带压堵漏密封技术.ppt
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1、一、概述 带压密封技术是当运行中装置的设备发生流体介质泄漏,在不影响生产正常运行的情况下,迅速消除泄漏的技术手段。技术实施涉及不同的工况条件和复杂的泄漏部位,需要针对具体情况,通过工程力学、材料科学、传递技术、流变学等多学科知识的综合运用,才可充分发挥技术效能。1.技术性质:属于装置设备检维修技术 2.基本原理是:用夹具包容泄漏点建立密封腔(或利用原有密封腔)以略高于泄漏介质系统压力的推力注入密封剂,达到有效工作密封比压,泄漏被阻止,从而实现再密封。,带压密封技术与节能减排安全环保,3.技术特点适应性强,广泛适用于不同温度、压力条件下的各种流体介质泄漏封堵。消除泄漏过程,保持工况条件不变,不影
2、响生产装置正常运行。安全可靠,作业过程不需动火,不变更原密封结构,并对设备缺陷部位予以增强保护,确保装置运行安全。简便快捷,消除泄漏过程,设备缺陷部位不需要进行任何处理,施工周期短过程简便。保护原密封构件不进一步受损伤,达到运行周期后,所建立的密封结构易拆卸、便于恢复原状。防止恶性事故发生,消除因易燃、易爆介质泄漏引发着火爆炸事故发生和避免有毒有害介质泄漏,造成对环境的污染,且利于资源节约和环境保护。,技术适用范围,4.技术适用范围技术适用范围如下表所示:,5.技术效能(1)技术实施与节能减排 带压密封技术以其较强的实用性,已被广大流程企业所采用,如某大型石油化工联合企业,原油加工能力1500
3、万吨/年,乙烯生产能力100万吨/年,拥有70多套生产装置和完善的港口接运设施,所加工的原油来自世界各地,品质非常复杂,设备腐蚀严重,泄漏经常发生。由于企业注重对带压密封技术人员的培养,充分利用其技术效能,使装置得以安全,稳定,长周期运行,由于产品质量稳定,节能减排成效显著,企业多年被列为全国炼化行业效益最佳化的前列。电力行业在不影响装置正常运行的情况下,通过带压实施封堵,很快消除泄漏,确保装置能够安全,稳定的运行,有利于节能减排。,(2)资源节约与环境保护 当前人类正面临着一场新的文明转型,在经济快速发展中,运行中的流程装置通过带压密封技术及时消除设备泄漏,降低能源资源的浪费和避免恶性事故发
4、生及防止有毒有害介质泄漏对环境产生的污染,是缓解经济发展过程能源资源供求矛盾和向文明转型的技术手段。近年来据不完全统计,经过从业人员的共同努力,已成功的消除各类泄漏事故数十万起,避免了多起火灾,爆炸,中毒及严重环境污染的恶性事故发生,为国家挽回经济损失几百亿元,经济效益社会效益巨大。,二、技术组成及密封施工方法 1.技术组成 这项技术由专用密封剂、专用工具、专用夹具及封堵操作技术四部分组成。技术运用过程通过技术组成之间的协调互补才可充分发挥技术效能。,2.密封施工方法,填料函泄漏密封,阀盖泄漏密封,阀体泄漏密封,三、强化作业管理充分发挥技术效用 为了规范作业过程控制使技术运用更加科学合理,由全
5、国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口,责成我公司协同行业最具影响的相关单位起草编制了GB/T 26467-2011承压设备带压密封技术规范等三项系列国家标准,并于去年经国家标准化管理委员会和国家质检总局批准、发布实施。国家标准的发布实施对规范作业过程控制和企业组织技术培训,提供可遵循的依据,使技术更好的为企业安全生产服务,以产生更大的经济效益和社会效益。,四、相关国家标准解析(一)GB/T 26556-2011承压设备带压密封剂技术条件 密封剂:是应用带压密封技术进行流体介质泄漏封堵所用复合材料的总称。包括:密封注剂和紧固密封剂。在设备泄漏部位重新建立的密封结构中,密封剂直接与泄漏介质接触
6、,密封剂对工况条件的适应性是决定封堵成败的关键。为促进带压密封技术健康发展,使其在技术市场和应用领域中获得最佳秩序特制定本标准。标准的基本结构1.范围 2.规范性引用文件 3.术语和定义 4.要求 5.检验抽样及判定规则 6.测试方法 7.标志、包装、运输、贮存 8.密封剂选用原则9.密封剂的使用方法 10.附录A(规范性附录),主要条款解析1.密封剂性能(标准4.2),密封剂的性能及指标应符合表1的规定:,表1 密封剂性能指示,(1)初始注射压力 是反映密封注剂流变性难易程度的技术指标,注射初始压力高推进阻力大,不易填充复杂密封腔的空隙,注剂推进过程容易引起局部超压,很难建立起均匀致密的密封
7、结构。初始注射压力是控制注剂推进速度和操作压力的重要指标。,(2)热固化性(固化性能t90)硫化开始,试样的剪切模量增大。当记录下来的转矩(力)上升到稳定值或最大值时,便得到转矩(力)与时间的关系曲线,即硫化曲线(如右图)。曲线的形状与试验温度和胶料特性有关。注剂操作需根据热固化性控制推进速度与固化时间协调。,剪切力矩或力,x,时间,Fmax,y=100,y=90,y=50,y=10,y=0,FL,tsx,t10,t50,t90,t,典型的流化曲线及计算方法,其中:FL:最小转矩或力,Nm或N;tsx:初始硫化时间,即从试验开始到曲线由FL升到xNm(N)对应的时间;tc(y):达到某一硫化程
8、度的时间;Fmax:在规定时间内达到平坦、最大、最高转矩或力。,tc(y)=FL+y(Fmax-FL)/100,热固化特性与操作控制,远离主泄漏点起始注入防止注剂吹散外喷,顺序注入区域挤压利于填满压实,补注压紧防止应力松弛根据系统温度采用:顺序补注或局部压紧,(3)热失重 是评价密封注剂在温度影响下,能保持密封性能长期稳定的技术指标。热失重确定为25,超过限定指标,说明质量损失严重,热分解所产生的低聚物和低分子化合物容易逸出影响密封结构稳定,不易实现有效的密封。在实际应用中通过注剂挤压和调整夹具空腔高度,保障密封结构的稳定。,试中:m0试样质量,mg;m1试样在规定温度 下恒温结束的质量,mg
9、。,复合材料层,泄漏缺陷,夹具,密封注剂,密封增强构件,管壁,D=+2倍密封空腔宽度,根据系统温度调整夹具空腔高度,采用适宜的密封增强措施。,(4)耐介质性能 在建立新的密封结构中,密封剂直接接触泄漏介质,已固化的密封注剂,基体材料的活性部分经过交联反应已形成稳定的化学键,反应充分交联密度高,密封结构稳定。如果溶胀度或溶重度超过-5%10%的范围,说明密封剂层在介质侵蚀下,因结构破坏降低密封注剂的性能,则不易实现密封。,质量变化测定,试中:m0试样浸泡前的质量,克(g);m1试样浸泡后的质量,克(g)。,2.关于密封剂选用(标准8)(1)根据泄漏介质的化学性质选 不同型号的密封剂具有特定的适用
10、介质范围,应用时可根据泄漏介质的物化特性选择。泄漏介质为混合物时,选用的密封剂不仅应适应其中的主要成分,同时也应适应其次要成分。同类的介质,密封剂对其适应性也不尽相同,选用时也应特别注意。特殊工况条件密封剂选择 a.高压氧气系统泄漏密封注剂的选择 氧的化学性质非常活泼,高压氧气系统泄漏喷射,由于绝热压缩,引起体系内能升高提供点火能量,遇可燃物易发生燃爆。因此,密封施工应采用无油剂的TXY-9#密封剂。,结合面密封腔注剂孔,环形腔注剂孔,b.强黏附性介质系统泄漏密封强黏附性介质影响密封注剂自粘性,胶层条间产生油膜,发生再次泄漏。夹具增设辅助注剂腔,首先建立边缘阻挡,再行中间腔注剂,在辅助腔注剂的
11、同时中间腔引流。夹具结构形式如右图及下页图:通过螺帽注剂接头注剂,防止螺栓孔处泄漏。,适宜直管泄漏的夹具形式,设辅助注剂腔直管夹具图,设辅助注剂腔法兰夹具图,法兰泄漏采用的夹具,接入注剂阀、注剂枪,螺帽注剂接头工作连接,辅助腔注剂孔,中间腔注剂孔,c.避免泄漏结霜造成对封堵质量的影响 如液化石油气、氨类介质系统泄漏,由于绝热膨胀消耗体系能量引发泄漏部位结霜(见下图),影响注剂充填质量,密封施工需采取相应的措施。,(2)根据泄漏系统温度选 泄漏系统温度应处于所选用的密封剂适用温度范围。热固化型密封剂在介质温度影响下,完成固化过程才能确保密封效果长期稳定,系统温度越高固化速度越快。为确保封堵质量应
12、采取应对措施。高温高压系统介质泄漏密封 a.温度对热固化型密封剂的影响 密封剂固化速度快,容易形成较大推进阻力,引起局部超压,影响充填质量;,b.采用密封施工方法利用复合注剂密封法 采用不同的两种密封注剂,以复合注剂密封施工方法产生的互补效应增强封堵效果;凹形夹具或铲严密封法 高温情况凹槽尺寸不宜过大,防止注剂停留时间长影响注射工艺流动性。凹形法兰夹具配合法兰外缘开设注剂孔防止螺栓孔处泄漏嵌入式凸形法兰夹具的应用,靠近泄漏点附近法兰螺栓旁增设注剂孔,利于螺栓孔处充填,嵌入式凸型法兰夹具法示意图,凹型法兰夹具法兰示意图,低温高压系统泄漏密封采取的增强措施 a.密封剂固化速度慢或无固化过程,需要夹
13、具具有良好的吻合性。b.夹具通常采取的密封增强措施,微型风镐铲严敛缝,铲严密封增强弥补超差间隙,铲严密封增强夹具,自紧密封增强夹具,注剂挤压凸台变形密封增强,环形腔嵌入金属条密封增强,管段泄漏采用设环形腔嵌入金属条增强密封,高压低温系统密封剂固化缓慢,为确保充填效果,添加阻挡材料弥补夹具吻合超差,齿形接触密封增强措施,超低温系统介质泄漏密封施工 a.超低温情况下,影响密封注剂的注射工艺流动性。b.密封施工措施 保持高分子化合物链段随机取向,利于注剂推进充填。适当预热改善注剂工艺流动性,确保充填效果。(3)根据泄漏状况选 高压系统泄漏严重部位密封剂选择 TXY-18#密封剂配置适宜的硫化体系,添
14、加阻挡材料,可较快的建立起承压能力,适于系统压力较高,泄漏严重部位密封施工。低压系统泄漏缺陷尺寸较小部位密封剂的选择 TXY-16#密封注剂采用延迟性硫化体系,塑性工艺流动性能优异,且保持时间较长,适于系统压力较低,泄漏缺陷尺寸较小或二次补胶部位应用。,TXY-18#与TXY-16#密封注剂特性曲线,高取向度密封剂的应用,伸缩移动部位泄漏密封剂的选择 高取向度密封剂具有较高的取向方向强度和耐磨性能,适用于伸缩移动部位泄漏密封,采油机抽油杆密封盒及管道填料函式伸缩接头及阀门填料函泄漏密封。,填料函式伸缩接头密封示意,采油机抽油柱密封示意图,高取向度密封剂,管道填料函式伸缩接头,3.密封剂的使用方
15、法(标准9)密封注剂的使用方法 a.密封注剂使用前检验测试。密封注剂使用前应进行型号、规格、尺寸的确认和初始注射压力的测试。初始压力测试按标准附录A规定的方法测试。b.当环境温度过低需对注剂预热时,其预热温度应低于该密封注剂的起始固化温度 c.为确保密封注剂注射工艺性,需要通过对相关器具加热或冷却时可采用以下方法:采用热风或蒸汽直接对夹具、注剂阀和注剂枪加热;当泄漏介质系统温度高于500时,防止密封注剂超前固化应采用温水或压缩空气等对注剂枪和夹具进行喷扫降温。,4.关于密封剂技术性能指标的试验验证 初始注射压力反映密封注剂在注剂操作过程流变性的难易程度,初始注射压力高表明注剂流动性差,不易填充
16、较为复杂的泄漏缺陷通道,不易实现有效封堵。标准中热固化性、热失重、耐介质性能指标,是通过在试验条件下测得的,与工程应用的工况条件不尽相同,在实际应用中要经过温度、压力及介质侵蚀等综合影响,很难针对具体情况提供相应的指标,因此,表1密封剂性能及指标是对产品的基本要求,便于指导施工操作。根据密封剂的热固化性,对于控制注剂推进速度与固化时间的协调是非常必要的,但试验测得的数据与工程应用实际不尽相同,操作过程需根据各种影响因素综合考虑。,(二)GB/T 26467-2011承压设备带压密封技术规范,标准的基本结构 1.范围 2.规范性引用文件 3.术语和定义 4.安全技术管理 5.泄漏部位现场勘测 6
17、.施工前的准备 7.带压密封施工 8.施工过程安全与防护 9.带压密封施工竣工验收 附录A(资料性的附录)带压密封工程施工方案 附录B(资料性的附录)带压密封工程施工安全评估 附录C(资料性的附录)带压密封工程施工验收记录,主要条款解析 1.带压密封施工(标准7)(1)操作程序及注意事项 夹具各注剂孔装配注剂阀,旋塞处于开启位置;作业人员戴好防护用品,从上风方向靠近泄漏点;夹具安装:法兰夹具、直管夹具、局部异径三通夹具安装;关闭起始注入点注剂阀、连接注剂枪,剂料腔填入密封剂;压泵、顶压、开阀向密封腔注入密封注剂;注剂阀接入注剂枪、装填密封剂、拆卸注剂枪均需先关注剂阀。,(2)严格控制注剂压力
18、液压系统阻力构成及影响因素 A.液压系统阻力构成P表 P1+P2+P3P表 泵出口表压,MPa;P1 沿程阻力(泵出口至枪出口阻力),MPa;P2 注剂阀阻力,MPa;P3 密封腔压力,MPa;B.影响阻力的因素 a)环境温度;b)密封剂工艺流动性;c)注剂推进速度与固化时间协调;d)密封腔内压力。,(3)操作压力控制 充填过程:推力克服摩擦阻力和泄漏介质形成的阻力。要控制注剂操作压力,避免产生不必要的超压。新密封比压建立:通过注剂挤压传递,致密性增加,积聚弹性能量,达到工作密封比压,实现再密封。注意推进速度与密封腔温度协调,防止密封剂从间隙被挤出,同时避免将密封注剂注入到泄漏介质系统。控制注
19、剂压力防止设备器壁发生失稳或使法兰螺栓超载变形,造成封堵失败及引发恶性事故。,操作压力控制:a.管道泄漏密封注剂操作泵出口表压控制,P表 P1+P2+P3+P,平衡摩擦阻力,并不产生对设备器壁的挤压力,泄漏介质作用在器壁的压力,并与系统压力平衡,需控制的注剂压力,b.法兰密封面泄漏密封注剂压力控制 系统压力低于10MPa注剂许用操作压力P10MPa;系统压力高于10MPa,操作许用压力P不得高于系统压力+10MPa。,E-夹具材料的弹性模量,碳钢E=2x105MP;te-管道的有效壁厚,mm;Do-管道直径,mm。,2.注剂操作 实施多点注入,限定注入推进距离,利于控制推进速度与固化时间协调,
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