專利名稱：一種隔離式帶壓密封夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔離式帶壓密封夾具，用于“注劑式帶壓密封技術”中處置運行管道中直管段、三通、彎頭部位壁厚明顯減薄或泄漏缺陷尺寸較大，線密封結構法蘭、連接螺栓因各種原因造成強度不足的法蘭，剛度不足的各種復合材料管道發生的泄漏事故。隔離式帶壓密封夾具只密封夾具自身設置的密封溝槽，注射到密封溝槽內的密封注劑不與泄漏缺陷部位直接接觸，不會將密封注劑注射到泄漏缺陷管道系統內部，實現密封注劑與泄漏缺陷處于隔離目的；也不會對管道缺陷部位造成外壓失穩事故，因此稱其為隔離式帶壓密封夾具。是帶壓密封夾具設計理念上的一個突破。
背景技術：
在連續化流程工業生產領域，流體介質的泄漏問題仍然是導致各種惡性事故發生的主要因素。目前國內外用于消除泄漏事故的主要技術手段是采用帶壓密封技術，以達到快速消除泄漏，保證安全生產正常運行的目的。 帶壓密封技術是專門研究原密封結構失效后，怎樣在不降低壓力、溫度及泄漏流量的條件下，迅速在泄漏缺陷部位上重新創建帶壓密封結構為目的的一門新興的工程技術學科。帶壓密封技術采用帶壓密封夾具、帶壓密封注劑及液壓注射工具，可在壓力真空 32MPa ;溫度-198°C 800°C范圍內，消除連續化流程工業生產領域發生的各類介質泄漏，具有無需停產、安全、可靠及使用壽命長的特點。其基本原理是“向特定的封閉空腔注射專用密封注劑，達到止住泄漏所需的工作密封比壓，實現再密封目的”。是涉及到力學、液壓技術、高分子材料學、無機材料學、金屬材料學、流變學等多學科的一門綜合應用技術，是流程工業安全生產和公共安全不可或缺的應急搶險技術，屬于密封技術范疇，其中華人民共和國學科分類與代碼為4107010。帶壓密封技術中的“密閉空腔”主要是由“帶壓密封夾具”與泄漏部位外表面組成的，有嚴格的強度、剛度和密封間隙要求。因此，帶壓密封夾具是帶壓密封技術中安裝在泄漏缺陷部位外部，與泄漏缺陷部位部分外表面形成密封空腔，提供強度和剛度保證的金屬構件，是決定帶壓密封技術應用成敗的關鍵環節。帶壓密封夾具的作用帶壓密封夾具的作用之一，是包容住由注劑槍注射到帶壓密封夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內的密封注劑，保證密封注劑的充填、維持注劑壓力的遞增、防止密封注劑外溢、使注射到夾具內的密封注劑產生足夠的密封比壓，止住泄漏。簡稱密封保證。帶壓密封夾具的作用之二，是承受注劑槍所產生的強大注射壓力以及泄漏介質壓力，不允許出現變形和位移，是新建立的密封結構的剛度保證體系。簡稱剛度保證。另外，帶壓密封夾具還有一個輔助作用，這就是通過注劑孔連接注劑槍，并提供注劑通道。帶壓密封夾具的作用的設計準則
由于帶壓密封夾具在“帶壓密封技術”中具有舉足輕重的作用，它設計的優劣將直接關系到帶壓密封作業的成敗以及現場操作時間、密封注劑的消耗量等多項指標。應遵循下列準則I)良好地吻合性。設計制作的帶壓密封夾具形狀必須能夠與泄漏部位的外部形狀完全吻合。2)足夠的強度。帶壓密封夾具在承受注劑壓力、泄漏介質壓力及安裝應力等疊加應力作用下，不允許有任何破壞現象發生。3)足夠的剛度。帶壓密封夾具在承受注劑壓力、泄漏介質壓力及安裝應力等疊加應力作用下，不允許有任何形式的位移和變形，保證密封比壓的形成和維持。4)合適的密封空腔。帶壓密封夾具與泄漏部位之間必須有一個封閉的密封空腔，以便于注射和包容密封注劑。密封空腔的寬度應當超過泄漏缺陷的實際尺寸20 40mm左 右，密封空腔的高度，即形成新密封結構的密封注劑的厚度，一般應在6 15mm之間，特殊情況還可以加厚。5)接觸間隙嚴密。帶壓密封夾具與泄漏部位外表面的接觸部分的間隙與泄漏介質壓力呈反比。當這一間隙不能有效地阻止密封注劑外溢，則可以考慮在夾具與泄漏缺陷接觸部位上設計制作環、槽形密封結構或其它形式的密封結構，增大密封注劑的外溢阻力。6)注劑孔開設。為了把高壓注劑槍連接在帶壓密封夾具上，并通過高壓注劑槍把密封注劑注射到密封空腔內，帶壓密封夾具上應設有帶內螺紋的注劑孔。注劑孔的數量和分布以能順利地使密封注劑注滿整個密封空腔為宜。考慮到帶壓密封作業時必須排出帶壓密封夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內的氣體，同時排放尚未停止泄漏的壓力介質，一般夾具上至少應設有兩個以上的注劑孔。7)分塊合理。帶壓密封夾具應當是分塊結構的，安裝在泄漏部位上后再連成剛性整體，形成一個封閉的密封空腔。根據帶壓密封夾具的大小，并結合泄漏部位的具體情況，帶壓密封夾具可以設計成兩等份、三等份或更多的份數。8)對于泄漏缺陷尺寸比較大，泄漏缺陷部位強度和剛度明顯不足，以及泄漏管道是由復合材料組成的，為了防止密封注劑被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部，以及避免在帶壓密封操作時，密封注劑對管道缺陷部位產生較大的應力，造成管道外壓失穩事故的發生，應當設計制作隔離式帶壓密封夾具。當管道的泄漏缺陷尺寸比較大，泄漏缺陷部位強度和剛度明顯不足，或泄漏管道是由復合材料組成的，在進行帶壓密封作業時，夾具設計應當考慮密封注劑可能被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部或對管道缺陷部位產生較大的應力，造成管道外壓失穩事故發生等問題。但目前國內外對于管道的泄漏缺陷尺寸比較大，泄漏缺陷部位強度和剛度明顯不足，及復合材料管道上發生的泄漏事故，普遍采用的是將泄漏缺陷部位全部包圍在夾具的密封空腔內，然后直接向夾具的密封空腔注射密封注劑。如中國專利CN201120259649. 7四等分帶壓堵漏密封夾具、CN200420010479. 9注劑式密封夾具、CN201110136262. 7 一種用于螺栓腐蝕和線密封的法蘭夾具等。上述夾具在現場實際帶壓密封作業時，被強行注射到密封空腔內的密封注劑均直接與泄漏缺陷接觸，易將密封注劑被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部，或對缺陷部位產生較大的應力，造成管道外壓失穩，特別是對復合材料管道的發生的泄漏事故，上述夾具完全失去應用價值。因此需要發明設計出符合客觀實際需要的隔離式帶壓密封夾具。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構更加新穎的一種隔離式帶壓密封夾具。本發明提供了一種隔離式帶壓密封夾具，包括夾具主體、環向注劑槽、軸向注劑槽、隔離密封腔、注劑孔組成。在夾具主體上設有環向注劑槽、軸向注劑槽和注劑孔，用于直管段泄漏、法蘭泄漏、三通泄漏、彎頭泄漏 的環向密封和軸向密封，而泄漏缺陷被包覆在隔離密封腔內，與環向注劑槽和軸向注劑槽形成隔離效果，使泄漏缺陷部位不會受到外力的損傷或破壞，兩只完全對稱的夾具主體通過連接螺栓與泄漏管道形成一個完整的直管段、法蘭、三通、彎頭的有效密封結構，通過向環向注劑槽和軸向注劑槽上設置注劑孔注射密封注劑，密封注劑被嚴格限制在注劑槽內流動和填充，不與泄漏缺陷部位直接接觸，且受力面積為條狀，夾具的總體受力及泄漏管道的總體受力明顯減小，當注射的密封注劑在注劑槽內形成的工作密封比壓大于泄漏介質的壓力時，實現帶壓密封目的。所述的夾具主體的公稱直徑等于泄漏管道外徑，其長度應保證全部有效地覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸。夾具主體的公稱直徑是指其與泄漏管道外徑直接接觸的實際尺寸，必須通過現場實際測量確定。所述的環向注劑槽的內徑等于泄漏管道外徑,槽寬6mm至16mm,深6mm至12mm。所述的軸向注劑槽的長度應保證全部覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸，槽寬6mm至16mm,深 6mm 至 12mm。所述的隔離密封腔內徑應大于泄漏管道外徑2mm至10mm，其長度應保證全部覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸。所述的注劑孔為M12或M14內螺紋結構，兩個注劑孔的間距應不大于112mm。
圖I是隔離式帶壓密封夾具結構示意圖。圖2是直管段隔離式帶壓密封夾具示意圖。圖中I是夾具主體、2是環向注劑槽、3是軸向注劑槽、4是隔離密封腔、5是注劑孔。圖3是管道三通隔離式帶壓密封夾具示意圖。圖中I是夾具主體、2是環向注劑槽、3是軸向注劑槽、4是隔離密封腔、5是注劑孔。圖4是管道彎頭隔離式帶壓密封夾具示意圖。圖中I是夾具主體、2是環向注劑槽、3是軸向注劑槽、4是隔離密封腔、5是注劑孔。
具體實施例方式具體實施方式
一當管道的直管段或法蘭發生泄漏時，為防止密封注劑被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部或造成管道外壓失穩，特別是復合材料管道的直管段或法蘭發生泄漏，應選用圖2所示的直管段隔離式帶壓密封夾具結構形式。夾具制作好后，首先在相同規格的直管段或法蘭上進行試裝夾具，并做必要的研磨整修，然后在夾具上裝好注劑閥，并使其處于開的位置；現場帶壓密封作業時，操作人員應站在上風頭；夾具的安裝應使泄漏噴射方向避開夾具的對開結合部位，并應避免激烈撞擊；擰緊夾具連接螺栓，檢查夾具與泄漏部位的連接間隙至合適；首先在環向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，并固化一段時間，使密封注劑失去流動性，然后在軸向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，直到泄漏消除。
具體實施方式
二當管道的三通發生泄漏時，為防止密封注劑被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部或造成管道外壓失穩，特別是復合材料管道的三通泄 漏，應選用圖3所示的三通隔離式帶壓密封夾具結構形式。夾具制作好后，首先在相同規格的三通上進行試裝夾具，并做必要的研磨整修，然后在夾具上裝好注劑閥，并使其處于開的位置；現場帶壓密封作業時，操作人員應站在上風頭；夾具的安裝應使泄漏噴射方向避開夾具的對開結合部位，并應避免激烈撞擊；擰緊夾具連接螺栓，檢查夾具與泄漏部位的連接間隙至合適；首先在環向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，并固化一段時間，使密封注劑失去流動性，然后在軸向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，直到泄漏消除。
具體實施方式
三當管道的彎頭發生泄漏時，為防止密封注劑被強行注射到泄漏缺陷管道系統內部或造成管道外壓失穩，特別是復合材料管道的彎頭泄漏，應選用圖4所示的彎頭隔離式帶壓密封夾具結構形式。夾具制作好后，首先在相同規格的彎頭上進行試裝夾具，并做必要的研磨整修，然后在夾具上裝好注劑閥，并使其處于開的位置；現場帶壓密封作業時，操作人員應站在上風頭；夾具的安裝應使泄漏噴射方向避開夾具的對開結合部位，并應避免激烈撞擊；擰緊夾具連接螺栓，檢查夾具與泄漏部位的連接間隙至合適；首先在環向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，并固化一段時間，使密封注劑失去流動性，然后在軸向注劑槽上連接高壓注劑槍，進行注劑作業，直到泄漏消除。
精于本技術領域的人員可以理解的是，除上述特定描述以外，本發明的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種隔離式帶壓密封夾具，包括夾具主體(I)、環向注劑槽(2)、軸向注劑槽(3)、隔離密封腔(4)、注劑孔(5)組成，其特征在于，夾具主體(I)上設有環向注劑槽(2)、軸向注劑槽(3)和注劑孔(5)，用于直管段泄漏、法蘭泄漏、三通泄漏、彎頭泄漏的環向密封和軸向密封，而泄漏缺陷被包覆在隔離密封腔⑷內，與環向注劑槽⑵和軸向注劑槽⑶形成隔離效果，使泄漏缺陷部位不會受到外力的損傷或破壞，兩只完全對稱的夾具主體(I)通過連接螺栓與泄漏管道形成一個完整的直管段、法蘭、三通、彎頭的有效密封結構，通過向環向注劑槽(2)和軸向注劑槽(3)上設置注劑孔(5)注射密封注劑，密封注劑被嚴格限制在注劑槽內流動和填充，不與泄漏缺陷部位直接接觸，且受力面積為條狀，夾具的總體受力及泄漏管道的總體受力明顯減小，當注射的密封注劑在注劑槽內形成的工作密封比壓大于泄漏介質的壓力時，實現帶壓密封目的。
2.根據權利要求I所述的一種隔離式帶壓密封夾具，其特征在于，所述的夾具主體(I)的公稱直徑等于泄漏管道外徑，其長度應保證全部有效地覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸。
3.根據權利要求I所述的一種隔離式帶壓密封夾具，其特征在于，所述的環向注劑槽(2)的內徑等于泄漏管道外徑，槽寬6mm至16mm,深6mm至12mm。
4.根據權利要求I所述的一種隔離式帶壓密封夾具，其特征在于，所述的軸向注劑槽(3)的長度應保證全部覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸，槽寬6mm至16mm,深6mm至12mm。
5.根據權利要求I所述的一種隔離式帶壓密封夾具，其特征在于，所述的隔離密封腔(4)內徑應大于泄漏管道外徑2mm至10mm，其長度應保證全部覆蓋泄漏缺陷的實際尺寸。
6.根據權利要求I所述的一種隔離式帶壓密封夾具，其特征在于，所述的注劑孔(5)為M12或M14內螺紋結構，兩個注劑孔的間距應不大于112mm。
全文摘要
本發明公開了用于“注劑式帶壓密封技術”中處置運行管道中直管段、三通、彎頭部位壁厚明顯減薄或泄漏缺陷尺寸較大，線密封結構法蘭、連接螺栓因各種原因造成強度不足的法蘭，剛度不足的各種復合材料管道發生的泄漏事故用的一種隔離式帶壓密封夾具。包括夾具主體、環向注劑槽、軸向注劑槽、隔離密封腔、注劑孔組成。在夾具主體上設有環向注劑槽、軸向注劑槽和注劑孔，泄漏缺陷被包覆在隔離密封腔內，與環向注劑槽和軸向注劑槽形成隔離效果，使泄漏缺陷部位不會受到外力的損傷或破壞，通過向環向注劑槽和軸向注劑槽上設置注劑孔注射密封注劑，密封注劑被嚴格限制在注劑槽內流動和填充，不與泄漏缺陷部位直接接觸，且受力面積為條狀，夾具的總體受力及泄漏管道的總體受力明顯減小，當注射的密封注劑在注劑槽內形成的工作密封比壓大于泄漏介質的壓力時，實現帶壓密封目的。
文檔編號F16L55/168GK102878383SQ20121035222
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者楊梅, 李彥海, 韓媚, 張吉祥, 姚鵬, 劉才, 呂翔騫, 馬學順, 其他發明人請求不公開姓名 申請人:天津市江達揚升工程技術有限公司, 江蘇江達揚升工程技術有限公司