管道带压堵漏密封技术
1 注剂式带压密封技术
1.1 修理管道泄漏的传统方法是补焊和换件,但均需短时停车,对流程生产很难做到。对易燃易爆介质通常是不允许的。一些临时性的补救措施,如打卡子、加箍等只能用于管道内部介质为非易燃、易爆、介质无毒和工作压力较低的场合。那些规格较大的管道及管件,更难在有压力的情况下堵漏。
1.2 注剂式带压密封技术也称带压堵漏,是20世纪70年代中期发展起来的先进的设
备维修技术,主要用于流程工业各类装置和系统、公用和长输管道上,可以在保证生产、运行连续的情况下把泄漏部位密封止漏,避免停车损失。
2 夹具(卡箍)堵漏法
该方法就是在管道泄漏的地方,用如图(1)所示的管卡,垫上橡胶板、石棉绳等软质垫料,按图(2)所示方法箍紧即可,此法可用于低压的液体和气体管道。
3 注剂式带压堵漏法
注剂式带压密封技术的基本原理是:密封注剂在人为外力的作用下,被强行注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内,迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷,在注剂压力远大于泄漏介质压力的条件下,泄漏被强行止住,密封注剂自身能够维持住一定的工作密封比压,并在短时间内由塑性体转变为弹性体,形成一个坚硬的、富有弹性的新的密封结构,达到重新密封的目的。注剂式带压堵漏过程如图3所示。
3.1 带压堵漏作业的一般要求:
3.1.1 毒性极大介质的泄漏,不能进行这种作业,必须考虑操作人员的安全问题。
3.1.2 不允许对管道、设备等受压元件器壁因裂纹而产生的泄漏点进行带压堵漏,因为消除泄漏并不能保证裂纹的扩展。
3.1.3 管道腐蚀、冲刷减薄状况不清的泄漏点,如果仅按表面泄漏状况来处理,则可能出现此堵彼漏的状况,并且容易吧泄漏部位管壁压瘪,造成加剧泄漏的事故。如管壁厚度见到计算值以下时,堵漏可作为短期运行的临时应急措施处理,但必须采取保证安全的其他措施。
3.1.4 由于介质泄漏,使螺栓承受高于原设计使用温度的泄漏点不能带压堵漏作业。
3.1.5 一个泄漏点的当量直径大于10mm,泄漏特别严重,带压堵漏非常困难,特别在压力高、介质易燃易爆或腐蚀、毒性都比较大的时候。
3.1.6 应用带压堵漏技术的单位必须严格带压堵漏的管理。带压堵漏工作必须有组织有领导地进行,应配备必要的检测仪器及完善的堵漏设备和工具,必须设技术负责人,负责组织堵漏技术的现场操作、夹具设计及安全措施的判定工作。专业技术人员和施工操作人员要到泄漏现场详细调查和勘测,提出具体施工方案,制定有效的操作要求和防护措施,报主管部门审批后,才能进行施工。在施工中使用单位安全部门应派人进行现场监督。
3.2 注剂式带压密封技术机具。包括家具、接头、注剂旋塞阀、高压注剂枪、机装接头、高压输油管、压力表、回油尾部接头、手动液压油泵等。
3.2.1 高压注剂枪是注剂式带压密封技术的专用器具。它的作用是将动力油管输入的压力油或螺旋力,通过枪的柱塞而转变成注射密封注剂的强大挤压推力,强行把枪前部剂料腔内的密封注剂注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内,直到泄漏停止。
3.2.2 手动液压油泵是“注剂式带压密封技术”的动力之源。它所输出的液压油经高压输油管进入高压注剂枪油缸尾部,推动柱塞向前移动,同时把剂料腔内的密封注剂注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内,直到泄漏停止。
3.2.3 注剂旋塞阀是将高压注剂枪连接到夹具上的特殊阀门接头。它的作用是排放泄漏介质、切断泄漏介质、切断注剂通道。
3.2.4 夹具是加装在泄漏缺陷的外部与泄漏部位的部分外表面共同组成新的密封空腔的金属构件。夹具一般用钢板制造,除包容密封剂外,还须承受泄漏介质和注射密封剂的压力。既要有密封保证,又要有强度保证。
3.2.5 密封注剂,在带压密封作业过程中,密封注剂一经注射到夹具与泄漏部位外表面所形成的密封空腔内,便于泄漏介质直接接触,迅速固化而进行堵漏。
4 带压焊接堵漏
对于管道内介质为低压和非易燃易爆(如蒸汽、空气等)且连续生产的装置,在不影响生产、不中断运行的前提下,进行带压焊接堵漏处理,对于确保装置和管网的安全、稳定、长周期、满负荷运行,减少因停产、排放系统物料的经济损失,具有重大的意义。
4.1 带压焊接堵漏的常用方法
4.1.1 短管引压焊接堵漏。泄漏缺陷中较多一类情况是管道的压力表、排放导淋管及其他引出管根部断裂或焊缝出现的砂眼、裂缝所造成的泄漏,这种泄漏状态往往表现为介质向外直喷,垂直方向喷射压力较大而水平方向相应较小。根据这个特点,可在原来短管外加焊一段直径稍大的短管,再在焊接好的短管上装上阀门,以达到切断泄漏的目的。
4.1.2 螺母焊接堵漏。对一些压力较低、泄漏点较小的管道因点腐蚀造成腐蚀的部位,可采用螺母焊接堵漏的方法,即在管道表面漏点处焊上规格合适的螺母,然后拧上螺栓,最后再焊死,达到堵漏的目的。
4.1.3 挤压焊接堵漏。对于那些泄漏量不大,内部介质压力不高,泄漏处管道又具有一定壁厚的情况,用挤压堵漏的方法。用铜质防焊榔头、凿子,将漏点周围金属材料捶打,挤进漏缝,用冲击力使管材金属塑性变形,以达到堵漏的目的。如挤压后再辅以粘接其效果就更佳。
4.1.4 直接焊接堵漏。对于有些泄漏量不大、压力较低、非易燃易爆介质管道有一定的金属厚度或位置又不容许加辅助手段的泄漏点,可采用直接焊接的方法,它主要是通过与挤压法交替使用,边堆焊、边挤压,逐渐缩小漏点,最终达到堵漏的目的。
4.2 带压焊接堵漏的针对性技术措施
带压焊接堵漏在操作时应考虑具体的技术和环境条件,考虑现场的压力、温度、工艺介质、管材因素,采取相应的有针对性的技术措施。
4.2.1 焊接管材、板材与原有管道的材料相匹配,焊接材料与原有管材相对应。
4.2.2 在焊接堵漏时,考虑到泄漏介质在焊接过程中对焊条的敏感作用,打底焊条可采用易操作、焊接性能较好的材料,而中间层及盖面焊条则必须按规范要求选用。
4.2.3 在直接焊接过程中,可加大焊接电流,使得电弧喷和作用大于介质泄漏压力,在辅之以挤压,逐层焊接收口,以达到消除泄漏。
4.3 带压焊接堵漏具有较多不安全因素,稍有不慎,便会导致其他设备或人身伤害事故的发生,为此,必须在施工前制定周密的实施方案,包括可靠的安全措施,在施工中认真地加以执行。除此之外,注意以下几个方面的问题:
4.3.1 在处理管道泄漏之前,要事先进行测厚,掌握泄漏点附近管壁的厚度,以确保作业过程中的安全。
4.3.2 在高中压管道堵漏焊接时,应采用小电流,而且电流的方向应偏向新增短管的加强板,避免在泄漏管的管壁产生过大的熔深。
4.3.3 高温运行的管道补焊时其熔深必然会增加,需要进一步控制焊接电流,一般可比常温调低10%左右。
4.3.4 带压焊接堵漏的方法只能是一种临时性的应急措施,许多泄漏故障还须通过其他手段或者必要的停车检修来处理,而且即使采取了带压焊接堵漏,在系统或装置大修或停车检修时,应将堵漏部分用新管加以更新,以确保下一个检修周期的安全运行。