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帶壓密封技術在換熱器堵漏中的應用點擊：1687 日期：[ 2014-04-26 22:55:20 ] |
| 賀科峰 馬莉莉摘 要 介紹了甲醇裝置轉化爐內一臺換熱器泄漏事故的帶壓密封過程。該漏點部位及環境特殊,堵漏操作難度極大。同時分析了夾具設計與制作是不停車帶壓密封技術成功的關鍵。關鍵詞 帶壓密封技術 特殊漏點 夾具 陜西榆林天然氣化工有限責任公司的6 萬t甲醇裝置在2001 年3 月20 日發生了轉化爐對流段一組鍋爐給水預熱器泄漏事故,為了避免裝置停車,筆者三易方案,成功地運用了不停車帶壓密封技術,為公司挽回經濟損失約19 萬元。由于該泄漏部位及環境較特殊,堵漏操作難度極大,故作以總結,供同行借鑒。1 漏點的發現及泄漏狀況 首先發現的異常情況是在轉化爐對流段底部四周有水漏出,隨即通過觀察孔初步確定為一組鍋爐給水預熱器靠墻一側泄漏,割除爐墻鋼板并拆除爐墻后,發現是一個180°彎頭與直管連接處內側焊縫發生泄漏,彎頭公稱直徑為DN100mm ,裂紋由焊縫起延伸到彎頭母材,縫長約15mm ,如圖1 所示?！ ⌒孤┙橘|為脫鹽水,溫度100 ℃,泄漏量1. 5tPh ,設備內壓力2. 5MPa , 爐膛介質為煙氣, 溫度190 ℃,爐膛負壓為1 000Pa 。2 堵漏作業的可能性及存在的困難 由于漏點是靠近爐墻的,如果將爐墻打開適當的缺口,容一個人半身進入爐膛,雙手就可以夠及漏點,此即為不停車帶壓密封作業提供了可能。雖然漏點的位置具有不停車帶壓密封作業的可能,但實施起來有以下的困難:a . 漏點在彎頭內側,使堵漏受到限制。b. 漏點在直管與彎頭連接的焊縫處,而彎頭與彎頭之間的距離很小,測量工具無法回旋,故在現場無法準確測量泄漏部位的有關尺寸,從而使夾具的制作十分困難。c. 現場操作困難。漏點在爐膛內,而爐膛負壓達1 000Pa ,為了維持生產,爐膛負壓不能降得過低,爐墻缺口只能保證容一個人探身入內操作,而且在操作時必須將頭手進入爐內才能進行。在這樣的情況下,爐內的負壓不但使操作人員呼吸困難,稍有不慎,眼鏡、手電筒和工具就會被吸入爐中,而且此時的環境溫度在0 ℃以下?，F場操作難度可想而知。3 不停車帶壓密封作業過程3. 1 第1 方案———引流焊接堵漏法[1 ] 最常用的方法之一是用一螺母,使漏點完全包圍在螺孔內,然后將螺母外緣與設備焊接為一體,再在螺孔內放置適量的密封劑,擰上螺栓即可。本方案中采用了M20mm 的螺母與設備進行焊接,但是在焊接過程中,由于操作空間的限制,僅有螺母一半的外緣能與設備焊接,其余部分既看不到又焊不到。在放置密封劑時由于脫鹽水泄漏量過大,密封劑根本無法直接壓入螺孔中,因此采取了將螺栓中心打孔并在尾端攻內螺紋,用高壓注劑槍注入密封劑的措施?？墒呛芸彀l現注入的密封劑被從螺母與設備未焊接的縫隙中沖走,于是又采取了注入鋼球、保險絲等試圖堵住未焊接的縫隙,雖使泄漏略有減小,但由于密封劑的外溢,泄漏很快又恢復原狀。究其失敗根源,就在于螺母外緣與設備不能夠完全焊接,加之在焊接過程中,熔化的鋼水被爐膛負壓所抽吸,焊縫難以飽滿。3. 2 第2 方案———注劑密封堵漏法之一 經過三晝夜的努力,第1 方案被迫放棄。決定采取用大于設備彎頭的彎頭制作夾具,重新建立密封腔,通過注射密封劑來消除漏點,如圖2?！ ∮捎跓o法準確測量泄漏部位數據,夾具加工人員只能以彎頭的標準數據為依據進行制作,而且制作夾具的材料彎頭彎曲半徑與設備彎頭彎曲半徑不一致,前者為長半徑彎頭,壁厚只有6mm ,而后者為短半徑彎頭。為了能夠將漏點包圍起來,只能去掉一段彎頭,然后焊接兩端擋板,其中擋板2 中間的開孔是偏心的,而且是不規則斜孔,由于加工條件的限制,無法保證與彎頭很好的貼合。做好的夾具安裝后,無法全面檢查是否合適,各貼合面與剖分面是否存在過大縫隙,同時第1方案焊上去的螺母又給夾具的制作和安裝帶來不便。在現場作業過程中,漏點有所減小,但隨著密封劑內部壓力的升高,在泄漏還未消除之前就發現夾具變形嚴重,大塊大塊的密封劑從夾具與設備之間的縫隙和夾具剖分面處飛出,再次注入3. 3 第3 方案———注劑密封堵漏法之二[2 ,3 ] 通過對第2 次失敗原因分析,認為其根本原因有二:其一,夾具的制作精度不夠,即與設備的貼合不夠緊密;其二,夾具的剛度不夠,材料彎頭的厚度僅有6 mm ,密封劑的比壓升高后,夾具就會發生形變。如果漏點的位置具有操作的條件,只要夾具有足夠的精度和剛度,該裝置幾乎所有的漏點都可以不停車堵住。為了確保堵漏成功,特意安排兩位技術人員負責跟蹤指導夾具的制作,設計和制作過程從以下幾個方面進行了改進:a . 為了解決夾具與設備不能良好貼合的問題,選用同型號的彎頭作為模具,以檢驗夾具是否合適。b. 為了保證夾具足夠的剛度,又不至過于笨重,用δ= 20mm 的鋼板與彎頭進行拼湊,其形狀如圖3 所示。c. 為了確保夾具剖分面處不漏密封劑,采取剖分面內側點焊δ= 1 mm 的鐵皮擋舌。d. 為了確保夾具與設備之間的縫隙不漏密封劑,在夾具與設備貼合面處分別車一道6mm ×5mm 的節流槽?！ ≡诩夹g人員的精心指導下,夾具于第8 日制作完畢。由于時間的拖延,泄漏已經有所擴大,裂紋擴展,現場操作難度加大,經過一線工作人員近2h 的努力,將夾具安裝到位,又用了2h 的注劑時間,堵住了該漏點的泄漏。4 結束語 本次堵漏證實,夾具的設計是動態密封作業成功的關鍵,尤其是在無法準確測量泄漏部位尺寸的情況下,應設法使夾具與泄漏部位外表面的接觸部分間隙足夠小。一般來說泄漏介質壓力越高,接觸間隙應越小,但均應在0. 5 mm 以下。如果不能實現則應采取其他措施進行彌補,否則將由于密封劑的外溢使泄漏難以消除或保持很短時間后又重復泄漏。另外,有針對性地制定堵漏方案,以提高帶壓密封作業的成功率,減小企業的停車損失。 |
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