专利名称：高温带压堵漏用密封剂及其用法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续化生产装置不停车带压堵漏用高温密封剂及其用法。
背景技术：
已知的带压堵漏密封剂，都是以合成橡胶和合成树脂等高分子材料为基础，添加适量的填料和助剂，经机械混合而成，虽可用于蒸汽、水、油等多种介质的不停车带压堵漏，但受高分子材料热降解特性的影响，其使用温度不超过400℃。中国专利CN1253156A公布的陶瓷胶粘剂，是一种双组份无机胶粘剂，A组份是以耐高温无机材料为基础，加入各种助剂和金属氧化物、稀土元素组成；B组份由浓度为75％的磷酸中加入0～15％的明胶或甲基纤维素组成。AB双组份通过混合烘烤固化，固化后的陶瓷胶粘剂耐1500℃以上高温，适用于金属陶瓷材料密封、粘接、堵漏和修补。这种陶瓷胶粘剂虽涉及到堵漏，但其是双组份，需要现配现用，不适用于带压堵漏。
本发明的目的是针对有机堵漏密封剂耐温不超过400℃的缺点，提供一种能耐200～800℃高温的无机型带压堵漏密封剂的制备方法。
发明内容
本发明的高温带压堵漏用密封剂具有如下组成，以重量百分比计载体材料10～30％，固化剂10～20％，缓凝剂5～20％，填料20～50％，增粘剂5～10％；其中载体材料为磷酸盐和硅酸盐的混合物，其重量配比根据介质温度的高低调整，最好为磷酸盐∶硅酸盐＝1～3∶1；固化剂为金属氧化物，可以是一种或多种，可以是ZnO、Al2O3、CuO、MgO等，最好是CuO；缓凝剂为耐200℃以上高温的有机聚合物，最好是有机杂环聚合物，可以是一种或多种，如可以是聚酰亚胺，聚苯并咪唑、聚苯硫醚等，最好是聚苯硫醚。
本发明的高温带压堵漏用密封剂中的缓凝剂选用的有机聚合物，要保证在较高的温度下才分解，以起到延迟固化时间的作用，使用方式可采用高温熔融浸渍的方法，将缓凝剂包覆在固化剂表面，延迟密封剂的固化反应；填料可以降低密封剂固化收缩率，提高密封剂强度和耐热性，本发明中的填料可以采用普通密封剂通用的填料，如石墨、石棉、碳纤维、玻璃纤维等，其中石棉、碳纤维、玻璃纤维的主要作用是提高强度和耐热性，石墨主要起填充作用，降低密封剂的固化收缩率；增粘剂的主要作用是增加密封剂的粘性，提高密封剂的成型性，本发明的增粘剂可以采用通用的有机胶粘剂，如液体橡胶、环氧树脂、酚醛树脂等，可以是一种或多种。液体橡胶中可以是液体丁腈胶、液体丁苯胶、端羟基液体丁腈胶等，最好是端羟基液体丁腈橡胶。
本发明的密封剂，主要作用机理是载体材料与固化剂在高温下发生固化反应，生成强度很高的链状分子，并将耐高温的无机填料包裹在其中，形成坚硬的固化体，以达到高温带压堵漏的目的。
本发明的高温带压堵漏用密封剂的制备方法，可采用普通的机械混合方法，经机械混合后再通过模具挤压成型密封，以利于保存。制成的高温堵漏密封剂能对高温蒸汽、高温烃、烟道气等介质实施带压堵漏，其耐温性能达到800℃。
本发明的高温带压堵漏密封剂由于选用耐高温的磷酸盐和硅酸盐作密封剂载体材料，与有机型堵漏密封剂相比，原料来源广、加工工艺简单，不需要混炼、挤出、水冷等工序，成本低、无污染。用上述高温带压堵漏密封剂，对200～800℃的过热蒸汽实施带压堵漏，具有固化速度快、强度高、密封性好等特点。可用于石油化工、石油炼制、火力发电、金属冶炼等行业的过热蒸汽、高温烃、烟道气等高温介质的不停车带压堵漏。不适用于200℃以下低温介质的带压堵漏。
本发明的高温带压堵漏密封剂可用下述工艺制备，但并不限于此方法。
按配方将磷酸盐和硅酸盐称好后加入捏合机内，依次加入其它组成，边搅拌边抽真空，整个过程约需要20～60分钟，混合均匀后装入密闭的塑料袋中，室温下停放24～72小时后，用模具挤压成园柱状(Φ18～28×85mm)，密封保存于阴凉干燥处。
本发明还提供一种专用于本发明的高温带压堵漏密封剂的带压堵漏方法，采用高压注射的方式对200～800℃高温蒸汽、高温烃和烟道气等介质实施带压堵漏，具体为先在泄漏部位设计制作一仿形夹具，然后将密封剂装入注胶枪内，连接油管，摇动液压油泵，将密封剂注射到泄漏部位与夹具构成的密封空腔内，在介质温度作用下，密封剂快速固化为一个整体，从而阻止介质的泄漏。
仿形夹具是指根据泄漏部位的形状和尺寸，设计制作的能包容泄漏部位并能使密封剂充盈其中且具有一定强度的金属器具，如法兰夹具、三通盒式夹具、弯头夹具等，主要起到使密封剂定位堵漏的作用。
附图1是对法兰泄漏使用法兰夹具实施带压堵漏的示意图，附图2是法兰夹具主视图，附图3是法兰夹具侧视图，附图4是三通盒式夹具的示意图。图中1-密封剂，2-法兰，3-法兰夹具，4-注胶口，5-注胶枪，6-手动液压油泵，7-三通管线，8-三通盒式夹具。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1～10采用表1的配方，使用如下方式制得本发明的高温带压堵漏密封剂。
按配方将载体材料称好后加入捏合机内，依次加入填料，固化剂，缓凝剂，增粘剂，边搅拌边抽真空，整个过程约30分钟，制成高温带压堵漏密封剂，装入密闭的塑料袋中，室温下停放24～72小时后，用模具挤压成园柱状(Φ18～28×85mm)，密封保存于阴凉干燥处。
表1 实施例1～10配方
利用实施例9所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂，进行耐温实验，将2000W的电炉通电5min，使其温度达到最高值，约800℃左右，取20克密封剂，捏成团块，置于电炉上，密封剂中的有机助剂很快燃烧，余下的成分在高温作用下固化为一个坚硬的球体，称重约15克，由此说明密封剂的耐温性能达到800℃。
将实施例10所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注入金属筒内并密封，放入电阻炉内加热到600℃，恒温30min后，降低温度至室温，取出金属筒观察筒内密封剂受热后的成型情况，发现密封剂固结为致密性很高的一个整体，说明密封剂在600℃高温下具有可靠的密封性。
实施例11过热蒸汽管线三通部位焊缝发生泄漏，温度540℃，压力11.0MPa，用高强钢制作一三通夹具安装到泄漏部位，用高压注胶枪将实施例1所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂迅速注射到夹具空腔内，10min便消除了泄漏。
实施例12高温蒸汽泄漏，泄漏部位为阀门压盖法兰，温度450℃，压力4.5MPa，用A3钢制作一法兰夹具安装到泄漏部位，用高压注胶枪将实施例2所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注射到法兰间隙内，不到15min便消除了泄漏。
实施例13装置泄漏，温度达到550℃，压力1.7MPa，泄漏部位为弯头焊缝处，设计制作一仿形夹具并安装到泄漏部位，用高压注胶枪将实施例3所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注射到夹具空腔内，5min即堵住泄漏。
实施例14烟道气泄漏，温度600℃，压力1.0MPa，泄漏发生在φ600mm的法兰连接处，由于直径比较大，采用预制钢带夹具进行局部堵漏，将实施例4所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注射到法兰间隙中，30min将泄漏消除。
实施例15供热管线发生高温蒸汽泄漏，泄漏处为一φ150mm的法兰，蒸汽温度420℃，压力4.0MPa，用有机型密封剂封堵，48小时未能堵住泄漏，制作一法兰夹具安装到泄漏部位，采用实施例5所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂堵漏，20min便将泄漏消除。
实施例16法兰垫片密封面发生泄漏，蒸汽温度520℃，压力11.0MPa，用高强钢制作一法兰夹具安装到泄漏部位，用高压注胶枪将实施例6所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注射到法兰间隙内，很快消除了泄漏。
实施例17
油泄漏，温度350℃，压力1.3MPa，泄漏部位为直管脖颈焊缝处，根据泄漏部位的形状，设计制作一盒式夹具，采用实施例7所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂堵漏，不到25min便消除了泄漏。
实施例18高温高压蒸汽泄漏，温度540℃，压力13.0MPa，泄漏部位为过热蒸汽主管线阀门压盖法兰，采用高强钢设计制作法兰夹具并安装到泄漏法兰上，用高压注胶枪将实施例7所制取的本发明的高温带压堵漏密封剂注射到法兰间隙内，密封剂很快固化为一个整体，堵住了泄漏。
权利要求
1.一种高温带压堵漏用密封剂，以重量百分比计，其组成为载体材料10～30％，固化剂10～20％，缓凝剂5～20％，填料20～50％，增粘剂5～10％；其中载体材料为磷酸盐和硅酸盐的混合物，固化剂为金属氧化物，可以是一种或多种，缓凝剂为耐200℃以上高温的有机聚合物，可以是一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高温堵漏密封剂，其特征在于磷酸盐和硅酸盐组成重量比例为磷酸盐∶硅酸盐＝1～3∶1。
3.根据权利要求1所述的高温堵漏密封剂，其特征在于固化剂为氧化铜。
4.根据权利要求1所述的高温堵漏密封剂，其特征在于缓凝剂为杂环聚合物。
5.根据权利要求1或4所述的高温堵漏密封剂，其特征在于缓凝剂为聚苯硫醚。
6.根据权利要求1所述的高温堵漏密封剂，其特征在于填料为石墨、石棉、碳纤维、玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的高温堵漏密封剂，其特征在于增粘剂为液体橡胶。
8.根据权利要求7所述的高温堵漏密封剂，其特征在于增粘剂为端羟基液体丁腈橡胶。
9.一种专用于权利要求1所述的高温堵漏密封剂带压堵漏方法，其特征在于实施带压堵漏时先在泄漏部位设计制作一仿形夹具，然后将园柱状密封剂装入注胶枪内，连接油管，摇动液压油泵，将密封剂注射到泄漏部位与夹具构成的密封空腔内，在200～800℃介质温度作用下，密封剂快速固化为一个整体，从而阻止介质的泄漏。
10.根据权利要求9所述的带压堵漏方法，其特征在于仿形夹具为根据泄漏部位的形状和尺寸，设计制作的能包容泄漏部位并能使密封剂充盈其中且具有强度的金属器具，起到使密封剂定位堵漏的作用。
全文摘要
本发明是涉及一种高温带压堵漏密封剂及其使用方法。本发明的高温带压堵漏密封剂是以磷酸盐和硅酸盐等无机物为载体材料，添加适量的固化剂、填料和有机助剂，经机械混合后制成能对高温蒸汽、高温烃和烟道气等介质实施带压堵漏的高温堵漏密封剂，其耐温性能达到800℃。实施堵漏时，需在泄漏部位安装一仿形夹具，然后用高压注胶枪将通过模具挤压成型的密封剂注射到夹具与泄漏部位外表面构成的空腔内，并快速固化为一个整体而阻止介质的外泄。适用温度范围为200～800℃。
文档编号C09K3/12GK1427060SQ0114435
公开日2003年7月2日 申请日期2001年12月17日 优先权日2001年12月17日
发明者李自力, 朱树林, 匡建钊, 刘建国, 李宏, 张宏强 申请人:中国石油天然气集团公司