碳化塔水箱帶壓堵漏的實(shí)踐

陳江偉，張紅寶，邱波三

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

碳化塔水箱帶壓堵漏的實(shí)踐

陳江偉，張紅寶，邱波三

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

分析了碳化塔泄露的原因，闡述了鑄鐵的焊接方法及帶壓堵漏密封膠的選取及堵漏工藝、帶壓堵漏的定義、帶壓堵漏的原理及方法選擇。

碳化塔；鑄鐵焊接；帶壓堵漏；密封膠

碳化塔是純堿生產(chǎn)中碳化過(guò)程的主要設(shè)備。其作用是以CO2氣體和氨鹽水為原料，在塔內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成NaHCO3懸浮液。碳化塔泄露將直接影響到純堿生產(chǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的完成、消耗的高低、質(zhì)量的優(yōu)劣。因此，碳化塔一旦發(fā)生泄露，如何消漏，以保證碳化塔正常運(yùn)行，變得尤為重要。

1 碳化塔發(fā)生泄漏的原因

碳化塔內(nèi)碳酸化過(guò)程是放熱反應(yīng)，為使反應(yīng)向正方向進(jìn)行，需由冷卻水及時(shí)移走反應(yīng)放出的熱量。由于溫差變化、CO2氣流的擾動(dòng)、堿液的沖刷以及鑄造的殘余應(yīng)力、安裝中零部件的受力不均造成的應(yīng)力和運(yùn)行中熱脹冷縮的作用，有時(shí)會(huì)造成水箱出現(xiàn)裂紋。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，還會(huì)出現(xiàn)塔壁變薄，石墨化，有時(shí)甚至出現(xiàn)較大面積孔洞的現(xiàn)象。由于塔壁變薄，鑄鐵變性，無(wú)法焊接或不能保證焊接質(zhì)量，所以需要結(jié)合其它堵漏方法。在日常實(shí)踐工作中，采用焊接結(jié)合帶壓堵漏，現(xiàn)場(chǎng)制作卡具，壓注密封膠的方法，效果顯著。

2 帶壓堵漏技術(shù)介紹

2.1 帶壓堵漏的定義及其原理

帶壓堵漏在學(xué)術(shù)上又稱為“動(dòng)態(tài)密封技術(shù)”。是指在泄露已經(jīng)發(fā)生，并且泄露介質(zhì)在不斷外泄的情況下，為了有效的減少泄露所造成的損失，采取特殊的手段進(jìn)行再密封稱為帶壓堵漏。它的工作原理是高于大氣壓的任何管道泄漏情況下，采用不停輸不倒罐，在內(nèi)部介質(zhì)正常流動(dòng)的情況下，堵住漏洞。方法是在泄漏部位裝設(shè)專用設(shè)備，利用密封部位和專用設(shè)備之間形成的腔室，采用專用的高壓注膠工具將密封膠注入腔室，并充滿整個(gè)腔室空間，使密封膠的擠壓力與泄漏介質(zhì)的壓力相平衡，建立一個(gè)新的密封結(jié)構(gòu)來(lái)堵塞泄漏孔隙各通道，阻塞介質(zhì)的外泄。

2.2 帶壓堵漏的優(yōu)點(diǎn)及方法選擇

帶壓堵漏的優(yōu)點(diǎn)為：

（1）不需要停機(jī)或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行隔離。

（2）不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓。

（3）節(jié)省大量的能源和人力。

（4）大大減少了因設(shè)備隔離或停機(jī)而帶來(lái)的電量損失。

帶壓堵漏的方法有多種，根據(jù)我廠碳化塔發(fā)生泄漏的實(shí)際情況，結(jié)合各種堵漏方法的優(yōu)缺點(diǎn)，決定選擇膠堵密封法，該帶壓堵漏技術(shù)是目前比較安全可靠的一種技術(shù)手段，它采用特別夾具和液壓注射工具，將密封劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內(nèi)，迅速地彌補(bǔ)各種復(fù)雜的泄漏缺陷。在注劑的壓力大于泄漏介質(zhì)壓力的條件下，泄漏被強(qiáng)行止住，注劑自身在短時(shí)間內(nèi)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，形成一個(gè)有彈性的密封結(jié)構(gòu)并能維持一定的工作密封比壓，達(dá)到重新密封的目的。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的密封注劑大致分為兩類：一類是熱固化密封注劑，這類注劑只有達(dá)到一定溫度才能由塑料體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，常溫下則為固體；另一類是非熱固化密封注劑，它適用于常溫，低溫及高溫場(chǎng)合的動(dòng)態(tài)密封作業(yè)要求，這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料，將其裝在高壓注槍后，在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性。

堵漏裝置由3個(gè)部分組成，即專用油壓注射工具、密封劑和專用夾具。其中專用夾具需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況特別制作，屬于一次性損耗品；密封劑必須根據(jù)被堵介質(zhì)的性質(zhì)、壓力、溫度等條件選用。此次采用的是非熱固化密封注劑。

3 帶壓堵漏具體實(shí)踐程序及說(shuō)明

3.1 帶壓堵漏具體步驟

我公司8＃碳化塔水箱凹陷處出現(xiàn)裂紋及較大面積孔洞，由于內(nèi)部介質(zhì)壓力，出現(xiàn)外泄露，為盡快消除泄露，結(jié)合泄露部位特點(diǎn)，決定采用焊接結(jié)合帶壓堵漏的方法堵漏。具體程序?yàn)椋恒@止裂孔→焊接碳鋼底板→焊接碳鋼側(cè)板→焊接上蓋板、打壓接頭→打壓試漏→涂抹E金屬。

3.2 主要工序原理分析或說(shuō)明

碳鋼底板、碳鋼側(cè)板及上蓋板焊接時(shí)均需與水箱本體焊接在一起，由于水箱本體為鑄鐵材質(zhì)，所以焊接時(shí)要注意鑄鐵焊接的工藝與要求。鑄鐵焊接包括熱焊和冷焊，在此次堵漏過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件所限，采用冷焊方法焊接。焊接方法如下：

首先清除工件或缺陷上的油污及雜質(zhì)，觀察裂縫的長(zhǎng)度及走向，開(kāi)適當(dāng)?shù)钠驴冢_(kāi)坡口時(shí)，為防止裂紋出現(xiàn)擴(kuò)張，先在裂紋兩端鉆止裂孔。焊接時(shí)采用直流電源，正極性接法，在保證電弧穩(wěn)定及焊透的情況下，盡量采用小電流，以減少焊接熱量的輸入。在施焊時(shí)，采用斷續(xù)焊，且焊接時(shí)及焊后采用錘擊工藝。

3.3 打壓時(shí)的注意事項(xiàng)

打壓即將密封注劑利用壓力注入到圖1所示焊接形成的密閉容腔里。密封注劑由于在常溫下是較硬的圓棒狀固體，沒(méi)有流動(dòng)性，但是當(dāng)將其裝入高壓注劑槍后，隨著注射壓力的增加，密封注劑會(huì)受到運(yùn)動(dòng)摩擦和剪切效應(yīng)的作用，被擠壓的注劑溫度升高，進(jìn)而塑性和流動(dòng)性增加，所需的注射壓力明顯減小。因此在打壓過(guò)程中，要以助劑槍穩(wěn)定后的壓力為準(zhǔn)，此次打壓時(shí)，壓力為6～7MPa，且在打壓時(shí)，壓力不能過(guò)大，防止將鑄鐵壓碎，造成更大的泄露。其次，打壓后，帶壓密封膠應(yīng)該可以將介質(zhì)密封，為了確定密封效果，采用肥皂水試漏，確定無(wú)泄漏后，增抹一層E金屬，以鞏固密封效果。

圖1 碳化塔水箱凹陷處示意圖

帶壓堵漏后的水箱泄露處，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行證明，密封效果顯著，消除了泄露給碳化塔生產(chǎn)造成的不利影響，為生產(chǎn)的順利進(jìn)行做出了很大貢獻(xiàn)。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）06－44－02

2012－06－13