淺談帶壓堵漏作業中法蘭夾具的改進

唐富軍 潘曉毅 黃 坤

（中國石油天然氣股份有限公司呼和浩特石化分公司三修車間，內蒙古 呼和浩特 010070）

帶壓密封技術已廣泛用于石油化工、發電、核電、冶金、醫藥、化纖、煤氣，自來水供熱等各種生產裝置的泄露維修中。泄露是許多行業連續化流程企業中管道閥門，法蘭設備普遍存在和不斷發生的問題，即使在當今快速發展的高科技時代，采用最新技術裝備起來的流程企業，雖然實行了現代化管理方法，但在復雜的生產環境和自然環境中，由于介質的不斷腐蝕、沖刷、溫度壓力震動的變化、季節的變更、人為因素的影響，在某些部位不可避免地會發生泄漏。如不及時處理，泄漏的程度將會擴大，泄漏量會成倍增加。由于泄露有毒的，腐蝕性的，易燃易爆的，高溫高壓的各種介質不斷下沉，輕則造成能源浪費和物料流失，污染環境，重則引起火災，爆炸，中毒傷亡，嚴重威脅著設備和人身安全，以致無法生產，造成企業非計劃停產事故。

不停車帶壓密封技術成功地解決了動態條件下的在線密封，可靠的消除泄漏。其原理是：帶壓助劑密封的核心技術是設計一個適應泄漏實際情況，并與其外部形狀相吻合，密封性較好的夾具空腔，用助劑專用注射閥將夾具空腔與空壓助劑槍相連，在外力作用下，助劑被強行注射到夾具與泄漏設備器壁，建立的密封結構，達到相應的密封比壓，因注劑可塑性好，能迅速地彌補到復雜的泄漏缺陷內，注劑的壓力運行高于泄漏介質的壓力，故泄漏被強行阻止。

在實際的泄漏在線處理過程中，管道閥蘭密封被破壞發生泄漏的比例超過整個泄漏統計點70%以上，在法蘭在線補漏操作過程中泄漏系統壓力與吻合間隙見表1-1。

表1 -1 ???????????????????????????????????????? ?????????????????????????

不停車帶壓堵漏技術由四部分組成，即專用密封劑、專用夾具、專用工具和封漏操作技術，而其中專用夾具的制作又是其中的重點。平時正常維護時，生產裝置泄漏最多的是各種法蘭的密封面和墊片的泄漏（如每年維修車間就注膠堵漏了七十多個閥門法蘭），而此時夾具的制作更為重要，夾具的密封嚴密與否決定了不停車帶壓堵漏的成功與否，我們現在常用的普通的傳統夾具制作如圖1，

圖1

這種夾具適用范圍有一定的局限性，只適用于各種標準法蘭，即上下法蘭尺寸相同。而我廠由于各種施工改造或技改過程中的多種原因造成我廠還存在著閥門法蘭與管線法蘭不標準，與管線法蘭尺寸誤差較大，或者閥門法蘭與管線法蘭壓力不匹配等原因造成的上下法蘭尺寸不一。這樣就給我們注膠堵漏工作帶來了極大的困難，夾具難以制作，用普通的傳統夾具就會無法施工，會影響我廠生產裝置的正常運行，這是就需要我們對現有夾具進行改進。通過我們在施工過程中的不斷摸索，2007年設計出了一種新的夾具，其制作如圖2：

圖2

這種夾具在制作時的各種尺寸要根據法蘭大小、法蘭間隙大小而定，要盡量準確，以便減少勞動強度。此種專用注膠夾具的優點是適用于各種情況的法蘭，特別適用于上下法蘭不一樣大的情況。使用方法和普通夾具的使用方法相同，夾具與法蘭的接觸方式如圖3所示。

圖3

如果夾具制作時有誤差、密封不好可用捻縫全槍或鏨子將法蘭邊緣向下捻，將有縫隙的地方捻死，即可進行注膠操作，把泄漏點堵住。我們認為此方法有簡單易行、操作方便、實用性強的特點。特別是針對重要設備進行注膠堵漏能減少不必要的設備停工。但是這種夾具在現在的條件下需要開用火票，一些易燃易爆的介質不易使用，限制了使用范圍。

在實際的堵漏作業過程中，理想標準安裝的法蘭情況幾乎不存在，總是存在不等的兩法蘭不同軸度“e”,較難保證兩法蘭的不同軸度e測繪的準確，也就影響密封間隙的控制，由于不同軸度的e的存在，還給機械加工，夾具安裝定位帶來了很大的難度。每一個環節上的難度都降低了堵漏作業的成功率，因此需要設計一種可操作性強，加工方便，可靠性高，安全性高，適用范圍廣的法蘭夾具。下面我們又對法蘭夾具進行了改進。設計的思路：

1 兩片法蘭不同軸度e的解決

夾具實質上是保證形成一個密封的空腔，包容泄漏點，與原密封結構間有適合的間隙，以防止密封劑外溢。標準凸型法蘭夾具實質是起到形成一個密封的空間對注劑雙重密封的作用，首先凸臺面兩側間隙的控制形成第一道密封，但法蘭開口無法解決；然后法蘭環面間隙的控制，形成第二道密封。根據夾具設計的原則，將凸型夾具簡化再變形，將凸型法蘭夾具改為在凸臺上開槽，插入兩法蘭中間，一側改為法蘭端面密封，一側是端面和環面密封，只包容一片法蘭，同樣也符合法蘭夾具的使用原則。通過這樣的改進，無需考慮兩片法蘭不同軸上的問題，使常規的法蘭夾具得到了優化。

2 兩法蘭不平行問題的解決

法蘭在實際情況下，兩密封面均會存在不平行度的問題，也就是平常所說的法蘭開口，一般在安裝時也盡力保證法蘭的平行度，以保證密封性能。但實際上總會存在一定的開口，其原因可能是初次安裝、熱緊、溫度不均勻等等因素造成的，這就是我們所說的法蘭開口的問題。但對于法蘭夾具來說則是影響密封間隙控制的需求，這個優化的法蘭夾具就能起到密封的作用。在測量法蘭間隙時，按最大間隙加工插入兩法蘭間的翅片要比測量時兩法蘭間隙大0.2mm，翅片的厚度為2.5mm，安裝時先從法蘭開口處安裝，就是間隙最大處，讓其過盈配合和法蘭端面接觸。如圖4所示的優化的法蘭夾具。

圖4

在上述法蘭優化夾具的基礎上兩翅片接觸法蘭一側的端面開設倒角，這樣為了便于安裝。操作時這個優化的夾具在注劑壓力的作用下，在夾具翅片內側端面產生變形補償法蘭開口間隙，實現夾具對法蘭開口間隙的自密封作用，防止密封劑的外溢，節約了密封材料，提高了封堵的成功率，而法蘭夾具的整體強度并未降低。可進行廣泛的注膠操作，把泄漏點堵住。

我們認為此方法有簡單易行、操作方便、實用性強、適用范圍廣的特點，并被我們在實際中多次使用，取得了很好的效果。特別是針對重要設備或易燃易爆介質的設備和管線進行注膠堵漏有非常好的效果，減少不必要的設備停工，能較大地提高我廠的經濟效益，能為我廠的正常生產和擴建做出貢獻。

[1]王揚昇.不停車帶壓密封技術[J].化工進展.1984.12.

[2]李清龍.不停車帶壓堵漏法蘭夾具優化設計[J].設備管理與維修.2011.01.