管道的泄漏方式以及带压堵漏技术探讨

管道是生产装置的主要运输手段,其物料的供应,工艺过程的流转均要靠不同规格、不同压力等级和形状的管道来实现,在延绵弯转的管道中,有无数的法兰、弯头、焊缝等接口,其中若有一处焊口失效或失控发生外漏,都将严重威胁装置的正常运行。如果是有毒、有害、易燃、易爆、腐蚀性介质等发生外漏,容易发生中毒、火灾、爆炸等伤亡事故,严重时污染周边环境损害人们的身体健康。如何在发生外漏时又不需要装置停车进行处理,采用带压堵漏(528)技术也就成为生产中一门较重要的技术。带压堵漏是现今较先进的设备维修新技术。当生产装置中的设备管道、阀门、法兰某部位泄漏时,它可在不停车、不影响生产的情况下,带压、带温迅速地堵住泄漏,从而确保生产的稳定,使设备系统长周期运转,提高经济效益。带压堵漏的应用范围为真空至32MPa,温度为-20-650℃。由于它适用性强, 操作简便、效果好、故近些年发展很快, 被广泛地应用于石油、化工、电力、冶金和医药等各种流程的工业及部门。
管道外漏形式及因素
1、 直管泄漏
直管道的泄漏失效可能因为其管道本身存在制造缺陷和管道配件的质量问题引起的,也可能是因为管道焊接、组对或管道材质选择不合导致腐蚀等原因而引起。
2、 弯头泄漏
弯头泄漏大部分都是在弯头外侧大半径上,介质流经弯头时,受到弯头的阻力,介质对弯头冲刷导致泄漏失效,另外弯头材质选用不当,致使材料耐腐蚀性较差以及弯头与直管连接结构不合理,留有能导致腐蚀介质滞留并浓缩的空隙,造成加速腐蚀是形成弯头泄漏失效重要原因。
3、 管法兰泄漏
管道法兰密封主要是依靠连接螺栓的预紧力,通过垫片达到足够的密封比压,来阻止被密封压力流体介质的外泄。它泄漏的原因有很多方面,密封垫片的压紧力不足,结合面的粗糙度不符合要求,垫片变形和机械振动等都会引起密封垫片与法兰结合面密合不严而发生泄漏。另外螺栓变形或伸长,垫片老化,回弹力下降,龟裂等也会造成法兰面密封不严而发生泄漏。法兰泄漏还有不可忽视的人为因素,如密封垫片装偏,使局部密封比压不足紧力过度,超过了密封垫片的设计极限,以及法兰紧固过程中用力不均或两法兰中心线偏移,造成假紧现象等都容易发生泄漏。
带压堵漏原理及优点
1、 带压堵漏技术原理
装置在运行中发生介质泄漏,在不变更工况条件,不影响设备运行的情况下,采用包扎、隔离或者制作夹具包容泄漏点建立密封腔,通过向密封腔内注入密封剂(528),根据系统温度和注剂的流变特性,控制推进速度与密封注剂固化时间的协调,确保注剂充填效果,使注入到密封腔的密封层均匀致密,并形成有效的密封比压,泄漏被阻止,从而建立起新的密封结构。
2、 带压堵漏的优点
(1) 不需要系统停车,从而保证了装置的长周期运行。
(2) 不需要对系统进行泄压置换。
(3) 避免了因装置停车造成的损失和其它设备的损坏。
(4) 极大地减少了经济损失和环境污染。
相关技术介绍
根据生产现场的具体情况,对于可以临时隔离交出或者工艺介质可以动火作业的情况下,可以采用更换管道、更换法兰垫片或进行焊补孔洞的方法消除一般泄漏。但对于装置关键部位的管道,工况为易燃易爆介质在无法隔离或者无法进行焊接动火作业的情况下,则必须采取相应的带压堵漏技术手段消除泄漏,以保证装置安全稳定运行。
1、 管道泄漏带压堵漏技术
1.1 快速捆扎堵漏技术
快速捆扎堵漏技术适用于规格≤DN300mm的直管、弯头、异径管、管箍、法兰根部等,适用于工作压力≤1.0MPa、工作温度≤150℃的管道。堵漏材料采用高强度耐高温塑胶捆扎带。操作原理为:用高强度耐高温塑胶捆扎带将泄漏点缠绕密实。
1.2 钢带捆扎压垫堵漏技术
钢带捆扎压垫堵漏技术适用于直管、弯头、异径管、法兰根部等,适用于工作压力≤2.0MPa、工作温度≤180℃的管道。堵漏材料为专用金属钢带、耐高温橡胶垫。操作原理为:将耐高温橡胶垫压于泄漏点,用钢带拉紧器拉紧钢带,把耐高温橡胶垫箍紧。
1.3 金属夹具注胶堵漏技术
金属夹具注胶堵漏技术适用于直管、大弯曲半径弯管且泄漏点为焊缝、砂眼、裂纹等周围未大面积减薄和腐蚀情况,适用于工作压力≤20MPa、工作温度≤900℃的管道。操作原理为:根据管道、管件外形及泄漏点尺寸加工夹具,夹具在泄漏点部位为空腔,夹具空腔边缘与管道或管件外形吻合,夹具设注胶螺孔;将夹具箍紧,用液压泵做动力源(压力可达60MPa),推动高压注射枪中的柱塞推料杆,将专用密封剂(528)压注到泄漏的部位上去。密封剂(528)中的润滑脂被迅速碳化使石棉纤维固化,并建立起新的密封结构,从而快速地消除管道上的泄漏,达到密封的目的。。
1.4 隔离式夹具堵漏技术
隔离式夹具堵漏技术适用于直管、大弯曲半径弯管且泄漏点周围明显减薄和大面积腐蚀,如果采用注胶堵漏技术容易把密封剂(528)注入管道甚至将管道打断的风险,适用于工作压力≤10MPa、工作温度≤900℃的管道。堵漏原理是根据管道、管件外形及泄漏点尺寸加工夹具,夹具把整段腐蚀或者减薄管道全部包覆为空腔,在夹具空间下部增加一个阀门引流,在夹具空腔与夹具外围之间建立一条密封槽,向密封槽内注胶让介质与夹具外部隔离,最后关掉引流阀从而实现堵漏效果。
对比四种管道泄漏堵漏方法:捆扎法和钢带法只适用于低压、低温和单点泄漏部位。夹具注胶法在所有的温度和压力下都可以使用,使用范围广,其缺点是当泄漏点腐蚀严重、多点泄漏、管道减薄时不适用。隔离式夹具堵漏技术是一种新型技术,对夹具堵漏法的一种补充,专门针对管道多点泄漏、腐蚀减薄等严重工况的一种处理方法。此种隔离式夹具堵漏技术适用于公司液氨泄漏、酸碱介质、可燃气体,管道减薄和腐蚀严重的管线。弥补了我们以前堵漏的空白,其缺点是要求泄漏部位周围有足够的装夹空间,制作加工专用夹具用时长。
2、 管法兰泄漏带压堵漏技术
2.1 夹具注胶堵漏法
金属夹具注胶堵漏技术适用于所有法兰类泄漏,不管大小、异径、偏心,温度从-200℃到900℃,所有压力都可以采用。操作原理为:根据管法兰外形尺寸量身加工夹具,装夹于泄漏法兰上形成空腔,然后通过夹具上的注胶螺纹向夹具内注入密封剂(527),从而建立密封空腔实现堵漏效果。
2.2 钢带捆扎注胶堵漏技术
钢带捆扎注胶堵漏技术适用于法兰垫片泄漏,适用于工作压力≤2.5MPa,工作温度≤450℃的法兰。材料为专用钢带、耐高温柔性密封胶料。操作原理为:沿法兰外径将钢带箍紧;卸掉法兰螺母,安装注胶螺母,连接高压注胶枪,向法兰垫片处注胶;换装原法兰螺母。
2.3 合金镶嵌堵漏技术
合金镶嵌堵漏技术适用于孔缝周围母材较硬的场所,适用于工作压力≤1.0MPa、工作温度≤180℃的法兰。操作原理为:将带有一定锥度的合金材料用铁锤镶入两法兰之间,然后卸掉法兰螺母,安装注胶螺母,连接高压注胶枪,向法兰垫片处注胶。
2.4 钢绳捆绑注胶堵漏技术
钢绳捆绑注胶堵漏技术适用于两法兰间隙大于5毫米,工作压力≤12MPa,工作温度≤600℃的法兰。操作原理为:使用专用工具将法兰间隙用钢绳箍紧,然后在钢绳上加装注剂阀,向泄漏法兰内注入密封剂(527),从而建立密封空腔实现堵漏效果。
对比四种管法兰泄漏堵漏方法,其中夹具注胶法简单、方便、使用范围广,其缺点是需要机床加工,耗时长,无法第一时间处理泄漏点。其他三种堵漏法都不需要加工夹具,方便,快捷、及时性强,但都有一定的局限性。(2023-11-16)

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