密封技術(shù)第五章-注劑式帶壓密封

第五章注劑式帶壓密封

9/24/2024帶壓密封，也稱帶壓堵漏或不停車堵漏，是指在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)泄漏后，在無須停車與降低操作壓力及溫度的情況下而進(jìn)行的密封操作，即實(shí)現(xiàn)不停車密封。

9/24/2024一、基本原理第一節(jié)基本原理和方法

9/24/2024二、帶壓密封所用的注劑工器具帶壓密封工程施工作業(yè)的注劑工器具包括注劑槍、液壓泵、液壓膠管、壓力表、快換接頭、注劑閥、注劑接頭、C形卡具、緊帶器、防爆工具等。

圖5-2注入密封注劑的主要工具

9/24/2024三、密封方法（一）法蘭的密封

1.整體密封

即用液壓泵及注劑槍將整個(gè)法蘭同夾具之間的所有間隙全部注滿密封注劑。

9/24/20242.局部密封

即用特制的U型金屬隔片將泄漏部位隔開，再向被隔開的局部區(qū)域范圍注射密封注劑，以此封住發(fā)生泄漏的部位。這種局部注射密封法只限于低壓法蘭，特別是較大直徑的低壓法蘭使用。

9/24/20243.法蘭密封的程序（2）選定夾具的形式、注劑接頭的安裝位置和數(shù)量。

夾具主要有以下三種形式。

（1）選擇密封注劑型號(hào)和用量。

①鋼帶

由不銹鋼扁帶加鋁帶（厚度大約為1.2～1.5mm）組成，借助專門的拉緊器將鋼帶緊密地箍緊在法蘭縫隙外圍。

這種鋼帶適用于壓力不大于2MPa，法蘭間隙不大于8mm且外圓平齊的法蘭密封。

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②金屬絲或條（如軟銅線或條）用手或簡(jiǎn)單工具將金屬絲或條緊密地填入法蘭縫隙，并用鏨子鏨填縫隙而密封。這種方法適用于壓力小于2.5MPa、法蘭間隙小于5mm的法蘭密封。9/24/2024它是根據(jù)法蘭的使用溫度、壓力及各部分尺寸而設(shè)計(jì)的具有足夠機(jī)械強(qiáng)度的夾具，其按角度標(biāo)記安裝在被密封的法蘭縫隙外圍。這種夾具可以是兩個(gè)剖分的半環(huán)，也可是剖成幾塊組合而成。③金屬環(huán)形夾具它適用于壓力大于2MPa，兩法蘭面間隙大于8mm或法蘭間隙雖然小于8mm，但法蘭上不適宜鉆注入孔的法蘭密封。

9/24/2024注劑接頭是將注劑槍與法蘭或夾具進(jìn)行連接（它們之間均采用螺紋連接）并向內(nèi)注入密封注劑的部件。（3）裝設(shè)注劑接頭接頭上裝設(shè)一個(gè)小型旋塞閥。注射施工前將旋塞閥打開，以排放泄漏介質(zhì)。密封注劑注射完后關(guān)閉旋塞閥，達(dá)到封閉狀態(tài)。因此，注劑接頭既起注入作用，也起排放作用。9/24/2024當(dāng)采用鋼帶密封時(shí)，鋼帶已將法蘭外圍封閉，所以注劑接頭就安裝在法蘭各個(gè)螺栓的一端。安裝時(shí)，拆下一個(gè)螺母，將注劑接頭的一端裝入螺栓（對(duì)環(huán)形接頭再將螺母擰入，壓在其下；對(duì)于角形接頭則直接與螺栓螺紋連接，裝于頭部），而另一端則與注劑槍連接，這樣，密封注劑通過注劑接頭的環(huán)形空隙，再經(jīng)過螺紋連接的環(huán)周縫隙注入法蘭面之間的所有間隙。

9/24/2024圖5-10中的專用C形卡具，是在注射施工完成后，為了安全地拆卸工作壓力下的螺母，在拆前安裝于相鄰螺栓之間，用以加固法蘭。9/24/2024當(dāng)用金屬絲（或條）填充法蘭間隙時(shí)，注劑接頭則裝于法蘭外圍的每?jī)蓚€(gè)相鄰螺栓之間的位置上，其中心線與法蘭面成一夾角（圖5-7）。事先在法蘭上鉆盲孔并攻螺紋，等裝上注劑接頭后再通過接頭孔用長(zhǎng)鉆頭鉆透。之后，各個(gè)注劑接頭都起到排放介質(zhì)的作用，如圖5-11所示。9/24/2024對(duì)于環(huán)形金屬夾具，由于其在設(shè)計(jì)制造時(shí)已考慮了連接螺紋，帶壓密封操作時(shí)只需將注劑接頭直接擰上即可。

（4）密封注劑的注入夾具裝好后連接液壓泵、注劑槍及注劑接頭，并將選好的密封注劑注入注劑槍體內(nèi)。如果環(huán)境溫度較低，此時(shí)密封注劑較硬，難于流動(dòng)，不易注入，而需將其加熱到50～60℃，增加它的流動(dòng)性。注射密封注劑時(shí)從泄漏點(diǎn)背側(cè)開始，從兩側(cè)交替向泄漏點(diǎn)合圍。密封注劑用量按密封間隙的容積分別由每個(gè)接頭均勻注入。密封注劑的固化時(shí)間即是每個(gè)接頭注入的時(shí)間間隔。最后在泄漏點(diǎn)處注入并一次堵死。此時(shí)，泄漏一旦停止，應(yīng)終止注射，以免密封注劑注入到管道或設(shè)備中。如果一次密封未成功，還需在相應(yīng)接頭處鉆透并重新注入密封注劑。9/24/2024單點(diǎn)注射密封注劑時(shí)，液壓泵的壓力不大于34.5MPa；多點(diǎn)連續(xù)注射時(shí)，壓力不大于20.7MPa，或在高壓情況下不超過系統(tǒng)壓力6.9MPa。注射時(shí)，如果液壓泵上的壓力表壓力指示只升不降，則表示密封注劑已注射完畢，關(guān)上液壓泵。注射完畢后，每個(gè)注劑接頭的旋塞均應(yīng)在結(jié)束帶壓密封操作時(shí)關(guān)閉，不拆卸夾具，讓其一直保持到系統(tǒng)大修。拆下后的注劑接頭可再用，夾具或法蘭上的螺孔應(yīng)擰上金屬絲堵。9/24/2024（二）管道、三通及彎頭的密封

管道、三通及彎頭的帶壓堵漏密封方法，除夾具采用盒式夾具外，密封注劑的選用及注射方法均與法蘭密封相同。盒式夾具是按照使用壓力、溫度及介質(zhì)而設(shè)計(jì)制作的承壓護(hù)料夾具。它將產(chǎn)生泄漏的三通、彎頭、直管或焊口的泄漏部位完全包起來。操作時(shí)，選擇管件上的平滑表面作為與夾具接合部位的密封面。然后，向夾具與管件密封面的溝槽中注入密封注劑。注劑接頭的安裝位置必須根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)的大小、方便注射操作等實(shí)際情況加以考慮確定。9/24/2024（三）閥門填料的密封

1.裝設(shè)注劑接頭

首先對(duì)其產(chǎn)生泄漏的填料函壁厚進(jìn)行測(cè)量，然后在其壁上打一與注劑接頭孔尺寸相配的盲孔，并攻絲，再裝上注劑接頭，打開旋塞后用長(zhǎng)鉆頭將盲孔鉆透，如圖5-12所示。

此時(shí)應(yīng)對(duì)填料函的壁厚及連接注劑接頭的螺紋強(qiáng)度加以考慮。如閥門過小，填料函壁厚太薄，則不能直接裝設(shè)注劑接頭，而需要采用專用的C形卡具。9/24/20242.C形卡具

C形卡具本身即是一個(gè)帶注劑接頭的專用卡具，如圖5-13所示。圖5-13C形卡具將此卡具卡在填料函外側(cè)，并通過頂絲注射嘴的內(nèi)孔用長(zhǎng)鉆頭將閥門填料函壁鉆透，然后再注入密封注劑。采用C形卡具，這樣既能保證填料函強(qiáng)度，同時(shí)也簡(jiǎn)化了裝設(shè)注劑接頭的程序，因而特別適用于小型閥門填料函的密封。9/24/20243.對(duì)其他特殊形狀部位的泄漏（如斜三通或閥體等），可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)制造相應(yīng)的專用夾具。閥門填料函密封之后，如果閥門開閉頻繁，工作一段時(shí)間后仍可能發(fā)生泄漏，但只需將注劑槍接上再注射一次，立即消除泄漏，非常簡(jiǎn)便。9/24/2024第二節(jié)密封注劑

一、密封注劑的品種與性能1.熱固化型密封注劑

其組成為：橡膠類有機(jī)材料+無機(jī)材料+助劑，如RGM-1、RGM-2、RGM-3、RGM-4、RGM-5。這類密封注劑是一種在一定溫度下經(jīng)過一定的時(shí)間后，由于組成物中固化劑的作用，致使密封注劑具有一定強(qiáng)度、彈性、耐熱性以及耐工藝介質(zhì)等性能的密封注劑。其固化性能與固化時(shí)間、溫度的關(guān)系曲線如圖5-14所示。此圖顯示了一種密封注劑在150℃，經(jīng)過大約2min時(shí)間后，其曲線陡降，而黏度急劇增大，即表示開始固化。大約6min，曲線變化明顯減緩，這說明固化接近尾聲，并且之后曲線逐漸趨于不再變化，此時(shí)說明固化基本完成。圖5-14熱固化型密封注劑的固化性能曲線9/24/20242.非熱固化型密封注劑

其組成為：樹脂類有機(jī)物+助劑，如FGM-1、FGM-2、FGM-6；或油脂類有機(jī)物+無機(jī)材料+助劑，如FGM-3、FGM-4、FGM-5。與熱固化型密封注劑不同，非熱固化型密封注劑中不含有固化劑成分，而是靠本身具有的各種性能起密封作用。9/24/2024二、密封注劑的選用密封注劑選用的主要依據(jù)是被密封介質(zhì)的溫度和性質(zhì)，如果選擇不合適，就達(dá)不到預(yù)期的密封效果，或者根本就是失敗。密封注劑的具體選用情況參見表5-1。原則（1）選用的密封注劑，其質(zhì)量指標(biāo)必須符合表5-2的規(guī)定。9/24/2024（2）當(dāng)根據(jù)泄漏介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)選擇密封注劑時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：①泄漏介質(zhì)應(yīng)在密封注劑使用說明書規(guī)定的耐介質(zhì)范圍內(nèi)；②混合物泄漏介質(zhì)的每一組分，都應(yīng)包含在密封注劑使用說明書規(guī)定的耐介質(zhì)范圍內(nèi)；③未固化的密封注劑與泄漏介質(zhì)不發(fā)生溶解和破壞；④非熱固化型密封注劑在泄漏介質(zhì)溫度條件作用下，不得發(fā)生溶解和破壞。9/24/2024（3）當(dāng)根據(jù)泄漏介質(zhì)系統(tǒng)的溫度選擇密封注劑時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：①泄漏介質(zhì)的溫度，應(yīng)在密封注劑使用說明書規(guī)定的適用溫度范圍內(nèi)；②宜選用在泄漏介質(zhì)系統(tǒng)溫度下可完全固化的熱固化型密封注劑品種；③低溫泄漏介質(zhì)應(yīng)選擇玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低的密封注劑品種。9/24/2024（4）當(dāng)根據(jù)夾具安裝間隙選擇密封注劑時(shí)，選用的密封注劑除應(yīng)符合以上原則外，尚應(yīng)選擇注射壓力低的密封注劑。選擇時(shí)還需要注意到，一般情況下，耐高溫的密封注劑比一般的密封注劑價(jià)格高2～3倍。所以，就價(jià)格方面而言，若裝置系統(tǒng)溫度較低時(shí)，應(yīng)盡可能不選用耐高溫的密封注劑。還有，對(duì)于使用在食品、電力等方面的密封注劑，需考慮到密封注劑是否有污染和是否應(yīng)具有電絕緣性能等。9/24/2024三、密封注劑的使用方法（1）密封注劑的規(guī)格應(yīng)與注劑槍的注劑腔規(guī)格配套。（2）當(dāng)環(huán)境溫度或泄漏介質(zhì)系統(tǒng)的溫度低于密封注劑的注射溫度要求時(shí)，應(yīng)對(duì)密封注劑采取預(yù)熱措施，或?qū)ψ?、注劑閥、夾具采取加熱措施。（3）密封注劑的預(yù)熱溫度應(yīng)低于其固化溫度。（4）對(duì)密封注劑可按下列方法進(jìn)行預(yù)熱：①選用密封注劑預(yù)熱儀進(jìn)行預(yù)熱；②可將密封注劑放在熱水中進(jìn)行預(yù)熱；③可將密封注劑放置在溫度低于密封注劑的固化溫度的設(shè)備壁面上預(yù)熱；④可用蒸汽直接對(duì)密封注劑進(jìn)行預(yù)熱。（5）注劑工器具可按下列方法加熱：①可放置在有一定溫度的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備壁面上加熱；②現(xiàn)場(chǎng)有蒸汽或熱風(fēng)等連續(xù)熱源的，可對(duì)夾具、注劑閥及注劑槍的注劑腔部分直接加熱。（6）當(dāng)泄漏介質(zhì)溫度高于475℃時(shí)，應(yīng)選擇水、空氣或飽和水蒸氣等對(duì)注劑槍的注劑腔部位進(jìn)行降溫處置。9/24/2024第三節(jié)帶壓密封的安全施工一、施工中的受力影響1.法蘭鉆孔產(chǎn)生的附加應(yīng)力如果采用鋼帶或者軟金屬絲作護(hù)料夾具時(shí)，要在法蘭周圍鉆孔以安裝注劑接頭。而鉆孔將對(duì)法蘭產(chǎn)生局部的附加應(yīng)力，據(jù)有關(guān)資料介紹，因?yàn)殂@注入孔而引起的平均應(yīng)力值約為原螺栓孔的10%，局部應(yīng)力值接近原孔應(yīng)力值。當(dāng)法蘭直徑愈大時(shí)，產(chǎn)生的這種附加應(yīng)力愈小。所以，一般認(rèn)為鉆注入孔而引起的附加應(yīng)力對(duì)法蘭強(qiáng)度影響并不大，?？珊雎圆挥?jì)。9/24/20242.密封注入力的影響密封注劑是通過液壓泵工作時(shí)產(chǎn)生的高壓注入到兩法蘭密封面之間并充滿墊片與夾具之間的空隙的，密封注劑在內(nèi)壓和注入壓力的作用下，最終使螺栓的受力增大。某些情況下，螺栓應(yīng)力增加的幅度可達(dá)密封前的30%左右。9/24/2024二、安全施工注意事項(xiàng)（1）帶壓密封是在生產(chǎn)系統(tǒng)仍在運(yùn)行，系統(tǒng)中有溫度、壓力，泄漏介質(zhì)或易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)、有毒，甚至?xí)写罅拷橘|(zhì)噴出等情況下進(jìn)行的，施工時(shí)有一定的危險(xiǎn)，因而要求施工人員比較熟悉生產(chǎn)狀況，并需經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練。（2）施工前，技術(shù)人員必須根據(jù)實(shí)際情況制定嚴(yán)密而完整的施工方案，設(shè)計(jì)制造適用的具有足夠強(qiáng)度的夾具，并慎重選擇理想的密封注劑。（3）操作時(shí)，合理確定注入孔位置，使用正確的鉆孔方法和注射工藝方法，不能盲目加大注入壓力，否則會(huì)使裝置緊固件產(chǎn)生附加應(yīng)力并急劇增大。9/24/2024（4）所有的泄漏形式并非都可以采用帶壓密封技術(shù)對(duì)其密封。如因?yàn)榫o固件損壞造成連接部位泄漏，焊接缺陷造成焊縫的大面積泄漏，連接件失去連接強(qiáng)度或零部件被嚴(yán)重腐蝕、出現(xiàn)裂紋、裝配不當(dāng)、螺栓材質(zhì)低劣或其材質(zhì)不明引起的泄漏等等，一般情況下不能采用這類密封方法。（5）對(duì)于反復(fù)注射的密封，次數(shù)多達(dá)五次以上而仍不能密封時(shí)，需對(duì)情況做出重新評(píng)估。對(duì)材料級(jí)別較低的（如軟鋼等）緊固件（包括連接件），應(yīng)考慮其連接強(qiáng)度可能達(dá)不到要求，特別是這種材料作為螺栓材質(zhì)的四螺栓法蘭連接而進(jìn)行帶壓密封施工時(shí)，需引起重視，一般只許注射一次。（6）裝設(shè)夾具及用填隙鑿作業(yè)時(shí)，要注意不能增加法蘭面的附加力。填隙只能在夾具上進(jìn)行