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1、带压堵漏夹具的规范化设计和选择作者:admin 发布日期:2011-5-13 点击次数: 471 概述近几年来，普遍采用高压枪注胶方法进行不停车带压堵漏。多年来，海内很多工厂创造了多种不停车堵漏的方法，消除了很多泄漏，保证了正常生产。其一， 是制定的施工方案不准确，对现场情况不认识，操纵程序不合理；其二，是堵漏夹具设计不规范，使用的材质和加工夹具的工艺不能满足要求；其三，是选用的密封材料不适合，以致每次堵漏都不能达到理想的效果。占有关资料统计表明，因泄漏而造成的事故约占安全事故的 35 40 。但在某些实际工作中，该法并不能够完全将泄漏介质堵住，其原因就是施工人员没有理解以上所说的施工内容。
2、泄漏往往也是造成各种设备、人身事故的主要因素。因此，为确保生产装置的安全、不乱运行，应采取带压堵漏技术这种提高前辈的设备维修技术。该项技术的主要内容包括制定安全可靠的密封施工方案；设计合理的堵漏夹具；选择合适的密封材料。 通过多年的实践，我们以为造成堵漏不成功的主要原因是堵漏夹具设计、制造工艺不合理。本文将要讨论的题目就是堵漏夹具的合理设计和制造(以管法兰静密封泄漏为例) 。在现代化产业的连续生产中，即使是采用最提高前辈的技术装备起来的生产流程，实行最现代的高水平治理方法，因为受流体介质的侵蚀、冲洗和温度、压力、振动、焊接缺陷、密封材料的损坏等因素的影响，设备、管道、阀门等连接部位和器壁都不可
3、避免地会泛起跑、冒、滴、漏等题目，影响企业的生产，造成环境污染、能源铺张，并危及设备和人身安全。在温度及压力不高的情况下，传统的做法如压铅、打卡子或进行补焊(非防爆区域)等。有时可以奏效，但在高温、高压、不可动火的情况下就得泊车处理，既费时又费工，还会给企业造成巨大的经济损失。在带压堵漏技术中，夹具设计与制造的好坏据有很重要的地位。因而，如何减少和消除泄漏一直是人们极为关注的题目。尤其在石化企业高温高压、易燃易爆的设备状况下，如处理不及时，其后果不堪设想。2 夹具材质的选择在制作夹具前，必须根据各种材料的基本性能，从使用、加工、经济等各方面全面考虑和合理选择。通常制作夹具所选用的材质为碳钢(Q
4、235 一 A 或 2O 钢) ，此材质易加工，焊接性能好。但对强酸强碱、高温设备的泄漏，则尽可能选用与设备材质相同或者能满足使用条件的材质。为了防止泄漏介质对夹具材质产生腐蚀，常用的材料有 0Crl8Nil0Ti 钢；为了防止金属在高温和应力同时作用下产生蠕变，常用的材料为：大于 300用 35 或 45 钢，大于 450 用 3Cr13 或 35CrMo 钢。3 夹具的外形设计根据法兰的外形设计夹具的形状，可分为圆形卡环和方形卡环，有多块和两块连接式(以圆环形、两块连接为例)。外形尺寸参照被堵漏的法兰外径，设计两块半圆形瓦块，配装吊耳及紧固件。带压堵漏夹具密封表面与泄漏表面贴合间隙有严格要
5、求，故法兰尺寸即密封基准尺寸应测绘准确。现场测绘需两人，一人测绘，一人校核。贴合间隙主要与压力有关，温度只作参考。若间隙过大或表面不平时，可采用预嵌软金属或预压盘根弥补。管道带压堵漏夹具的设计和应用作者： 管道修补器,管道连接器 发表时间：2012-2-1 15:59:55管道由于流体介质的腐蚀、冲刷和温度、压力、振动、焊接缺陷、密封材料的损坏等因素的影响，在设备、管道上不可避免地会出现跑、冒、滴、漏等问题。据调查，炼油化工装置中 80 以上的泄漏都出现在管道上。一旦出现泄漏，就应及时处理，否则泄漏的程度发展很快。目前处理管道的泄漏采用的方法是注剂式带压密封技术。其基本原理是：在泄漏部位装上合
6、适的夹具，夹具与泄漏部位外表面形成新的密封空腔。以高于泄漏介质的压力将密封剂注人密封空腔内，密封剂迅速固化，从而建立新的密封结构，达到堵漏的目的。高质量的堵漏工作，除了正确执行操作工艺方法外，更主要的是由密封夹具来保证。密封夹具是注剂式带压密封技术的重要组成部分，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，是用于包容密封剂，承受泄漏介质压力和注射密封剂压力的受压元件。2 密封夹具的设计密封夹具的设计要依据泄漏的条件和环境，介质的温度和压力，合理地选材和确定其结构。密封夹具材质的确定密封夹具的材质，应根据泄漏工况来选定。综合考虑泄漏介质、温度、压力以及各种材料的基
7、本性能等因素。在无特殊要求的情况下，一般选用普通碳素钢。由于其强度与塑性有着较好的配合，在相应温度下，其机械性能足以满足夹具材质的要求。此材质适应范围广，且价格低廉，又便于切削加工，有良好的焊接性能。对强酸强碱等具有腐蚀性的介质，因夹具本体与介质的接触仅在密封剂注人前的一瞬间，采用 Q235 钢制作的夹具同样具有良好的机械性能。因此，选取普通碳素钢中较为常见的 Q235 钢作为夹具制作的材料，能够满足大多数介质泄漏夹具制作的要求。对于高温泄漏介质，密封夹具的材质应尽可能选用与设备材质相同或耐高温性能好的材质，如不锈钢，以避免金属在高温和应力同时作用下产生蠕变现象。密封夹具结构的设计密封夹具设计
8、过程中应考虑夹具的强度由夹具本体的强度，耳板焊缝的强度、耳板夹紧螺栓的强度三方面的因素决定。因此夹具的强度计算应包括这三部分的内容图。为保证夹具堵漏的有效性及长寿命，夹具除应具有足够的强度外，还需有一定的刚度，以保证堵漏时夹具在高温高压下不产生过大的变形。因此，夹具的设计厚度取强度计算厚度的 2 ? 4 倍。 温度的影响高温作用导致热膨胀，引起夹具几何尺寸发生变化。因此，用于高温条件下的夹具，其尺寸的确定应考虑到加工余量的问题。对于高压介质的泄漏，必须增强夹具的封闭性能。可在夹具的卡环与法兰外边缘的接触处开设密封槽，用两道密封槽。密封夹具的设计应满足以下要求1、密封夹具应具有一定的强度和刚度。
9、2、夹具与泄漏部位之间必须有一个密闭的密封空腔，以保证其封闭性能。3、夹具应该是分体的（两块以上），以便于安装。4、夹具上应带有内螺纹的注剂孔，孔的位置和数量以能将密封注剂注满整个密封腔为宜。5、夹具和泄漏部位的间隙以不外溢密封剂为原则，一般控制在。5mm 以下。管道的泄漏一般发生在管道上的连接部位、焊接部位及流体的转向部位。因此，管道上容易发生泄漏的典型部位包括法兰、直管、弯头、三通。法兰的泄漏及处理法兰的泄漏一般是由于密封垫片失效引起垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏。法兰夹具一般设计成卡环式夹具。考虑到法兰连接螺栓的问题，必须避免介质从法兰的螺栓孔中渗出。因此，夹具上注剂孔的设计是否合理
10、，会直接影响堵漏的成败。注剂孔的数量应和被堵漏法兰的螺栓孔数量相同，每个注剂孔的分布应在两螺栓孔之间。常采用如下两种结构型式的法兰夹具：凸形法兰夹具当泄漏法兰的连接间隙大于 5mm ，泄漏介质压较大时，应使用凸形法 力大于 2.5MPa ，并且泄漏量较大时，应使用凸形法兰夹具。这种法兰夹具中间有一定位凸台，其宽度 可根据法兰间隙而定。该夹具的加工尺寸较为精确，安装在泄漏法兰上后，整体封闭性能好，堵漏作业的成功率高。其基本结构如图 1 所示。凹形法兰夹具当泄漏法兰的连接间隙小于 2mm 以下，可以采用凹形法兰夹具法进行作业，以适应这类小间隙法兰泄漏的特殊情况。凹形法兰夹具中间有一凹槽，形成一个密
11、封腔，用于填充密封注剂。其基本结构如图2 所示。直管的泄漏及处理直管段的泄漏常发生在两管对接的环向焊缝上，主要是由焊接缺陷所引起。如气孔、夹渣、裂纹、未焊透等。非焊接部位在流体介质的腐蚀、冲刷、振动及金属内部缺陷等因素影响下，容易在管道的薄弱环节处发生腐蚀穿孔，导致泄漏。常采用如下三种结构型式的直管夹具：压板式直管夹具当泄漏介质压力比较小，温度低于 200 ，泄漏量不太大，作业人员可以接触到泄漏缺陷时，可以利用密封剂塑性好的性能，采用夹紧法来消除泄漏。小直径直管卡具当泄漏管道的公称直径小于 DN50 ，泄漏介质的压力较高，泄漏量较大，泄漏介质的渗透性较强时，可以采用小直径直管卡具进行堵漏作业。
12、直管焊制夹具当泄漏管道公称直径大于 DN50 时，可采用直管焊制夹具。这种夹具的结构与凹形法兰夹具的结构相似，仅尺寸有差别。弯头的泄漏及处理弯头是流体介质改变方向的必经之路。在冲压成型、冷弯或热弯成型弯头时，在管壁内中性层以上的金属，即曲率半径最大一侧的金属受到拉应力的作用，而使该处的金属管壁有所减薄。弯头在使用过程中，由于受到流体介质的冲刷和腐蚀，弯头曲率半径的最大一侧，即管壁的转弯处承受较大的冲刷力，也是经常发生泄漏的部位。三通的泄漏及处理三通是流体介质分流及改变方向的部位。对于一般的流体输送管道的三通多采用焊接的形式做成，这样在接头焊缝上由于存在安装应力、振动、流体冲刷、腐蚀以及焊缝自身
13、缺陷的影响，三通也是泄漏发生的部位。三通夹具一般设计成盒式夹具。一般采用图 7 所示结构。此结构可用于等径三通和异径三通，适用范围广。注剂式带压堵漏技术是在特定条件下实施的一项应急修补技术，所处理的各种泄漏部位及接触到 的泄漏介质是千差万别的，而夹具设计的优劣直接关系到堵漏作业能否成功以及使用寿命的长短。尽管我们已针对不同部位的泄漏情况设计出各种不同的夹具结构，但实际应用中还可能会遇到更加复杂的情况。而有些泄漏点，虽然当时止住了泄漏，但两三天后又出现了二次泄漏。因此，我们还需要在现场实践过程中，不断总结经验，对夹具的结构逐步进行优化设计。三、 制作法兰夹具，带压堵漏在干线天然气管道发生法兰泄漏
14、时，虽然可以采用第二种方法处置，但随着国家对安全、环境保护的高度重视以及经济的快速发展，为避免干线停输、大量天然气放空造成很大的经济损失，对环境造成污染，带压堵漏技术越来越广泛地被采用，以下重点介绍法兰堵漏夹具（如图 1）技术的应用。图 1：法兰堵漏夹具图1、 法兰堵漏夹具原理法兰堵漏夹具是带状的两个半圆金属圆环通过尾端两条螺栓固定在发生泄漏的法兰上，带状的半圆金属圆环内侧边缘各有一道密封条，在法兰圆周中间形成一个环形的密闭空间，通过夹具上安装的注脂咀注入密封脂，由注脂枪（泵）挤压密封脂至密闭空间形成完全密封，从而实现带压封堵泄漏法兰，消除天然气泄漏。密封条与法兰接触面可容忍的最大裕量为 0.
15、8mm 左右。如图 2 所示。图 2：法兰堵漏夹具示意图2、 夹具的选型对于标准法兰（包括压力等级和尺寸），法兰夹具生产商一般有标准的法兰堵漏夹具。如非标法兰，堵漏夹具要根据压力等级和实际测量尺寸数据进行制作。3、 密封圈和润滑济的选型安装前，需润滑全部曝露在夹具内侧的密封条，下表中列出了推荐使用的润滑剂以及各种不同材质密封圈（条）的最大温度极限，如表 1 所示。注：温度极限只对密封条材质适用，与压力等级无关。表 1：密封圈、润滑剂选择对照表4、 密封脂的选用在天然气管道中，一般采用 SP-Seal3164 系列密封脂注入夹具中，达到密封的效果。在购买夹具时，应根据管道的压力、温度等数据选择配
16、套的密封脂和注脂枪。5、 现场安装（1） 将法兰夹具装配到法兰上：使夹具正好在两个法兰面缝隙中间并匹配。（2） 在夹具尾端安装上螺杆和螺母，用手拧紧。（3） 根据扭矩图表的指示，所有螺栓和螺母都应严格按照扭矩图表中的数值拧紧。在拧紧螺栓的过程中，尽量做到两侧的缝隙一致，这样可以获得最佳的紧固效果。（扭矩图表见表 2）说明：当 Cf 摩擦系数等于 0.08 的时候，我们认为螺栓和螺母处于干净、活动自如、无瑕疵且使用高牌号石墨螺纹润滑油润滑过的状态；当 Cf 摩擦系数等于 0.15 的时候，我们认为螺栓和螺母处于干净、活动自如、无瑕疵且使用普通设备润滑油润滑过的状态；上述扭矩值是最低的安全值。（4） 安装完成后，需根据扭矩表对应的数值检查两个半圆夹具环尾端连接螺栓是否已完全拧紧。两个半圆夹具环尾端的缝隙应在 1/83/16 英寸之间（3 5mm ）为宜。（5） 注脂：每一套法兰堵漏夹具环上都至少有一个或多个注脂咀（阀）。当将注脂咀卸下前，要关闭注脂阀。当注脂咀卸下后，如果需要，在安装过程中打开注脂阀后，可使管线中输送的介质从排
