帶壓堵漏技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

胡立

(西南石油大學(xué)，四川成都610500)

帶壓堵漏技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

胡立

(西南石油大學(xué)，四川成都610500)

介紹了帶壓堵漏技術(shù)工作原理與特點，概述了該技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展，帶壓堵漏由夾具、密封劑、專用注劑工具和操作方法4部分內(nèi)容組成。其中，密封劑和夾具是這項技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，密封劑性能應(yīng)滿足耐介質(zhì)性、耐熱性、適宜的固化時間、密封空間內(nèi)殘余收縮量要小，最好能不收縮等要求。結(jié)合帶壓堵漏技術(shù)在某煉油廠的實際應(yīng)用，證明了價值所在，指出了帶壓堵漏包括對有關(guān)人員專門的培訓(xùn)、制定詳盡的安全施工措施、配戴安全防護(hù)用品和在高空作業(yè)架設(shè)帶防護(hù)欄的防滑平臺等安全注意事項。帶壓堵漏技術(shù)還不夠完善，有待進(jìn)一步研究和提高，提出了一些可操作性的建議。

帶壓堵漏 夾具 密封劑 應(yīng)用

帶壓堵漏［1］是一項先進(jìn)的設(shè)備維修技術(shù)，是指在生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)泄漏后，在無需停車和降低操作壓力和溫度的情況下進(jìn)行的密封操作。隨著化工企業(yè)對環(huán)境污染、節(jié)能減排以及安全運行要求的不斷提高，堵漏工作越來越受到重視。由于腐蝕、安裝、選材、生產(chǎn)波動、誤操作等因素的影響，常造成設(shè)備、管道、閥門等處發(fā)生泄漏，帶壓堵漏能夠安全可靠地消除泄漏，減少介質(zhì)泄漏量，降低泄漏引起災(zāi)害的可能，避免停車檢修帶來的重大損失，確保生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、長周期地運行。

1 帶壓堵漏技術(shù)的原理與特點

1．1 基本原理

在生產(chǎn)運行設(shè)備裝置上的法蘭、管道、閥門等部位，因各種原因造成泄漏時，泄漏介質(zhì)處于帶溫、帶壓和向外噴射流動狀態(tài)?？衫眯孤┎课辉瓉淼拿荛]空腔，或者在泄漏部位上建立一個封閉的空腔，采用大于介質(zhì)系統(tǒng)壓力的推力，將具有塑性、固化性、能耐泄漏介質(zhì)和溫度的密封劑注入并充滿封閉空間，堵塞泄漏孔洞和通道由于密封劑在一定的條件下，可迅速固化，泄漏即被阻止，建立一個新的可靠的密封結(jié)構(gòu)，達(dá)到消除泄漏的目的?；驹砣鐖D1所示。

圖1 帶壓堵漏原理示意Fig．1 Pressure seal principle 1-泄漏介質(zhì);2-夾具;3-旋塞;4-注射接頭; 5-注射槍;6-密封劑;7-柱塞

1．2 技術(shù)特點

帶壓堵漏技術(shù)能夠安全有效地消除泄漏，為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。該項技術(shù)已經(jīng)受到越來越多企業(yè)的重視和應(yīng)用。其主要技術(shù)特點［2］:

(1)實現(xiàn)不停車、帶溫帶壓堵漏，確保生產(chǎn)照常進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(2)堵漏操作過程不動火，安全可靠。

(3)適用性廣，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于300多種介質(zhì)的泄漏，施工前無需對泄漏部位進(jìn)行處理，不破壞原有的密封結(jié)構(gòu)。

(4)帶壓堵漏屬于臨時措施，不宜長期使用，但具有良好的可拆性。

(5)堵漏操作時間短，消除泄漏快，一般可在幾小時內(nèi)完成堵漏作業(yè)。

2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

帶壓堵漏技術(shù)的研究始于19世紀(jì)20年代，英國費曼奈特有限公司首次提出了帶壓堵漏的概念，他們將帶壓堵漏技術(shù)視為一項先進(jìn)的設(shè)備維修技術(shù)，認(rèn)為具有很好的發(fā)展前景，隨后經(jīng)過逐步的研發(fā)和應(yīng)用，證實了該技術(shù)處理泄漏的優(yōu)越性。20世紀(jì)60年代開始在英、法、德等發(fā)達(dá)國家得到了迅速發(fā)展，進(jìn)入20世紀(jì)70年代，在理論上、技術(shù)上都有很大提高，尤其是在封堵介質(zhì)、夾具設(shè)計、密封劑的研究上取得了顯著的提高，從最初只能封堵少量的非高溫高壓介質(zhì)到現(xiàn)在已經(jīng)能夠封堵300多種介質(zhì)，溫度從-195～900℃，壓力從真空～60 MPa。堵漏夾具呈現(xiàn)多樣性，研究出的各種密封劑能承受越來越多的泄漏介質(zhì)和苛刻條件。

文獻(xiàn)［3］指出國內(nèi)研究應(yīng)用帶壓堵漏技術(shù)較晚，以前經(jīng)常采取補(bǔ)焊、打木樁、打卡子、停車檢修等方法處理泄漏，然而這些方法存在諸多弊端，隨后于20世紀(jì)80年代開始研發(fā)這項技術(shù)，蘭化研究院于1986年受國家經(jīng)委和中石化總公司委托，成功研發(fā)了這項技術(shù)，已經(jīng)形成了一整套帶壓堵漏技術(shù)。此項技術(shù)發(fā)展迅速，在許多行業(yè)的推廣應(yīng)用愈發(fā)廣泛。文獻(xiàn)［4］研究了面向?qū)ο蟮膸憾侣A具設(shè)計方法，可以根據(jù)泄漏介質(zhì)溫度、壓力以及現(xiàn)場實際測繪的相關(guān)數(shù)據(jù)等參數(shù)，由夾具設(shè)計計算軟件完成計算，初步實現(xiàn)了夾具設(shè)計的智能化。這將有利于縮短夾具設(shè)計時間，加快消除泄漏，減少泄漏量。但該文獻(xiàn)只對法蘭夾具做了研究，對直管、彎管、三通等一系列夾具的設(shè)計尚有待進(jìn)一步研究。國內(nèi)密封劑的研究與國外相比存在一定差距，承壓承溫能力都比國外產(chǎn)品弱，需要不斷開發(fā)新材料組分的密封劑，解決更加復(fù)雜的泄漏情況。目前，全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會與各相關(guān)單位合作，已經(jīng)完成了GB/ T26467-2011《承壓設(shè)備帶壓密封技術(shù)規(guī)范》、GB/ T26468-2011《承壓設(shè)備帶壓密封夾具設(shè)計規(guī)范》和GB/T26556-2011《承壓設(shè)備帶壓密封劑技術(shù)條件》的起草工作，2011年12月1日這3項國家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布實施。國內(nèi)的帶壓堵漏技術(shù)正逐漸向規(guī)范化、標(biāo)注化和智能化發(fā)展。

3 帶壓堵漏的關(guān)鍵技術(shù)

帶壓堵漏技術(shù)由夾具、密封劑、專用注劑工具和操作方法4部分內(nèi)容組成。其中，密封劑和夾具是這項技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

3．1 密封劑

密封劑是帶壓堵漏技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它由具有熱固化性質(zhì)的高分子材料及其他輔料組成，以固體形態(tài)存在的物料。它是接觸泄漏介質(zhì)的第一道防線，是抵抗泄漏介質(zhì)化學(xué)及物理破壞的有效密封材料，既要耐介質(zhì)、溫度，又要能承受一定的壓力。密封劑的性能［4］應(yīng)滿足以下要求:

(1)耐介質(zhì)性:應(yīng)不溶于為其所堵的介質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性要好。

(2)耐熱性:堵漏密封后的耐溫性要好，在工作溫度范圍內(nèi)不揮發(fā)、不分解，保證在堵漏有效期內(nèi)不發(fā)生泄漏。

(3)密封劑要有適宜的固化時間，以滿足堵漏施工的要求。

(4)密封劑在密封空間內(nèi)殘余收縮量要小，最好能不收縮。

(5)密封劑要有良好的塑性、流動性和填充性，以便注射時很容易地充滿整個注射空間。

(6)密封劑易于清除，無腐蝕性，不污染被堵介質(zhì)，無毒，易保存。

密封劑根據(jù)在受熱條件下的特性，分為熱固化和非熱固化兩種類型。熱固化類密封劑流動滲透性好;非熱固化類密封劑封堵性能好，但流動性差。在不同的條件下，選擇合適的種類使用，有時甚至組合使用，會達(dá)到較好的效果。盡管密封劑的研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的成果，但還有待研究人員進(jìn)一步研究，以適應(yīng)更多的介質(zhì)、更大的溫度和壓力使用范圍。

3．2 夾 具

夾具也是帶壓堵漏技術(shù)的重要組成部分之一。夾具是加裝在泄漏缺陷的外部與泄漏部位的部分外表面共同組成新的密封空腔的金屬構(gòu)件。在帶壓堵漏技術(shù)應(yīng)用中，許多工作量都是圍繞著夾具的構(gòu)思、設(shè)計、制作來進(jìn)行的。夾具的作用是包容住密封空腔內(nèi)的密封劑，防止密封劑外溢，并且承受注劑槍產(chǎn)生的注劑壓力以及泄漏介質(zhì)壓力，提供了密封和強(qiáng)度保證。夾具常用的結(jié)構(gòu)形式主要有法蘭夾具、直管夾具、彎頭夾具、三通夾具等。

4 帶壓堵漏技術(shù)的應(yīng)用及注意事項

某煉油廠于2008年引進(jìn)了帶壓堵漏技術(shù)，已應(yīng)用帶壓堵漏技術(shù)對各種管道、法蘭、閥門等泄漏部位進(jìn)行封堵100多次，及時消除了泄漏，多次避免了非計劃停車，挽回經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百萬RMB￥。2010年8月，該煉油廠催化裝置減溫減壓器處的法蘭密封面發(fā)生高溫高壓蒸汽泄漏，該廠立即組織技術(shù)人員進(jìn)行帶壓堵漏，避免了高質(zhì)量蒸汽的大量泄漏，保證了生產(chǎn)正常運行。

泄漏介質(zhì)大多是帶溫、帶壓、有毒有害的流體，甚至是易燃易爆的危險介質(zhì)，帶壓堵漏施工有很高的危險性。參考文獻(xiàn)［1］結(jié)合調(diào)研情況，列出以下幾點安全注意事項:

(1)帶壓堵漏人員應(yīng)經(jīng)過專門的培訓(xùn)，考核合格后方可進(jìn)行施工操作。

(2)施工前要勘查現(xiàn)場，組織現(xiàn)場測繪，制定詳盡的安全施工措施。

(3)施工人員應(yīng)全面了解泄漏介質(zhì)及其物化性質(zhì)，特別是有毒有害、易燃易爆的介質(zhì)的物化性質(zhì)。

(4)施工人員必須遵守防火、防爆、防靜電、防燙傷等國家有關(guān)規(guī)定，施工時必須配戴安全防護(hù)用品。

(5)在墜落高度基準(zhǔn)面2 m以上進(jìn)行帶壓堵漏施工時，必須遵守高空作業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)，架設(shè)帶防護(hù)欄的防滑平臺。

5 結(jié)束語

(1)加強(qiáng)堵漏管理，每次都要做好泄漏統(tǒng)計工作，便于以后找出規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗，進(jìn)一步完善堵漏技術(shù)，制定相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。

(2)堵漏工作要及時有效，盡量減少泄漏介質(zhì)的損失、環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失等。

(3)提高認(rèn)識，重視各種介質(zhì)的泄漏，認(rèn)真做好各項堵漏前的準(zhǔn)備工作，如現(xiàn)場勘測，了解泄漏部位和介質(zhì)的情況等，若對泄漏介質(zhì)了解錯誤，可能造成嚴(yán)重的事故。

(4)準(zhǔn)確計算密封空腔的體積，避免因為密封劑用量偏少，未能充滿整個密封空腔，造成堵漏作業(yè)后密封劑少部分流動又發(fā)生泄漏的情況。

(5)對堵漏施工的危險性進(jìn)行等級劃分，綜合考慮泄漏介質(zhì)溫度、壓力等物化參數(shù)、泄漏部位、泄漏周邊環(huán)境等因素，劃分堵漏施工危險等級，使堵漏施工人員對堵漏的危險情況有較為明確的認(rèn)識。

［1］ 胡憶溈．注劑式帶壓密封技術(shù)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998:3-10．

［2］ 嵇民華．“帶壓堵漏”技術(shù)與應(yīng)用［J］．上?；ぃ?999，24 (8):16-19．

［3］ 黃志明．帶壓堵漏的關(guān)鍵技術(shù)［J］．福建化工，2003(3): 50-55．

［4］ 李鑫，楊梅，胡憶溈．面向?qū)ο蟮膸好芊鈯A具設(shè)計方法研究［J］．潤滑與密封，2010，35(8):88-90．

(編輯 王菁輝)

Abstract:The working principles，characteristics of online leak sealing technology are introduced，and the status-quo and development of the technology are reviewed．The clamps，sealant and agent injector and their operating instructions are described．Sealant is the critical part of the technology，which shall have good adaptability to different media，good heat resistance performance，proper solidifying time and minimized residue concentration in sealing space．The commercial application of online leaking sealing technology in a refinery proves that it is a good technology for refinery operation．For application of this technology，the operating people should be trained，detailed safe construction measures be specified，safety protection tool be provided，and protection rail and platform be available for high-air operation．As online leak sealing technology is not perfect，further development and improvement are required．The online leak sealing should be performed effectively in a timely manner，and some operable recommendations are proposed．

Keywords:online leak sealing，clamp，sealant，application

Online Leak Sealing Technology and Application

Hu Li
(Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500)

TQ086．3

A

1007-015X(2012)05-0057-03

2012-04-16;修改稿收到日期:2012-06-25。

胡立(1984-)，西南石油大學(xué)化工過程機(jī)械專業(yè)，在讀研究生。E-mail:48209838@qq．com。