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化工设备泄露的救命稻草——带压密封技术

带压密封系指在发现生产系统中的介质泄漏后,在无需停车和降低操作压力及温度的情况下所进行的密封操作,即不停车密封。



国外许多国家已普遍采用带压密封技术消除生产中的设备、管道、阀门、法兰、螺纹接头、管接头、铆合接头及焊缝等的泄漏,以保证生产系统连续运转。该项技术措施的主要内容包括:

制定安全可靠的密封施工方案;设计合理的承压卡具;选择合适的密封剂,由经过训练的操作人员使用专用的密封工具、设备对生产中的各种泄露点进行堵漏密封。该技术的特点是所需的施工人员较少( 一般每个小组两三人) ,工具设备简单,施工灵活。


带压密封广泛用于化工、石油、核电站、食品、舰船、钢铁、造纸、原子能反应堆以及其他行业的生产系统中.。采用多种密封剂以适应于蒸汽、水、酸类、碱类、盐类、氢、氮、甲烷、氨、甲胺、有机化合物等两百余种工艺介质的要求。适应系统压力范围最高可达34. 5 MPa ,最低可用于真空;适应温度范围在一150-600℃之间。


1、带压密封的机理

不停车带压密封技术是以流体介质在动态下建立密封结构理论为基本依据的,生产装置中的设备、管道、阀门等,在国某种原因造成泄漏时,可在泄漏部位装上夹具,在泄漏处周围建立一个密封腔,然后用高压注射枪把密封剂注入密封腔内,直到充满整个空间,并使腔内密封剂的挤压力与泄漏介质压力相平衡,以精塞泄漏孔腔和通道,挡住介质外泄。同时密封剂在介质温度作用下,迅速固化,而消除泄漏,在原泄漏的部位上建立起一个固定的、新的密封结构.其过程见图1。

图1 带压密封原理


2、带压密封工具与密封剂

(1)带压密封所用的设备  带压密封所用设备比较简单,不需要动火即可实施密封, 可防止在易燃易爆区施工产生火花。所用主要设备如图2所示,它主要由液压泵、液压注射枪、手动注射枪、高压连接胶管等组成,另外所用工具还有各种风动钻、铲等,并配备各种安全防护用品。


图2 注入密封剂的设备

1-压力袤I 2一液压泵I 3一泄压倒 4-高压软管I 5一注射枪



(2) 密封剂  密封剂是实现带压有效密封的重要物质,它是由有机与无机材料配合适当的助剂, 经专用设备加工而成,并能在一定的温度下,借助卡具而起到直接密封各种介质泄漏的作用。它的质量好坏,直接关系到带压密封的效果.所以密封剂是带压密封成功的关键。根据它们在受热条件下的这种特性,可将其分为热固化型和非固化型两大类。

① 热固化型密封剂。 热困化型密封剂,是在一定的温度下经过一定的时间后,由于密封剂中固化剂的作用,致使密封刑具有一定的强度、弹性、耐热等性能的密封剂。有机材料+元机材料+ 助剂(橡胶类) ,如RGM-l、RGM-2 、RGM幽3 、RGM-4 、RGM-5。

②非固化型密封剂。非困化型的密封剂,顾名思义,即不能固化的密封剂,因为该类密封剂中不含固化剂成分,而是靠自身的各种性能起密封作用。有机材料+助剂(树脂类),如FGM-l 、FGM-2和FGM-6。有机材料+无机材料+助剂(油脂类)。如FGM-3、FGM-4和FGM-5。密封剂主要根据介质的性质和温度选用。具体牌号参考有关资料。


3. 密封夹具设计

常用密封密封技术的实施必须要设计制造适合于不同泄漏部位的专用夹具。夹具是加在泄漏部位的一个密封腔,是包容密封剂防止外溢,使密封荆紧压在泄漏部位周围的压紧机构。

①夹具设计要求

a 夹具与泄漏部位上应有一个封闭的空间,以便注入密封刑。它是根据泄漏部位的尺寸和形状设计的。

B 夹具应能承受泄漏介质系统的压力, 并有足够的刚性。

C 夹具所用材料应根据介质的性质、温度、压力来选择。

d 为了把密封剂注入泄漏部位的空腔,同时要考虑排气和卸压,最少应有两个注入孔。

e 夹具要标准化、系列化,便于制造和选用。

② 专用夹具结构夹具的结构因泄漏部位的不同而异,同一泄漏部位也可有不同的结构。现将常见的典型专用夹具介绍如下:

a 法兰垫片密封专用夹具  如图3所示。设计时,首先根据法兰的PN 、DN 查出法兰的外径φK ,再参考表1设计出专用的夹圆的D 、φE、φd、B等其他尺寸。C 值一般比法兰间隙小O.1 ~O .2mm。n为孔数。

b 直管段部位维修用套筒,如图4所示.直管泄漏常见子穿孔、裂纹和焊后焊缝缺陷所引起的泄漏。

图3 法兰垫片密封的专用夹具


c 弯头段维修用夹具如6所示。弯头泄漏常见于最大曲率半径处的薄弱部位被冲蚀穿孔。


图4 直管特制夹具                                                                                                  图5 弯管特制夹具


4. 操作技术与施工方法

根据泄漏部位和泄漏介质的情况,合理地选择适当的密封剂,严格按规程操作,熟练地掌握操作程序、操作方法、压力控制和安全注意事项等一整套操作技术,使整个密封过程安全、可靠,严防发生意外. 以法兰泄漏为例,具体施工方法如下:

①清理两法兰间的污物。若有锈皮,用机械法去除;

②装夹具.带压在泄漏部位装央具是比较困难的,要特别注意操作方法,既要保证安全,又要加快安装速度,以避开泄漏介质的喷射。安装夹具时,至少让央具上的一个密封刑注入孔对着介质的泄漏孔,以便在注入密封剂操作时,排放泄漏介质和卸压,降低注射压力,防止注入密封剂时出现气孔,影响密封效果;

③注入密封剂.把夹具紧固后,就可以装上注射枪、连接液压泵,进行注入密封剂操作。一般从泄漏区对面的孔开始逐渐向泄漏源注射,把泄漏介质排出.同时要注意控制注射压力,一旦不再泄漏便停止加压,避免密封剂进入到系统中去。


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