碳化塔水箱带压堵漏的实践

陈江伟，张红宝，邱波三

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

碳化塔水箱带压堵漏的实践

陈江伟，张红宝，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，阐述了铸铁的焊接方法及带压堵漏密封胶的选取及堵漏工艺、带压堵漏的定义、带压堵漏的原理及方法选择。

碳化塔；铸铁焊接；带压堵漏；密封胶

碳化塔是纯碱生产中碳化过程的主要设备。其作用是以CO2气体和氨盐水为原料，在塔内进行化学反应，生成NaHCO3悬浮液。碳化塔泄露将直接影响到纯碱生产各项指标的完成、消耗的高低、质量的优劣。因此，碳化塔一旦发生泄露，如何消漏，以保证碳化塔正常运行，变得尤为重要。

1 碳化塔发生泄漏的原因

碳化塔内碳酸化过程是放热反应，为使反应向正方向进行，需由冷却水及时移走反应放出的热量。由于温差变化、CO2气流的扰动、碱液的冲刷以及铸造的残余应力、安装中零部件的受力不均造成的应力和运行中热胀冷缩的作用，有时会造成水箱出现裂纹。经过长时间使用，还会出现塔壁变薄，石墨化，有时甚至出现较大面积孔洞的现象。由于塔壁变薄，铸铁变性，无法焊接或不能保证焊接质量，所以需要结合其它堵漏方法。在日常实践工作中，采用焊接结合带压堵漏，现场制作卡具，压注密封胶的方法，效果显著。

2 带压堵漏技术介绍

2.1 带压堵漏的定义及其原理

带压堵漏在学术上又称为“动态密封技术”。是指在泄露已经发生，并且泄露介质在不断外泄的情况下，为了有效的减少泄露所造成的损失，采取特殊的手段进行再密封称为带压堵漏。它的工作原理是高于大气压的任何管道泄漏情况下，采用不停输不倒罐，在内部介质正常流动的情况下，堵住漏洞。方法是在泄漏部位装设专用设备，利用密封部位和专用设备之间形成的腔室，采用专用的高压注胶工具将密封胶注入腔室，并充满整个腔室空间，使密封胶的挤压力与泄漏介质的压力相平衡，建立一个新的密封结构来堵塞泄漏孔隙各通道，阻塞介质的外泄。

2.2 带压堵漏的优点及方法选择

带压堵漏的优点为：

（1）不需要停机或对系统进行隔离。

（2）不需要对系统进行泄压。

（3）节省大量的能源和人力。

（4）大大减少了因设备隔离或停机而带来的电量损失。

带压堵漏的方法有多种，根据我厂碳化塔发生泄漏的实际情况，结合各种堵漏方法的优缺点，决定选择胶堵密封法，该带压堵漏技术是目前比较安全可靠的一种技术手段，它采用特别夹具和液压注射工具，将密封剂注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内，迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷。在注剂的压力大于泄漏介质压力的条件下，泄漏被强行止住，注剂自身在短时间内由塑性体转变为弹性体，形成一个有弹性的密封结构并能维持一定的工作密封比压，达到重新密封的目的。目前，国内外生产和使用的密封注剂大致分为两类：一类是热固化密封注剂，这类注剂只有达到一定温度才能由塑料体转变为弹性体，常温下则为固体；另一类是非热固化密封注剂，它适用于常温，低温及高温场合的动态密封作业要求，这类密封注剂多制成棒状固体或双组分的腻状材料，将其装在高压注枪后，在一定的压力下具有良好的注射工艺性及填充性。

堵漏装置由3个部分组成，即专用油压注射工具、密封剂和专用夹具。其中专用夹具需根据现场实际情况特别制作，属于一次性损耗品；密封剂必须根据被堵介质的性质、压力、温度等条件选用。此次采用的是非热固化密封注剂。

3 带压堵漏具体实践程序及说明

3.1 带压堵漏具体步骤

我公司8＃碳化塔水箱凹陷处出现裂纹及较大面积孔洞，由于内部介质压力，出现外泄露，为尽快消除泄露，结合泄露部位特点，决定采用焊接结合带压堵漏的方法堵漏。具体程序为：钻止裂孔→焊接碳钢底板→焊接碳钢侧板→焊接上盖板、打压接头→打压试漏→涂抹E金属。

3.2 主要工序原理分析或说明

碳钢底板、碳钢侧板及上盖板焊接时均需与水箱本体焊接在一起，由于水箱本体为铸铁材质，所以焊接时要注意铸铁焊接的工艺与要求。铸铁焊接包括热焊和冷焊，在此次堵漏过程中，由于现场施工条件所限，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杂质，观察裂缝的长度及走向，开适当的坡口，开坡口时，为防止裂纹出现扩张，先在裂纹两端钻止裂孔。焊接时采用直流电源，正极性接法，在保证电弧稳定及焊透的情况下，尽量采用小电流，以减少焊接热量的输入。在施焊时，采用断续焊，且焊接时及焊后采用锤击工艺。

3.3 打压时的注意事项

打压即将密封注剂利用压力注入到图1所示焊接形成的密闭容腔里。密封注剂由于在常温下是较硬的圆棒状固体，没有流动性，但是当将其装入高压注剂枪后，随着注射压力的增加，密封注剂会受到运动摩擦和剪切效应的作用，被挤压的注剂温度升高，进而塑性和流动性增加，所需的注射压力明显减小。因此在打压过程中，要以助剂枪稳定后的压力为准，此次打压时，压力为6～7MPa，且在打压时，压力不能过大，防止将铸铁压碎，造成更大的泄露。其次，打压后，带压密封胶应该可以将介质密封，为了确定密封效果，采用肥皂水试漏，确定无泄漏后，增抹一层E金属，以巩固密封效果。

图1 碳化塔水箱凹陷处示意图

带压堵漏后的水箱泄露处，经过几个月的运行证明，密封效果显著，消除了泄露给碳化塔生产造成的不利影响，为生产的顺利进行做出了很大贡献。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）06－44－02

2012－06－13