密封技术第五章-注剂式带压密封

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第五章注剂式带压密封6/20/2022

1带压密封，也称带压堵漏或不停车堵漏，是指在发现现场生产系统中的介质泄漏后，在无须停车与降低操作压力及温度的情况下而进行的密封操作，即实现不停车密封。6/20/2022

2一、基本原理第一节　基本原理和方法6/20/2022

3二、带压密封所用的注剂工器具带压密封工程施工作业的注剂工器具包括注剂枪、液压泵、液压胶管、压力表、快换接头、注剂阀、注剂接头、C形卡具、紧带器、防爆工具等。图5-2注入密封注剂的主要工具6/20/2022

4三、密封方法（一）法兰的密封1.整体密封即用液压泵及注剂枪将整个法兰同夹具之间的所有间隙全部注满密封注剂。6/20/2022

52.局部密封即用特制的U型金属隔片将泄漏部位隔开，再向被隔开的局部区域范围注射密封注剂，以此封住发生泄漏的部位。这种局部注射密封法只限于低压法兰，特别是较大直径的低压法兰使用。6/20/2022

63.法兰密封的程序（2）选定夹具的形式、注剂接头的安装位置和数量。夹具主要有以下三种形式。（1）选择密封注剂型号和用量。①钢带由不锈钢扁带加铝带（厚度大约为1.2～1.5mm）组成，借助专门的拉紧器将钢带紧密地箍紧在法兰缝隙外围。这种钢带适用于压力不大于2MPa，法兰间隙不大于8mm且外圆平齐的法兰密封。6/20/2022

7②金属丝或条（如软铜线或条）用手或简单工具将金属丝或条紧密地填入法兰缝隙，并用錾子錾填缝隙而密封。这种方法适用于压力小于2.5MPa、法兰间隙小于5mm的法兰密封。6/20/2022

8它是根据法兰的使用温度、压力及各部分尺寸而设计的具有足够机械强度的夹具，其按角度标记安装在被密封的法兰缝隙外围。这种夹具可以是两个剖分的半环，也可是剖成几块组合而成。③金属环形夹具它适用于压力大于2MPa，两法兰面间隙大于8mm或法兰间隙虽然小于8mm，但法兰上不适宜钻注入孔的法兰密封。6/20/2022

9注剂接头是将注剂枪与法兰或夹具进行连接（它们之间均采用螺纹连接）并向内注入密封注剂的部件。（3）装设注剂接头接头上装设一个小型旋塞阀。注射施工前将旋塞阀打开，以排放泄漏介质。密封注剂注射完后关闭旋塞阀，达到封闭状态。因此，注剂接头既起注入作用，也起排放作用。6/20/2022

10当采用钢带密封时，钢带已将法兰外围封闭，所以注剂接头就安装在法兰各个螺栓的一端。安装时，拆下一个螺母，将注剂接头的一端装入螺栓（对环形接头再将螺母拧入，压在其下；对于角形接头则直接与螺栓螺纹连接，装于头部），而另一端则与注剂枪连接，这样，密封注剂通过注剂接头的环形空隙，再经过螺纹连接的环周缝隙注入法兰面之间的所有间隙。6/20/2022

11图5-10中的专用C形卡具，是在注射施工完成后，为了安全地拆卸工作压力下的螺母，在拆前安装于相邻螺栓之间，用以加固法兰。6/20/2022

12当用金属丝（或条）填充法兰间隙时，注剂接头则装于法兰外围的每两个相邻螺栓之间的位置上，其中心线与法兰面成一夹角（图5-7）。事先在法兰上钻盲孔并攻螺纹，等装上注剂接头后再通过接头孔用长钻头钻透。之后，各个注剂接头都起到排放介质的作用，如图5-11所示。6/20/2022

13对于环形金属夹具，由于其在设计制造时已考虑了连接螺纹，带压密封操作时只需将注剂接头直接拧上即可。（4）密封注剂的注入夹具装好后连接液压泵、注剂枪及注剂接头，并将选好的密封注剂注入注剂枪体内。如果环境温度较低，此时密封注剂较硬，难于流动，不易注入，而需将其加热到50～60℃，增加它的流动性。注射密封注剂时从泄漏点背侧开始，从两侧交替向泄漏点合围。密封注剂用量按密封间隙的容积分别由每个接头均匀注入。密封注剂的固化时间即是每个接头注入的时间间隔。最后在泄漏点处注入并一次堵死。此时，泄漏一旦停止，应终止注射，以免密封注剂注入到管道或设备中。如果一次密封未成功，还需在相应接头处钻透并重新注入密封注剂。6/20/2022

14单点注射密封注剂时，液压泵的压力不大于34.5MPa；多点连续注射时，压力不大于20.7MPa，或在高压情况下不超过系统压力6.9MPa。注射时，如果液压泵上的压力表压力指示只升不降，则表示密封注剂已注射完毕，关上液压泵。注射完毕后，每个注剂接头的旋塞均应在结束带压密封操作时关闭，不拆卸夹具，让其一直保持到系统大修。拆下后的注剂接头可再用，夹具或法兰上的螺孔应拧上金属丝堵。6/20/2022

15（二）管道、三通及弯头的密封管道、三通及弯头的带压堵漏密封方法，除夹具采用盒式夹具外，密封注剂的选用及注射方法均与法兰密封相同。盒式夹具是按照使用压力、温度及介质而设计制作的承压护料夹具。它将产生泄漏的三通、弯头、直管或焊口的泄漏部位完全包起来。操作时，选择管件上的平滑表面作为与夹具接合部位的密封面。然后，向夹具与管件密封面的沟槽中注入密封注剂。注剂接头的安装位置必须根据夹具结构的大小、方便注射操作等实际情况加以考虑确定。6/20/2022

16（三）阀门填料的密封1.装设注剂接头首先对其产生泄漏的填料函壁厚进行测量，然后在其壁上打一与注剂接头孔尺寸相配的盲孔，并攻丝，再装上注剂接头，打开旋塞后用长钻头将盲孔钻透，如图5-12所示。此时应对填料函的壁厚及连接注剂接头的螺纹强度加以考虑。如阀门过小，填料函壁厚太薄，则不能直接装设注剂接头，而需要采用专用的C形卡具。6/20/2022

172.C形卡具C形卡具本身即是一个带注剂接头的专用卡具，如图5-13所示。图5-13C形卡具将此卡具卡在填料函外侧，并通过顶丝注射嘴的内孔用长钻头将阀门填料函壁钻透，然后再注入密封注剂。采用C形卡具，这样既能保证填料函强度，同时也简化了装设注剂接头的程序，因而特别适用于小型阀门填料函的密封。6/20/2022

183.对其他特殊形状部位的泄漏（如斜三通或阀体等），可根据实际需要设计制造相应的专用夹具。阀门填料函密封之后，如果阀门开闭频繁，工作一段时间后仍可能发生泄漏，但只需将注剂枪接上再注射一次，立即消除泄漏，非常简便。6/20/2022

19第二节密封注剂一、密封注剂的品种与性能1.热固化型密封注剂其组成为：橡胶类有机材料+无机材料+助剂，如RGM-1、RGM-2、RGM-3、RGM-4、RGM-5。这类密封注剂是一种在一定温度下经过一定的时间后，由于组成物中固化剂的作用，致使密封注剂具有一定强度、弹性、耐热性以及耐工艺介质等性能的密封注剂。其固化性能与固化时间、温度的关系曲线如图5-14所示。此图显示了一种密封注剂在150℃，经过大约2min时间后，其曲线陡降，而黏度急剧增大，即表示开始固化。大约6min，曲线变化明显减缓，这说明固化接近尾声，并且之后曲线逐渐趋于不再变化，此时说明固化基本完成。图5-14热固化型密封注剂的固化性能曲线6/20/2022

202.非热固化型密封注剂其组成为：树脂类有机物+助剂，如FGM-1、FGM-2、FGM-6；或油脂类有机物+无机材料+助剂，如FGM-3、FGM-4、FGM-5。与热固化型密封注剂不同，非热固化型密封注剂中不含有固化剂成分，而是靠本身具有的各种性能起密封作用。6/20/2022

21二、密封注剂的选用密封注剂选用的主要依据是被密封介质的温度和性质，如果选择不合适，就达不到预期的密封效果，或者根本就是失败。密封注剂的具体选用情况参见表5-1。原则（1）选用的密封注剂，其质量指标必须符合表5-2的规定。6/20/2022

22（2）当根据泄漏介质的化学性质选择密封注剂时，应符合下列规定：①泄漏介质应在密封注剂使用说明书规定的耐介质范围内；②混合物泄漏介质的每一组分，都应包含在密封注剂使用说明书规定的耐介质范围内；③未固化的密封注剂与泄漏介质不发生溶解和破坏；④非热固化型密封注剂在泄漏介质温度条件作用下，不得发生溶解和破坏。6/20/2022

23（3）当根据泄漏介质系统的温度选择密封注剂时，应符合下列规定：①泄漏介质的温度，应在密封注剂使用说明书规定的适用温度范围内；②宜选用在泄漏介质系统温度下可完全固化的热固化型密封注剂品种；③低温泄漏介质应选择玻璃化转变温度低的密封注剂品种。6/20/2022

24（4）当根据夹具安装间隙选择密封注剂时，选用的密封注剂除应符合以上原则外，尚应选择注射压力低的密封注剂。选择时还需要注意到，一般情况下，耐高温的密封注剂比一般的密封注剂价格高2～3倍。所以，就价格方面而言，若装置系统温度较低时，应尽可能不选用耐高温的密封注剂。还有，对于使用在食品、电力等方面的密封注剂，需考虑到密封注剂是否有污染和是否应具有电绝缘性能等。6/20/2022

25三、密封注剂的使用方法（1）密封注剂的规格应与注剂枪的注剂腔规格配套。（2）当环境温度或泄漏介质系统的温度低于密封注剂的注射温度要求时，应对密封注剂采取预热措施，或对注剂枪、注剂阀、夹具采取加热措施。（3）密封注剂的预热温度应低于其固化温度。（4）对密封注剂可按下列方法进行预热：①选用密封注剂预热仪进行预热；②可将密封注剂放在热水中进行预热；③可将密封注剂放置在温度低于密封注剂的固化温度的设备壁面上预热；④可用蒸汽直接对密封注剂进行预热。（5）注剂工器具可按下列方法加热：①可放置在有一定温度的现场设备壁面上加热；②现场有蒸汽或热风等连续热源的，可对夹具、注剂阀及注剂枪的注剂腔部分直接加热。（6）当泄漏介质温度高于475℃时，应选择水、空气或饱和水蒸气等对注剂枪的注剂腔部位进行降温处置。6/20/2022

26第三节带压密封的安全施工一、施工中的受力影响1.法兰钻孔产生的附加应力如果采用钢带或者软金属丝作护料夹具时，要在法兰周围钻孔以安装注剂接头。而钻孔将对法兰产生局部的附加应力，据有关资料介绍，因为钻注入孔而引起的平均应力值约为原螺栓孔的10%，局部应力值接近原孔应力值。当法兰直径愈大时，产生的这种附加应力愈小。所以，一般认为钻注入孔而引起的附加应力对法兰强度影响并不大，常可忽略不计。6/20/2022

272.密封注入力的影响密封注剂是通过液压泵工作时产生的高压注入到两法兰密封面之间并充满垫片与夹具之间的空隙的，密封注剂在内压和注入压力的作用下，最终使螺栓的受力增大。某些情况下，螺栓应力增加的幅度可达密封前的30%左右。6/20/2022

28二、安全施工注意事项（1）带压密封是在生产系统仍在运行，系统中有温度、压力，泄漏介质或易燃、易爆、腐蚀性强、有毒，甚至会有大量介质喷出等情况下进行的，施工时有一定的危险，因而要求施工人员比较熟悉生产状况，并需经过严格训练。（2）施工前，技术人员必须根据实际情况制定严密而完整的施工方案，设计制造适用的具有足够强度的夹具，并慎重选择理想的密封注剂。（3）操作时，合理确定注入孔位置，使用正确的钻孔方法和注射工艺方法，不能盲目加大注入压力，否则会使装置紧固件产生附加应力并急剧增大。6/20/2022

29（4）所有的泄漏形式并非都可以采用带压密封技术对其密封。如因为紧固件损坏造成连接部位泄漏，焊接缺陷造成焊缝的大面积泄漏，连接件失去连接强度或零部件被严重腐蚀、出现裂纹、装配不当、螺栓材质低劣或其材质不明引起的泄漏等等，一般情况下不能采用这类密封方法。（5）对于反复注射的密封，次数多达五次以上而仍不能密封时，需对情况做出重新评估。对材料级别较低的（如软钢等）紧固件（包括连接件），应考虑其连接强度可能达不到要求，特别是这种材料作为螺栓材质的四螺栓法兰连接而进行带压密封施工时，需引起重视，一般只许注射一次。（6）装设夹具及用填隙凿作业时，要注意不能增加法兰面的附加力。填隙只能在夹具上进行。6/20/2022

30（7）阀门带压密封时，要求对填料函壁上的钻孔，其孔眼不得通过任何有应力集中的地方。（8）密封注剂注射时，从距离泄漏点最远的一处开始注射，并且是在所有排放接头（也是注剂接头）都打开的情况下进行。在各注射点密封注剂固化并充分热膨胀后，才可在最终注射点注射。（9）在密封易燃、易爆介质泄漏时，应采用无火花工具施工，并且实施惰性气体保护措施，以防火灾和爆炸事故的发生。（10）施工人员应注意防高温与深冷、防高压与超高压、防火、防爆、防毒、防灼伤、防噪等，使用专用工作服及防护用品。6/20/2022