化工管道带压堵漏处理技术的应用分析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:freezinghk
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  摘要:在化工等行业,避免不了会出现管道泄漏的情况,那么在不影响正常的生产活动下,带压堵漏技术可以解决问题,它是化工管道进行堵漏的一项新技术,具有极高的实用价值。针对化工生产中经常出现的泄漏问题,通过对带压堵漏技术的基本原理及技术特点的研究,提出了消除泄漏的有效措施。通过成功的实例,阐述了在不停车条件下进行带压堵漏的基本操作及要点,结果证明应用带压堵漏技术可以有效地解决生产中的泄漏问题,保障稳定生产。
  
  关键词:泄漏;带压堵漏;密封剂;夹具
  中图分类号:TQ011 文献标识码:A 文章编号:
  
  引言
  近些年来,随着我国经济的发展,以及科学技术的不断进步,化工企业正在向连续化、大型化流程企业转变,生产过程也呈现出高温高压、易燃易爆、有多种物料混合反应的特点。化工企业要安全、稳定、长周期的正常运行,除严格控制生产工艺指标外,最大的威胁就是发生在生产过程中物料介质因密封点的失效而泄漏,或由于运行时间较长,设备、管道发生腐蚀或焊缝缺陷造成的泄漏。一旦出现这些问题,不仅造成环境污染、物料损失、能源浪费,而且存在巨大的安全隐患。随着泄漏事故的不断发生,密封技术( 特别是带压堵漏技术) 也在不断发展,这是一项先进的设备维修技术,它有效地解决了生产运行中的设备、管道等发生的泄漏问题。这项技术不断完善和创新,已经取得了巨大的经济效益,受到了越来越多的关注,并应用到越来越多的领域。
  
  1 带压堵漏技术基本原理及技术特点
  1. 1 基本原理
  带压堵漏技术是一门复合应用技术,也是密封技术领域中的一项特殊技术,它涉及到许多学科专业基础知识。这项技术在国内虽然起步较晚,但发展较快,建立了注剂密封法、紧固密封法等适应不同工况条件的密封施工方法,还成功开发了带压填塞黏结法、引流黏结法、磁力压固黏结法等堵漏技术,技术效能得到进一步加强。它的基本原理是: 以密封剂材料本身的机理为基本依据,在泄漏部位安装专用夹具,用夹具包容泄漏点,建立密封腔( 或利用原密封腔) ,以高于泄漏系统压力的推力注入密封剂,达到工作密封比压,阻止介质的泄漏,从而实现再密封。这项技术由专用密封剂、专用夹具、专用工具、封堵操作技术组成。
  1. 2 技术特点
  ( 1) 带压堵漏作业可以在生产装置保持正常运行状态下进行,操作过程中可保持工艺参数不变,不需采取降温、降压、退料等措施,不影响正常生产。
  ( 2) 化工企业的生产物料大部分具有易燃、易爆等特点,传统焊接封堵作业易引发安全事故,而带压堵漏封堵时,不需要任何动火作业,不产生火花,具有较高的安全性。
  ( 3) 带压堵漏作业时,对泄漏部位的表面及相近部位不需要特殊处理,操作简便、灵活、安全快捷。
  ( 4) 封堵施工中,不破坏原来的密封结构,注入的专用密封剂由于自身的物理特性所决定,不与金属表面相粘合,具有易拆卸的特点,并可以很方便地对原泄漏部位进行恢复性检修。
  ( 5) 在进行封堵作业时,原则上不受施工现场的客观工况限制,各种介质的泄漏都可以消除,随着封堵技术整体水平的提高和完善,该技术的广泛适应性将更加明显。
  ( 6) 在不停产的条件下完成对泄漏点的封堵,保持生产装置的连续正常运行,可以避免生产装置停产检修期间的物料损失和经济损失,保持物料平衡。
  
  2 帶压堵漏操作技术基本指导原则
  2. 1 严格控制注入密封剂的压力
  在带压堵漏操作过程中,根据环境温度、密封剂工艺流动性、注剂推进速度、密封腔内压力及液压系统阻力,控制和运用好液压系统出口压力与密封空腔内压力关系,降低密封空腔内不必要的过高挤压力,防止夹具和法兰螺栓超载变形及断裂,防止封堵失败或引发恶性事故。
  2. 2 注意起始注入点选择
  应从远离主泄漏点开始注入,主泄漏部位最远端的介质外喷推力较小,密封剂进入空腔阻力也相对较小,比较容易稳定地填满空间,防止密封剂被吹散外喷或注入到介质系统中,有利于建立稳定的密封结构。
  2. 3 实施多点注入
  限定注入推进距离,随着注剂移动距离增加,推进阻力逐渐增大,此时的液压推力,将消耗在不必要的前进流动上,更不利的是,过大的挤压力,将会对夹具及螺栓产生超过设计承载能力负荷。因此,注剂至相邻注剂孔即应停止注入,按顺序更换注剂孔。
  2. 4 顺序注入
  密封剂在填满过程中,必须避免形成压紧死角,否则易造成密封剂不能理想地填满空腔,系统温度稍有波动,使密封压力不稳定而出现二次泄漏。因此,堵漏作业时,应按顺序逐渐向主泄漏点靠近,控制推进速度,监视注入压力变化,同时注意密封剂用量,避免密封剂注入到介质系统。
  2. 5 组成之间协调互补与技术效能发挥
  带压堵漏技术的组成部分所发挥的技术作用,既取决于单一部分的技术优势,也取决于它们之间的配合。因此,在发挥单项独立技术优势的同时,充分将各部分之间相互影响因素有机地联系起来,使封堵达到最佳效果。
  
  3 管道腐蚀裂纹修复应用实例
  精馏装置事故紧急排放管线,因跨度较大且经过介质长时间冲刷腐蚀,管壁出现环向裂纹,并且在裂纹附近存在局部减薄区域。由于管道内介质的特性,在装置运行期间无法进行焊接修复或更换管道,而如果采用传统的停车处理方式,需要进行退料、置换等工艺操作,将持续数天时间,损失巨大。在这种情况下,采用盒式夹具和钢带捆扎 2 种方法复合封堵的方法,就可以成功解决泄漏的问题。
  表 1 为工艺参数表。
  
  
  3. 1 施工方案
  由于管道跨度大、裂纹长且存在局部减薄,裂纹处应力集中会向两端继续发展( 图 1) ,如果采用直接注胶的方法,注剂很可能会被注入到管道中或挤瘪管道造成更大泄漏。图 1 管道裂纹泄漏示意文中采用钢带捆扎和注剂密封相结合的方式( 图2) ,先在两侧合适位置用钢卡配拉杆将管道加固,使管道减少下垂,再用仿形板局部增强,同时在仿形板内衬四氟材料,起到减少泄漏的作用,最后再用盒式夹具采用注剂密封的方法将其密封。
  3. 2 夹具设计
  根据管道泄漏部位测量尺寸设计夹具,夹具的强度计算壁厚应满足式( 1) :
  S =pD÷2[σ]^t Φ - p ( 1)
  式中:S为夹具强度计算壁厚,mm; p 为夹具设计压力,泄漏系统压力 +5,MPa;D为圆筒壳体内直径,管道外径 +2 倍注入密封剂厚度,mm;[σ]^t 为泄漏介质温度下夹具材料的许用应力,MPa;Ф为焊缝系数,一般取Ф = 0. 7,当夹具采用整体材料制作时,取 Ф = 1。
  
  
  图 1 管道裂纹泄漏示意
  
  
  图 2 复合管道夹具
  3. 3 施工方法
  ( 1) 根据管道局部减薄区域尺寸及夹具尺寸确定仿形板具体尺寸,其次根据夹具设计尺寸确定加固部位,穿戴劳动防护用品并用氮气对泄漏部位进行吹扫,在合适位置安装钢卡及拉杆并拉紧,减小管道下垂。
  ( 2) 制作仿形板,以四氟板作衬垫,将仿形板覆盖减薄区域并用钢带拉紧,使局部减薄区域得到加强并进一步使泄漏减小。钢带的拉紧力应控制得当,过大的拉紧力会使钢带过度变形,反之拉紧力过小,会使密封剂从仿形板和管道之间进入管道,造成封堵失败。
  ( 3) 因管道内压力较小,温度也较低,选用流动性好的 Txy -8#无固化过程的填充型密封剂,该密封剂在介质的侵蚀下不会发生溶胀和溶解。
  ( 4) 安装盒式夹具,使钢带及仿形板完全被包容,并将夹具螺栓紧固。从夹具上部开始注入密封剂,操作时缓慢施压并逐渐提升压力,注意观察注胶压力的变化。顺序推进,逐步向泄漏点靠近,通过挤压传递至泄漏点位置,最后压实。
  3. 4 密封效果
  封堵后对密封效果进行检查,用专用仪器对各密封面进行检测,未发现泄漏,封堵成功。
  
  结束语
  化工管道带压堵漏技术实用性强、操作简单、安全可靠,由于这种技术是在正常生产情况下介质泄漏时实施密封修复,与停车检修有本质的不同,其经济价值非常显著。但与其他检修技术相比,带压堵漏技术也有自身的局限性,如对动密封点的封堵尚需探索,法兰夹具重复利用率不高。技术进步是带压堵漏行业的主题,随着企业规模化生产经营的不断深入,化工管道带压堵漏技术将向着单一化、简单化、标准化的方向发展,将充分显示其独特的优越性。
  
  参考文献:
  [1] 王金荣. 压力容器压力管道带压密封技术. 天津: 天津大学出版社,2007
  [2] 赵良. 带压堵漏技术实例. 郑州: 河南科学技术出版社,2007
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