管道泄漏及带压堵漏夹具

管道泄漏及带压堵漏夹具

第34卷　第1期　　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　Vol134　No112005年1月PETRO2CHEMICALEQUIPMENT　Jan12005文章编号:100027466(2005)0120035203

管道泄漏及带压堵漏夹具

张　骥

(中国石油股份有限公司独山子石化分公司研究院,新疆独山子　833600)

摘要:密封夹具是注剂式带压密封技术的重要组成部分,密封夹具的设计依据泄漏的条件和环境、介质的温度和压力合理地选材并确定其结构。简要分析了管道泄漏的原因,介绍了法兰、直管、弯头及三通等不同泄漏部位的带压堵漏夹具,对生产有一定的实用价值。关键词:管道;泄漏;法兰;密封夹具

中图分类号:TQ055.8　　　文献标识码:B

Pipelineleakingandleakclampinpressure

ZHANGJi

(TheResearchInstituteinDushanziPetrochemicalSubsidiaryCompanyofChinaNationalPetroleumCorporation,Dushanzi　833600,China)

Abstract:Thetypicalpositionsofpipelineincludeflange,pipe,elbowandthree2waypipe.Atpresent,themethodtodealwith

theleakageofpipelineisthetechniqueofleakageblockinginpressurewithsealant.Theimportantpartofthetechniqueofleakageblockinginpressurewithsealantisleakclamp.Accordingtotheconditionofleakage,temperatureandpressureofmedium,theleakclampshouldbecarefullydesigned.Theleakingcausesonpipelinearesimplyanalyzed.Theleakclampsusedindifferentleakageparts,includingflange,pipe,elbowandthree2waypipearealsointroduced.

Keywords:pipeline;leakage;flange;sealclamp

在现代化工业的连续生产中,即使是使用最新技术装备起来的生产装置,由于流体介质的腐蚀、冲刷、温度、压力、振动、焊接缺陷以及密封材料的损坏等因素的影响,在设备管道上都不可避免地会出现跑、冒、滴、漏等问题。根据调查,炼油化工装置中80%以上的泄漏都出现在管道上。如果一旦出现泄

剂、承受泄漏介质的压力以及注射密封注剂压力的受压元件。1　密封夹具设计

密封夹具的材质111　

根据泄漏工况选择密封夹具的材质,即需综合考虑泄漏介质、温度、压力以及各种材料的基本性能等因素。夹具本体与介质的接触仅在注入密封注剂前的一瞬间,采用普通碳素钢钢制作的夹具对强酸、强碱等具有腐蚀性的介质同样具有良好的力学性能。由于普通碳素钢强度与塑性有着较好的配合,在相应温度下,其力学性能足以满足夹具材质的要求。此类材质适应范围广,价格低廉,又便于切削加工,有良好的焊接性能。因此,选取普通碳素钢作为制作夹具的材料,能够满足大多数介质对泄漏夹具的要求。

对于高温泄漏介质,密封夹具的材质应尽可能

漏且得不到及时处理时,则泄漏程度就会发展的非常快。

目前,在处理管道泄漏问题时均采用注剂式带压密封技术,其基本原理是在泄漏部位装上合适的夹具,由夹具与泄漏部位外表面形成密封空腔,在高于泄漏介质压力的条件下将密封注剂注入密封空腔后使其迅速固化,从而达到堵漏的目的。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[1],也是用于包容密封注

收稿日期:2004207227

作者简介:张　骥(19742),女,工程师,学士,从事石油化工设备的研究工作。

管道泄漏及带压堵漏夹具

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。112　设计过程应考虑因素

(1)夹具强度　夹具的强度由夹具本体强度、耳板焊缝强度以及耳板夹紧螺栓强度这3方面的因素所决定。因此,夹具的强度计算应该包括这3部分内容[2]。

(2)夹具刚度　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,夹具的设计厚度一般取强度计算厚度的2～4倍[1]。

(3)温度影响　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,确定其尺寸时应考虑到加工余量,一般加工余量取4～6mm。

(4)压力影响　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。对于厚度不小于24mm的法兰也可采用2道密封槽。

设计应满足的要求113　

(1)密封夹具应具有一定的强度和刚度。

(2)夹具与泄漏部位之间必须有1个密闭的密封空腔,以保证其封闭性能。

(3)夹具应该采用分体结构(2块以上),以便于安装。

(4)夹具上应该带加工有内螺纹的注剂孔,考虑孔的位置和数量时,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注剂为原则,一般控制在0.5mm以内。2　不同部位堵漏夹具211　法兰

法兰的泄漏一般是由于密封垫片失效引起介质在垫片与法兰面之间发生泄漏。

法兰夹具一般设计成卡环式。考虑到法兰的连接螺栓,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,会直接影响到堵漏的成败。注剂孔的数量应该和被堵漏法兰的螺栓孔数量相同,每个注剂孔的分布应该在两螺栓孔之间。常采用凸形法兰夹具和凹形法兰夹具2种结构型式。

(1)凸形法兰夹具　当泄漏法兰的连接间隙大

于8mm,泄漏介质压力大于2.5MPa,并且泄漏量较

大时,应该使用凸形法兰夹具。这种法兰夹具中间有一定位凸台,其宽度可以根据法兰间隙而定。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。其基本结构见图1

。

1.卡环　2.注剂孔　3.双头螺柱　4.螺母　5.耳环

图1　凸形法兰夹具结构图

(2)凹形法兰夹具　当泄漏法兰的连接间隙小

于8mm时,可以采用凹形法兰夹具进行作业,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1个密封腔,用于填充密封注剂。其基本结构见图2。

1.卡环　2.注剂孔　3.双头螺柱　4.螺母　5.耳环

图2　凹形法兰夹具结构图

直管212　

直管段的泄漏常发生在两管对接的环向焊缝上,主要是由焊接缺陷引起,如气孔、夹渣、裂纹和未焊透等。有焊接缺陷处是管道的薄弱部位,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,容易在这些薄弱环节处发生腐蚀穿孔,导致泄漏。直管段堵漏常采用压板式直管夹具、小直径直管夹具和直管焊制夹具

(1)压板式直管夹具　当泄漏介质压力比较小、温度低于200℃、泄漏量不太大且作业人员可以接触到泄漏缺陷时,可以利用密封注剂塑性好的特点,采用夹紧法来消除泄漏,使用的压板式直管夹具结构见图3。

(2)小直径直管夹具　当泄漏管道的公称直径小于DN50mm、泄漏介质的压力比较高、泄漏量也比

管道泄漏及带压堵漏夹具

较大且泄漏介质的渗透性比较强时,可以采用小直径直管夹具进行堵漏作业。小直径直管夹具结构见图4。

(3)直管焊制夹具　当泄漏管道公称直径大于DN50mm时,可采用直管焊制夹具。这种夹具的结

三通214　

三通是流体压力介质分流及改变方向的部位。

一般流体输送管道的三通多采用焊接形式制成,这样在接头焊缝上由于存在安装应力、振动、流体冲刷、腐蚀以及焊缝自身缺陷的影响,三通也是泄漏多发部位。三通夹具一般设计成盒式夹具,采用如图7所示的结构。此结构可用于等径三通和异径三通,适用范围较广

。

构与凹形法兰夹具的结构相似,仅尺寸大小有差别。其结构见图5

。

1.U形螺栓　2.泄漏管道　3.铅块　4.压板　5.螺母

图3　

压板式直管夹具结构图

图6　

弯头夹具结构图

1.注剂孔　2.卡环1　3.内六方螺栓　4.卡环2

图4　小直径直管夹具结构图

1.零件1　2.零件2　3.注剂孔

图7　三通夹具结构图

3　结语

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,其所处理的各种泄漏部位以及接触到的泄漏介质千差万别,因此,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结构的夹具,但实际应用中还可能会遇到更加复杂的情况,为此,还需要在现场实践过程中不断总结经验,不断地对堵漏夹具的结构进行改进,使其逐步得到完善。

参考文献:

[1]　胡忆沩.动态密封技术———泄漏与堵漏[M].北京:国防工业出

1.注剂孔　2.卡环　3.螺栓　4.螺母　5.耳环

图5　直管焊制夹具结构图

弯头213　

弯头是流体介质改变方向的必经之路。在冲压

成型、冷煨或热煨成型弯头时,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,使该处的金属管壁有所减薄。在使用过程中,由于弯头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,也是经常发生泄漏的部位,一般采用如图6所示的弯头夹具。

版社,1998.1072120.

[2]　牛学勤.堵漏夹具的强度设计[J].石油化工设备,1995,24(2):

38241.

(孙编)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zgfq.html