夾具結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)在此位置使用效果不明顯。標(biāo)準(zhǔn)夾具的設(shè)計(jì)只適合與兩法蘭比較規(guī)整，沒有錯(cuò)邊的情況，而且要求密封膠的流動(dòng)要好，且夾具的注膠空間較少，一旦出現(xiàn)跑膠現(xiàn)象時(shí)只能是用墊子沿著跑膠位置塹，因而標(biāo)準(zhǔn)夾具的設(shè)計(jì)在使用過程中效果差。針對以上存在的問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，泄漏法蘭有明顯的錯(cuò)邊并且螺栓的強(qiáng)度較差，兩法蘭端面的緊力也不一致，夾具設(shè)計(jì)時(shí)在夾具的外端面增加了凸邊增強(qiáng)措施，減少了注膠時(shí)注膠的壓力對螺栓的影響。通過在夾具的內(nèi)圓徑向加工一注膠腔，形成一個(gè)大的注膠填充室，并在兩邊同時(shí)加挖兩道填料槽，彌補(bǔ)現(xiàn)場夾具安裝時(shí)法蘭本體的錯(cuò)邊缺陷，加工完成后在現(xiàn)場安裝進(jìn)行帶壓堵漏，注劑過程完成后夾具雖有跑膠現(xiàn)象但總體效果比改進(jìn)前要好。經(jīng)過對夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，提高了帶壓堵漏的安全性，同時(shí)也提高了錯(cuò)邊法蘭帶壓堵漏的成功率。夾具改進(jìn)如圖3所示。圖3改型夾具圖4.2.3修改設(shè)計(jì)增強(qiáng)夾具的適應(yīng)性2008年9月20日，二套聚甲醛P-421A法蘭泄漏，兩法蘭錯(cuò)變量8mm多，而且不規(guī)則，若采用常規(guī)方法則無法解決，系統(tǒng)停車不可避免。此次的泄漏法蘭外形極不規(guī)則，大小不一錯(cuò)邊量大，如果用前面的設(shè)計(jì)是不能滿足本次的堵漏要求。在以往多次的帶壓堵漏中不斷摸索，夾具設(shè)計(jì)方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過調(diào)整設(shè)計(jì)，研制出注劑頂壓夾具，即在夾具填料槽的后方挖出一道容膠槽并加注膠孔注入密封膠，安裝夾具后首先在填料槽后方注膠，把填料抵死在法蘭上補(bǔ)償吻合超差間隙，更有效的防止了夾具的跑膠，實(shí)施后效果良好，成功的完成了帶壓堵漏，避免了系統(tǒng)全面停車，保證了裝置正常運(yùn)行。另外，該方法同樣使用與鑄造性法蘭和圓度較差的法蘭堵漏，效果非常好。注劑頂壓夾具如圖4所示。圖4注劑頂壓夾具圖4.3注劑方法夾具安裝前保證密封空腔的排放閥開啟，減輕安裝難度及注劑壓力。注劑時(shí)先注密封環(huán)配合面間隙較小的部位，然后從兩側(cè)向配合間隙大的部位依次逐步注劑。密封劑注劑完成后關(guān)閉排放閥進(jìn)行二次補(bǔ)充注劑，避免密封劑與介質(zhì)接觸后溶解、失重，夾具受壓產(chǎn)生微量變形等原因，引起密封間隙產(chǎn)生或密封比壓達(dá)不到要求而產(chǎn)生泄漏。5結(jié)論通過采用口環(huán)密封形式，夾具結(jié)構(gòu)型式及注膠方法的改進(jìn)，有效地解決了設(shè)備泄漏缺陷部位的吻合超差補(bǔ)償，夾具結(jié)構(gòu)更為合理，降低夾具的注膠次數(shù)，從而提高了夾具使用的安全可靠性，同時(shí)也提高了帶壓堵漏的工作效率，降低了施工人員暴露于危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)的時(shí)間并可以節(jié)省密封材料的消耗。同時(shí)還大大增加了不停車帶壓堵漏的一次成功率，消