大化肥生产中在线堵漏技术.docx

大化肥生产中在线堵漏技术刘国军锦西天然气化工有限责任公司辽宁省锦西市125001【摘要】本文总结了大化肥装置连续生产运行中 ,对设备和管系的泄漏进行不停车带压焊接及带压堵漏的可行性经验结果 。关键词 : 带压堵漏焊接夹具密封剂on l ine stopping techn ique using in the greatproduct ion of the chemical fert il izerl iu guojunj inxi nat ural gas chemical engineering co . l t d , j inxi liao ning 125001abstract : it is sammarized in t his paper t he feasible experiences of welding under p ressure wit hout power off andstopping t he leakage under p ressure for equip ment and pipesystems during t he co ntinuous p roductio n operatio n of t he great chemical fertilizer equip ment .key words : stopping t he l eakage urder pressure , welding ,j ig ,sealing material .裂 ,或焊缝出现裂缝 ,造成介质外漏 。这种泄漏介质大多直喷 ,垂直方向喷射压力较大 ,水平方向相应较小 。 根据这一特点 ,我们先在原来断管外加焊一段稍大直 径带法兰的短管 ,再在法兰上装 阀门 ,先用于引压 , 最后切断泄漏点 。应用上述方法时发现 ,由于介质的喷射压力的作 用 ,使得准备焊接的短管根部形成虹吸区 ,对焊接引压管造成困难 。如果事先在短管上焊上以断管的根部连 接主管线外径为贴合面的加强板后 ,焊接引压管就很 容易了 。1993 年 6 月 , 某合成装置一段转化炉一根压力217m pa 、直径 32 mm 蒸汽管线管壁破裂 ,主管裂口56 mm ,汽浪直冲而出 。我们用 57 mm 的短管引压 焊接 ,经过 4 小时的抢修 ,成功地堵住了漏口 ,避免了一次停车 。212螺母堵漏焊接对泄漏点为点眼大小的泄漏管线可采取在泄漏点 表面焊一螺母然后拧上螺栓 ,最后焊死的办法 。这种 方法简单 ,对压力低 、泄漏点小的泄漏部位非常适用 。我们用这种方法对 co2 吸收塔某补强圈检查孔 泄漏进行堵漏 ,半小时即完成任务 。213挤压堵漏焊接对于那些易燃、易爆 、现场不能直接动火烧焊的泄前言1在大化肥生产过程中 ,其设备和管系大部分是在高温高压下操作 ,有时会因超温超压引起内部介质向 外泄漏 。这些泄漏流体都属于易燃易爆的有毒物质 , 这不仅会造成原料和能源的大量损失 ,甚至还会引起 火灾 、爆炸 ,威胁人身和设备安全 ,导致生产无法进行 , 被迫停车 。这种被迫停车卸压以消除泄漏要占去很多 生产时间 ,经济损失是巨大的 。如何有效 、迅速 、安全 地治理生产系统中突发性的流体泄漏 ,已成为工厂节 能降耗 ,保证设备安全运行的重大课题 ,特别对大生产 单系列的大化肥装置来说 ,搞好在线堵漏 ,保证连续生 产就显得特殊重要 。自 1992 年我公司大化肥生产设备试车以来 ,经过 几年的实践和探索 ,初步掌握了一些在线堵漏的技术 。 对于局部的 、简单的 、低温低压泄漏 ,我们以焊接堵漏 的方法进行处理 ; 对大直径的高温高压泄漏以夹具带 压堵漏技术进行处理 ,收到了比较满意效果 。焊接堵漏2211短管引压堵漏焊接我们所碰到的泄漏事故中有这样的现象 : 管线设 备上的压力表 、排放导淋管 、低压蒸汽管在其管根部断第 2 期施工与焊接19漏点 ,同时设备管线的缺陷处又具有一定的金属厚度的 ,我们采用挤压堵漏焊接法 ,通过防爆工具 ( 榔头 、凿 子等) ,将金属厚层挤进漏缝 ,用冲击力使得管材金属 塑性变形 ,以达到切断泄漏的目的 。如天然气处理厂的天然气管线出现泄漏 ,压力为318m pa ,不能动火 ,我们用钢质工具进行挤压后辅以 玻璃钢胶粘接 ,消除了隐患 。214 直接堵漏焊接采用边焊边挤压的方法焊接与挤压交替进行 ,逐 渐缩小泄漏口径 ,最终达到切断泄漏源的目的 。1993 年 9 月 , 我公司某直径为478 12 的天然 气管线一焊口裂开 ,长 312 mm 的环焊缝 ,裂缝占周长 的 40 % ,管内天然气压力为 017m pa ,造成大量的天然 气喷泄而出 ,我们迅速制造了大块补强板与管线泄漏 处贴合 ,将天然气压力降为 012m pa 后 ,对补强板周边进行焊接 。首先在远离裂缝的地方先焊 ,采用特制的 楔铁压紧补强板与管线的间隙 ,迫使天然气向开放的 另一处排放 。由于是在天然气易着火的苛刻环境中进 行的焊接 ,所以我们改变了正常的烧焊操作手法 ,加大 焊接电流 ,使得烧焊时 ,电弧喷力大于泄漏压力 ,通过强制的焊接方法 ,辅助以挤压焊接法 ,逐层焊接周边收 口 ,最后再用螺栓拧紧排放口 ,再将螺栓焊死 。这样抢 修 10 小时 ,终于堵漏焊接成功 。215 对焊接堵漏的几点体会带压焊接堵漏 ,本身的操作条件有别于制作安装 时的技术和环境条件 。因此在执行操作规范的同时 ,还需考虑现场的压力 、温度 、介质 、管材等各种因素 ,而采取相应有针对性的措施 。(1) 首先是新增设的材料材质必须符合原有管材 的材质压力等级 , 焊接材料必须与原有管材相对应 。 如对于 20 # 碳钢管水蒸汽管线 , 应先用 j 422 焊条打 底 ,再用 j 507 焊条焊牢 。因 j 507 焊条对汽水敏感性 强 ,烧焊时易产生气孔 。甚至会因出现淬硬倾向而产 生裂纹 ,影响焊接质量 ;而 j 422 焊条对汽水敏感性小 , 又符合母材要求 。(2) 另外 ,耐热钢焊条属碱性 ,对汽水敏感 。直接 用这种焊条焊耐热钢管时 ,操作困难 ,易产生气孔 ,所 以我们尝试着先用 j 422 焊条打底 ,而后再用耐热钢焊 条烧焊 ,效果不错 。(3) 在焊接手法上 ,对壁厚 5 mm 以下的管宜采用 小电流 ,电弧方向偏向新增短管的加强板 ,焊接熔深不 宜超过 2 mm ,所以应经过测定确认壁厚之后 , 再进行 带压焊接是安全的 。夹具带压堵漏3311 原理当生产设备及管系在运行中 ,由于某种原因 ,造成 突发性泄漏时 ,可用特制专门夹具固定于泄漏部位上 ,作为固定密封剂的外套 ,防止密封剂外溢 ,以便构成新 的密封空间 。用密封剂射枪在高于泄漏介质系统压力 下将密封剂压入密封空间 ,使注入密封剂的压力与泄 漏介质系统压力相抗衡 ,并维持一定温度 ,促使密封剂 迅速固化 ,于是构成一个新的密封结构 ,最后消除介质的泄漏 。312 密封剂密封剂是直接对泄漏介质与外界隔绝的粘结剂 , 它具有化学稳定性 ,能耐使用温度 ,有良好的粘结力 , 质地密实 ,不透性强 ,固化后强度高 ,并能满足技术操作中注入填充迅速固化等要求 。密封剂的选择与配制 要根据泄漏点部位的压力 、温度和介质腐蚀情况的不 同而选取 。它是具有热塑性 、热固化性质的高分子化 合物 。如环氧树脂的特点是粘结力强 ,固化后强度也 高 ,但固化后易发脆 ,需添加适量的增韧剂 。还有酚醛树脂 、呋树脂 、硅酮树脂 、聚酯树脂等可以根据具体 情况进行复合配制 ,改变性能 ,以适应各种堵漏要求 。 我单位主要用的是化工部指定不停车带温带压密封剂 ,型号为 hb 1 至 hb 14 。313 夹具的设计原则(1) 夹具应能承受泄漏介质和注入密封剂时的压 力 ,并应有足够的强度 。同时为了防止注入密封剂时 夹具变形 ,使密封剂外溢 ,它还应有一定的刚度 。(2) 为了包容密封剂 ,夹具与泄漏部位外表面之间 需要一个封闭的密封腔 。其宽度大小应能完全遮盖泄漏部位 , 腔的高度 , 即覆盖密封剂的厚度与介质的温 度 、压力 、泄漏孔的大小有关 ,一般为 510 mm 。(3) 为防止密封剂外溢 ,夹具与泄漏部位外表面的 连接部位间隙应尽量小 ,一般为 011015 mm ,控制好 夹具止口根部与法兰外径的配合间隙 ,起再次密封的作用 。(4) 注胶孔的数量应考虑顺利的注胶并充满整个 密封腔 ,同时要考虑操作时易于排气和排放泄漏介质 。(5) 夹具装在泄漏部位 ,必须是剖分的 ,根据夹具 的大小和现场实际可作成二等分 、三等分 、四等分 ,当支耳刚度足够时 ,等分越多 ,越不易变形 ,也可以设计 成特殊的局部夹具 。(6) 由于带压密封技术 ,接触到较高温度的介质 ,管道技术与设备2001 年20夹具在较高的温度条件下工作 ,夹具和螺栓的许用应力应是实际工作温度下的许用应力 ,设计温度为工艺 操作温度 。(7) 设计压力 p 的选择 ,或取泄漏介质系统压力 ,或取夹具上注胶压力 , 取其大者 , 但注射压力控制在50m pa 以下为宜 。314对夹具带压堵漏的几点体会(1 ) 必须正确选择好密封剂 , 对铵液和 尿 液 用hb 14 和 hb 8 密封剂混合使用效果好 ,配比为 1 2 ;对水和蒸汽用 hb 14 和 hb 3 密封剂 ,混合使用 成功率高 ;对工艺气体选用 hb 14 和 hb 13 密封剂混合使用 ,效果显著 。(2) 夹具支耳刚度设计尤为重要 , 特别是对大直 径 、高温高压工况 ,一定要满足刚度要求 ,要考虑焊缝 系数的影响 。(3) 对大直径法兰之间空腔大的堵漏 ,应以钢板块 充填在夹具腔内 ,可节省抢修时间和密封剂的用量 。(4) 甲铵液体和密封剂起反应 ,会加速壳体法兰螺 栓的腐蚀 ,慎用带压堵漏 。(5) 对高温高压大直径法兰泄漏 ,采用整体堵漏比局部堵漏更安全可靠 。因为 ,带压堵漏的注射压力大 于泄漏压力 ,在开始注胶时泄漏间隙和泄漏有所增加 , 堵漏是用更大的密封压力在新的密封腔中 ,增设新的 密封防线 ,所以要全面考虑相关零部件的强度是否足够 。(6) 密封剂在使用前预热到 70 80 , 以增加注 胶的流动性 。315 实际效果从 1992 年我公司大化肥装置试投产以来 ,我们进 行了 80 余次的带压堵漏 ,特别是对 100 e09 ( 转化蒸汽过热器) 、100 r6 ( 2 号合成塔) 及 100 e11 ( 工艺气换热器) 等大直径易燃易爆的高温高压介质进行的堵漏非 常成功 ,避免了装置停车造成的损失 ,经济效益和社会 效益都相当可观 。带压堵漏的整个过程不停车 、不动火 、不降温降压 、不破坏原来结构 ,不沾污工件 ,泄漏部 位表面不需复杂处理 , 施工短 、人员少 、费用低 、效果 好 ,为我单位创无泄漏工厂和装置的安稳长满优做出了贡献 。( 收稿日期 : 2000 年 12 月 24 日)(上接第 17 页)降低了施工作业的成本和劳动强度 ,确保了管道输送在施工作业中的正常运行 ,创造了良好的经济效益和 社会效益 。图 3 开孔设备的连接安装不停输开孔封堵设备在管道输送中的应用管道输送不停输开孔封堵设备在国内数十家燃气 公司和石化单位的使用证明 ,其结构设计