陳江偉,張紅寶,邱波三
(唐山三友化工股份有限公司,河北唐山 063305)
碳化塔水箱帶壓堵漏的實(shí)踐
陳江偉,張紅寶,邱波三
(唐山三友化工股份有限公司,河北唐山 063305)
分析了碳化塔泄露的原因,闡述了鑄鐵的焊接方法及帶壓堵漏密封膠的選取及堵漏工藝、帶壓堵漏的定義、帶壓堵漏的原理及方法選擇。
碳化塔;鑄鐵焊接;帶壓堵漏;密封膠
碳化塔是純堿生產(chǎn)中碳化過(guò)程的主要設(shè)備。其作用是以CO2氣體和氨鹽水為原料,在塔內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成NaHCO3懸浮液。碳化塔泄露將直接影響到純堿生產(chǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的完成、消耗的高低、質(zhì)量的優(yōu)劣。因此,碳化塔一旦發(fā)生泄露,如何消漏,以保證碳化塔正常運(yùn)行,變得尤為重要。
碳化塔內(nèi)碳酸化過(guò)程是放熱反應(yīng),為使反應(yīng)向正方向進(jìn)行,需由冷卻水及時(shí)移走反應(yīng)放出的熱量。由于溫差變化、CO2氣流的擾動(dòng)、堿液的沖刷以及鑄造的殘余應(yīng)力、安裝中零部件的受力不均造成的應(yīng)力和運(yùn)行中熱脹冷縮的作用,有時(shí)會(huì)造成水箱出現(xiàn)裂紋。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用,還會(huì)出現(xiàn)塔壁變薄,石墨化,有時(shí)甚至出現(xiàn)較大面積孔洞的現(xiàn)象。由于塔壁變薄,鑄鐵變性,無(wú)法焊接或不能保證焊接質(zhì)量,所以需要結(jié)合其它堵漏方法。在日常實(shí)踐工作中,采用焊接結(jié)合帶壓堵漏,現(xiàn)場(chǎng)制作卡具,壓注密封膠的方法,效果顯著。
帶壓堵漏在學(xué)術(shù)上又稱為“動(dòng)態(tài)密封技術(shù)”。是指在泄露已經(jīng)發(fā)生,并且泄露介質(zhì)在不斷外泄的情況下,為了有效的減少泄露所造成的損失,采取特殊的手段進(jìn)行再密封稱為帶壓堵漏。它的工作原理是高于大氣壓的任何管道泄漏情況下,采用不停輸不倒罐,在內(nèi)部介質(zhì)正常流動(dòng)的情況下,堵住漏洞。方法是在泄漏部位裝設(shè)專用設(shè)備,利用密封部位和專用設(shè)備之間形成的腔室,采用專用的高壓注膠工具將密封膠注入腔室,并充滿整個(gè)腔室空間,使密封膠的擠壓力與泄漏介質(zhì)的壓力相平衡,建立一個(gè)新的密封結(jié)構(gòu)來(lái)堵塞泄漏孔隙各通道,阻塞介質(zhì)的外泄。
帶壓堵漏的優(yōu)點(diǎn)為:
(1)不需要停機(jī)或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行隔離。
(2)不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓。
(3)節(jié)省大量的能源和人力。
(4)大大減少了因設(shè)備隔離或停機(jī)而帶來(lái)的電量損失。
帶壓堵漏的方法有多種,根據(jù)我廠碳化塔發(fā)生泄漏的實(shí)際情況,結(jié)合各種堵漏方法的優(yōu)缺點(diǎn),決定選擇膠堵密封法,該帶壓堵漏技術(shù)是目前比較安全可靠的一種技術(shù)手段,它采用特別夾具和液壓注射工具,將密封劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內(nèi),迅速地彌補(bǔ)各種復(fù)雜的泄漏缺陷。在注劑的壓力大于泄漏介質(zhì)壓力的條件下,泄漏被強(qiáng)行止住,注劑自身在短時(shí)間內(nèi)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w,形成一個(gè)有彈性的密封結(jié)構(gòu)并能維持一定的工作密封比壓,達(dá)到重新密封的目的。目前,國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的密封注劑大致分為兩類:一類是熱固化密封注劑,這類注劑只有達(dá)到一定溫度才能由塑料體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w,常溫下則為固體;另一類是非熱固化密封注劑,它適用于常溫,低溫及高溫場(chǎng)合的動(dòng)態(tài)密封作業(yè)要求,這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料,將其裝在高壓注槍后,在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性。
堵漏裝置由3個(gè)部分組成,即專用油壓注射工具、密封劑和專用夾具。其中專用夾具需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況特別制作,屬于一次性損耗品;密封劑必須根據(jù)被堵介質(zhì)的性質(zhì)、壓力、溫度等條件選用。此次采用的是非熱固化密封注劑。
我公司8#碳化塔水箱凹陷處出現(xiàn)裂紋及較大面積孔洞,由于內(nèi)部介質(zhì)壓力,出現(xiàn)外泄露,為盡快消除泄露,結(jié)合泄露部位特點(diǎn),決定采用焊接結(jié)合帶壓堵漏的方法堵漏。具體程序?yàn)椋恒@止裂孔→焊接碳鋼底板→焊接碳鋼側(cè)板→焊接上蓋板、打壓接頭→打壓試漏→涂抹E金屬。
碳鋼底板、碳鋼側(cè)板及上蓋板焊接時(shí)均需與水箱本體焊接在一起,由于水箱本體為鑄鐵材質(zhì),所以焊接時(shí)要注意鑄鐵焊接的工藝與要求。鑄鐵焊接包括熱焊和冷焊,在此次堵漏過(guò)程中,由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件所限,采用冷焊方法焊接。焊接方法如下:
首先清除工件或缺陷上的油污及雜質(zhì),觀察裂縫的長(zhǎng)度及走向,開(kāi)適當(dāng)?shù)钠驴冢_(kāi)坡口時(shí),為防止裂紋出現(xiàn)擴(kuò)張,先在裂紋兩端鉆止裂孔。焊接時(shí)采用直流電源,正極性接法,在保證電弧穩(wěn)定及焊透的情況下,盡量采用小電流,以減少焊接熱量的輸入。在施焊時(shí),采用斷續(xù)焊,且焊接時(shí)及焊后采用錘擊工藝。
打壓即將密封注劑利用壓力注入到圖1所示焊接形成的密閉容腔里。密封注劑由于在常溫下是較硬的圓棒狀固體,沒(méi)有流動(dòng)性,但是當(dāng)將其裝入高壓注劑槍后,隨著注射壓力的增加,密封注劑會(huì)受到運(yùn)動(dòng)摩擦和剪切效應(yīng)的作用,被擠壓的注劑溫度升高,進(jìn)而塑性和流動(dòng)性增加,所需的注射壓力明顯減小。因此在打壓過(guò)程中,要以助劑槍穩(wěn)定后的壓力為準(zhǔn),此次打壓時(shí),壓力為6~7MPa,且在打壓時(shí),壓力不能過(guò)大,防止將鑄鐵壓碎,造成更大的泄露。其次,打壓后,帶壓密封膠應(yīng)該可以將介質(zhì)密封,為了確定密封效果,采用肥皂水試漏,確定無(wú)泄漏后,增抹一層E金屬,以鞏固密封效果。
圖1 碳化塔水箱凹陷處示意圖
帶壓堵漏后的水箱泄露處,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行證明,密封效果顯著,消除了泄露給碳化塔生產(chǎn)造成的不利影響,為生產(chǎn)的順利進(jìn)行做出了很大貢獻(xiàn)。
TQ 114.15
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1005-8370(2012)06-44-02
2012-06-13