带压堵漏技术的研究现状及应用

胡立

(西南石油大学，四川成都610500)

带压堵漏技术的研究现状及应用

胡立

(西南石油大学，四川成都610500)

介绍了带压堵漏技术工作原理与特点，概述了该技术的研究现状与发展，带压堵漏由夹具、密封剂、专用注剂工具和操作方法4部分内容组成。其中，密封剂和夹具是这项技术的关键技术环节，密封剂性能应满足耐介质性、耐热性、适宜的固化时间、密封空间内残余收缩量要小，最好能不收缩等要求。结合带压堵漏技术在某炼油厂的实际应用，证明了价值所在，指出了带压堵漏包括对有关人员专门的培训、制定详尽的安全施工措施、配戴安全防护用品和在高空作业架设带防护栏的防滑平台等安全注意事项。带压堵漏技术还不够完善，有待进一步研究和提高，提出了一些可操作性的建议。

带压堵漏 夹具 密封剂 应用

带压堵漏［1］是一项先进的设备维修技术，是指在生产系统中的介质泄漏后，在无需停车和降低操作压力和温度的情况下进行的密封操作。随着化工企业对环境污染、节能减排以及安全运行要求的不断提高，堵漏工作越来越受到重视。由于腐蚀、安装、选材、生产波动、误操作等因素的影响，常造成设备、管道、阀门等处发生泄漏，带压堵漏能够安全可靠地消除泄漏，减少介质泄漏量，降低泄漏引起灾害的可能，避免停车检修带来的重大损失，确保生产安全、稳定、长周期地运行。

1 带压堵漏技术的原理与特点

1．1 基本原理

在生产运行设备装置上的法兰、管道、阀门等部位，因各种原因造成泄漏时，泄漏介质处于带温、带压和向外喷射流动状态。可利用泄漏部位原来的密闭空腔，或者在泄漏部位上建立一个封闭的空腔，采用大于介质系统压力的推力，将具有塑性、固化性、能耐泄漏介质和温度的密封剂注入并充满封闭空间，堵塞泄漏孔洞和通道由于密封剂在一定的条件下，可迅速固化，泄漏即被阻止，建立一个新的可靠的密封结构，达到消除泄漏的目的。基本原理如图1所示。

图1 带压堵漏原理示意Fig．1 Pressure seal principle 1-泄漏介质;2-夹具;3-旋塞;4-注射接头; 5-注射枪;6-密封剂;7-柱塞

1．2 技术特点

带压堵漏技术能够安全有效地消除泄漏，为企业带来显著的经济效益。该项技术已经受到越来越多企业的重视和应用。其主要技术特点［2］:

(1)实现不停车、带温带压堵漏，确保生产照常进行，经济效益显著。

(2)堵漏操作过程不动火，安全可靠。

(3)适用性广，适应性强，可用于300多种介质的泄漏，施工前无需对泄漏部位进行处理，不破坏原有的密封结构。

(4)带压堵漏属于临时措施，不宜长期使用，但具有良好的可拆性。

(5)堵漏操作时间短，消除泄漏快，一般可在几小时内完成堵漏作业。

2 研究现状与发展趋势

带压堵漏技术的研究始于19世纪20年代，英国费曼奈特有限公司首次提出了带压堵漏的概念，他们将带压堵漏技术视为一项先进的设备维修技术，认为具有很好的发展前景，随后经过逐步的研发和应用，证实了该技术处理泄漏的优越性。20世纪60年代开始在英、法、德等发达国家得到了迅速发展，进入20世纪70年代，在理论上、技术上都有很大提高，尤其是在封堵介质、夹具设计、密封剂的研究上取得了显著的提高，从最初只能封堵少量的非高温高压介质到现在已经能够封堵300多种介质，温度从-195～900℃，压力从真空～60 MPa。堵漏夹具呈现多样性，研究出的各种密封剂能承受越来越多的泄漏介质和苛刻条件。

文献［3］指出国内研究应用带压堵漏技术较晚，以前经常采取补焊、打木桩、打卡子、停车检修等方法处理泄漏，然而这些方法存在诸多弊端，随后于20世纪80年代开始研发这项技术，兰化研究院于1986年受国家经委和中石化总公司委托，成功研发了这项技术，已经形成了一整套带压堵漏技术。此项技术发展迅速，在许多行业的推广应用愈发广泛。文献［4］研究了面向对象的带压堵漏夹具设计方法，可以根据泄漏介质温度、压力以及现场实际测绘的相关数据等参数，由夹具设计计算软件完成计算，初步实现了夹具设计的智能化。这将有利于缩短夹具设计时间，加快消除泄漏，减少泄漏量。但该文献只对法兰夹具做了研究，对直管、弯管、三通等一系列夹具的设计尚有待进一步研究。国内密封剂的研究与国外相比存在一定差距，承压承温能力都比国外产品弱，需要不断开发新材料组分的密封剂，解决更加复杂的泄漏情况。目前，全国锅炉压力容器标准化技术委员会与各相关单位合作，已经完成了GB/ T26467-2011《承压设备带压密封技术规范》、GB/ T26468-2011《承压设备带压密封夹具设计规范》和GB/T26556-2011《承压设备带压密封剂技术条件》的起草工作，2011年12月1日这3项国家标准正式发布实施。国内的带压堵漏技术正逐渐向规范化、标注化和智能化发展。

3 带压堵漏的关键技术

带压堵漏技术由夹具、密封剂、专用注剂工具和操作方法4部分内容组成。其中，密封剂和夹具是这项技术的关键技术环节。

3．1 密封剂

密封剂是带压堵漏技术的关键技术之一，它由具有热固化性质的高分子材料及其他辅料组成，以固体形态存在的物料。它是接触泄漏介质的第一道防线，是抵抗泄漏介质化学及物理破坏的有效密封材料，既要耐介质、温度，又要能承受一定的压力。密封剂的性能［4］应满足以下要求:

(1)耐介质性:应不溶于为其所堵的介质，化学稳定性要好。

(2)耐热性:堵漏密封后的耐温性要好，在工作温度范围内不挥发、不分解，保证在堵漏有效期内不发生泄漏。

(3)密封剂要有适宜的固化时间，以满足堵漏施工的要求。

(4)密封剂在密封空间内残余收缩量要小，最好能不收缩。

(5)密封剂要有良好的塑性、流动性和填充性，以便注射时很容易地充满整个注射空间。

(6)密封剂易于清除，无腐蚀性，不污染被堵介质，无毒，易保存。

密封剂根据在受热条件下的特性，分为热固化和非热固化两种类型。热固化类密封剂流动渗透性好;非热固化类密封剂封堵性能好，但流动性差。在不同的条件下，选择合适的种类使用，有时甚至组合使用，会达到较好的效果。尽管密封剂的研发和应用已经取得了一定的成果，但还有待研究人员进一步研究，以适应更多的介质、更大的温度和压力使用范围。

3．2 夹 具

夹具也是带压堵漏技术的重要组成部分之一。夹具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。在带压堵漏技术应用中，许多工作量都是围绕着夹具的构思、设计、制作来进行的。夹具的作用是包容住密封空腔内的密封剂，防止密封剂外溢，并且承受注剂枪产生的注剂压力以及泄漏介质压力，提供了密封和强度保证。夹具常用的结构形式主要有法兰夹具、直管夹具、弯头夹具、三通夹具等。

4 带压堵漏技术的应用及注意事项

某炼油厂于2008年引进了带压堵漏技术，已应用带压堵漏技术对各种管道、法兰、阀门等泄漏部位进行封堵100多次，及时消除了泄漏，多次避免了非计划停车，挽回经济损失数百万RMB¥。2010年8月，该炼油厂催化装置减温减压器处的法兰密封面发生高温高压蒸汽泄漏，该厂立即组织技术人员进行带压堵漏，避免了高质量蒸汽的大量泄漏，保证了生产正常运行。

泄漏介质大多是带温、带压、有毒有害的流体，甚至是易燃易爆的危险介质，带压堵漏施工有很高的危险性。参考文献［1］结合调研情况，列出以下几点安全注意事项:

(1)带压堵漏人员应经过专门的培训，考核合格后方可进行施工操作。

(2)施工前要勘查现场，组织现场测绘，制定详尽的安全施工措施。

(3)施工人员应全面了解泄漏介质及其物化性质，特别是有毒有害、易燃易爆的介质的物化性质。

(4)施工人员必须遵守防火、防爆、防静电、防烫伤等国家有关规定，施工时必须配戴安全防护用品。

(5)在坠落高度基准面2 m以上进行带压堵漏施工时，必须遵守高空作业的国家标准，架设带防护栏的防滑平台。

5 结束语

(1)加强堵漏管理，每次都要做好泄漏统计工作，便于以后找出规律，总结经验，进一步完善堵漏技术，制定相关的技术规范。

(2)堵漏工作要及时有效，尽量减少泄漏介质的损失、环境污染及经济损失等。

(3)提高认识，重视各种介质的泄漏，认真做好各项堵漏前的准备工作，如现场勘测，了解泄漏部位和介质的情况等，若对泄漏介质了解错误，可能造成严重的事故。

(4)准确计算密封空腔的体积，避免因为密封剂用量偏少，未能充满整个密封空腔，造成堵漏作业后密封剂少部分流动又发生泄漏的情况。

(5)对堵漏施工的危险性进行等级划分，综合考虑泄漏介质温度、压力等物化参数、泄漏部位、泄漏周边环境等因素，划分堵漏施工危险等级，使堵漏施工人员对堵漏的危险情况有较为明确的认识。

［1］ 胡忆沩．注剂式带压密封技术［M］．北京:机械工业出版社，1998:3-10．

［2］ 嵇民华．“带压堵漏”技术与应用［J］．上海化工，1999，24 (8):16-19．

［3］ 黄志明．带压堵漏的关键技术［J］．福建化工，2003(3): 50-55．

［4］ 李鑫，杨梅，胡忆沩．面向对象的带压密封夹具设计方法研究［J］．润滑与密封，2010，35(8):88-90．

(编辑 王菁辉)

Abstract:The working principles，characteristics of online leak sealing technology are introduced，and the status-quo and development of the technology are reviewed．The clamps，sealant and agent injector and their operating instructions are described．Sealant is the critical part of the technology，which shall have good adaptability to different media，good heat resistance performance，proper solidifying time and minimized residue concentration in sealing space．The commercial application of online leaking sealing technology in a refinery proves that it is a good technology for refinery operation．For application of this technology，the operating people should be trained，detailed safe construction measures be specified，safety protection tool be provided，and protection rail and platform be available for high-air operation．As online leak sealing technology is not perfect，further development and improvement are required．The online leak sealing should be performed effectively in a timely manner，and some operable recommendations are proposed．

Keywords:online leak sealing，clamp，sealant，application

Online Leak Sealing Technology and Application

Hu Li
(Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500)

TQ086．3

A

1007-015X(2012)05-0057-03

2012-04-16;修改稿收到日期:2012-06-25。

胡立(1984-)，西南石油大学化工过程机械专业，在读研究生。E-mail:48209838@qq．com。